几乎所有的全球去碳化方案都一致认为：未来是电动的。为什么电气化是脱碳的主要及最经济的途径？

两个基本原因：首先，经过几十年补贴驱动的技术创新，太阳能和风能现在已成为世界上大多数国家最便宜的发电资源；其次，快速的技术进步使电池、热泵、电动机和类似技术变得更便宜，使得电力能够进入传统上由化石燃料主导的行业，如交通、供暖和工业。

随着全球能源系统的电气化，系统运营商面临的关键挑战将是实时跟上电力需求，以避免停电。但随着太阳能和风能的份额增加，匹配变得更具挑战性：在没有阳光或没有风的情况下，如何满足电力需求？

氢能源现在“流行”的两个主要原因：一是作为一种化学能源载体，它满足了可再生能源的存储和灵活性需求；此外，氢还可用于脱碳困难部门的去碳化，如重工业、卡车运输、航空或航运。

在去碳化的道路上，氢能源似乎是可再生能源的完美补充，但前提是氢能源是通过可再生能源生产的电力电解而成。

自1975年以来，全球氢能源需求增长了三倍多，在2018年达到每年7000万吨。它目前被用作炼油或合成氨生产的原料。在供应方面，目前氢几乎完全来自化石燃料，这使得它每年排放8.3亿吨二氧化碳，相当于印度尼西亚和英国的二氧化碳排放量总和。

然而，由于风能和太阳能技术使用成本的降低，可再生氢气现在看起来越来越可行。目前，基于化石燃料的氢气生产成本估计为每公斤0.8-2.7欧元，而可再生氢气的生产成本已经可以达到每公斤2.5-6.3欧元，而且预计成本会进一步降低。有鉴于此，世界各国都在加紧制定可再生氢战略。

下面，我们将对欧盟、英国、美国、中国、日本和韩国等的计划进行介绍和比较，以初步了解全球氢发展战略的现状。

欧盟

为实现2030-2050年气候中和所需的大幅碳减排，欧盟希望氢能在其中发挥重要作用，因此主要关注可再生氢能的发展。

然而，欧盟也设想暂时使用其他形式的低碳氢，以使现有基于化石燃料生产的氢能脱碳。总的来说，欧盟预计氢在欧洲的部署将逐步进入三个不同阶段（表1）。

欧盟战略设想了氢能源的两个主要主导市场：工业应用和交通。一项直接的工业应用目标是减少和替代目前在炼油厂和氨生产中使用的化石燃料氢气，以及在钢铁生产中部分替代化石燃料。从长远来看，更多地利用氢气将使欧洲的炼钢过程完全脱碳。在交通运输方面，在电气化比较困难的地方，氢能源是有希望的。在短期内，它可以用于城市公交车、铁路网络中电气化不可行的特定部分，或用于重型公路车辆。从长远来看，欧盟认为氢能源可以在航空和航海部门的去碳化中发挥作用。氢能源可以通过燃料电池发挥作用，也可以在合成煤油和氨的生产中发挥作用。

欧盟的战略愿景是对国家氢能战略和投资的补充。包括德国、法国、意大利和西班牙等欧盟国家在2020年通过了一项氢能战略，它们还承诺，在下一代欧盟框架下，将在2021-2026年为氢能源提供约115亿欧元，其中德国计划支出30亿欧元，意大利30亿欧元，法国20亿欧元，西班牙15亿欧元，波兰和罗马尼亚各约10亿欧元。此外，欧盟还于2020年启动了一个关于氢能源的欧盟共同利益重要项目（IPCEI），以帮助加速建立欧洲氢能源价值链。尽管各国的战略雄心不尽相同，但在某些情况下显然是很高的（表2）。

德国的目标是到2030年将电解氢产能提高到5GW，为届时实现90-110TWh的国家能源消费目标做出贡献；根据欧盟委员会的“Fit for 55”计划（该计划目标是2030年碳排放量将在1990年的基础上减少55%），这大约是德国最终能源消耗的4%。为了实现这一目标，德国已经通过其国家氢战略提供了90亿欧元。

法国的计划更加雄心勃勃，其目标是到2030年实现6.5GW的电解氢产能，并在2030年前投入70亿欧元的公共资金，以促进氢在工业和交通领域的应用。

意大利也通过了一项国家氢能战略，主要目标是到2030年实现5GW的电解氢产能，或最终能源需求的2%，而到2050年将扩大到最终能源需求的20%。

最后，西班牙的目标是通过90亿欧元的公共和私人投资，到2030年实现4GW的电解氢产能。

英国

英国于2021年8月公布了“世界领先的氢经济”战略，该战略由英国政府定义，将氢确定为其能源转型的关键组成，特别是在电力、工业和部分交通部门。

在供应方面，主要目标是到2030年建成5GW的低碳氢产能（类似于德国和意大利），到2050年使该国能源消费的20-35%以氢能源为基础。

在需求方面，目标是让氢在目前使用大量化石燃料行业的去碳化中发挥重要作用，比如化学工业和炼油厂，以及住宅供暖、电力和某些运输部门。

值得注意的是，英国对氢在住宅供暖领域的作用有很高的期望。它预计到2030年，大约1TWh的家庭供暖需求将来自于氢能源，这将使每年有6.7万个家庭从天然气转向氢气；然而到2035年，这一战略的目标值飙升到45TWh，实现用氢气覆盖10%的家庭供暖需求。

在交通方面，需要指出的是，该战略并未设想让汽车使用氢能源，而是考虑在那些更难实现电气化的部分使用氢能源，如航运、航空、卡车、公共汽车和火车。

该战略估计，到2030年，英国范围内的氢经济价值为9亿英镑，创造9000多个就业机会，到2050年，可能增加到10万个就业机会，经济价值130亿英镑。

美国

与欧盟不同，美国只有在两党通过《基础设施投资和就业法案》后才会开始制定国家清洁氢能战略。到目前为止，美国能源部的“氢项目计划”和“氢战略”已经提供了一个战略框架，将氢变成一种“负担得起的、广泛可用的和可靠的”技术，以及“全国多个经济部门不可分割的一部分”。

为了实现其战略愿景，美国将重点放在基于化石燃料和可再生能源的氢气生产上。因此，美国计划利用碳捕获和储存（CCS）来减少碳排放，同时仍然依赖天然气生产。

《基础设施投资和就业法案》预计，至少将创建四个“区域清洁氢能源中心”，生产和使用用于制造、供暖和运输的氢能。根据该法案，至少有两处将位于美国“天然气资源最丰富”的地区。一个中心将使用化石燃料，一个将使用可再生能源，另一个将使用核能。煤炭也被列为一个潜在的来源。该法案没有包括增加可再生氢产量的目标。此外，该法案使用了一个备受争议的清洁氢气的定义，根据这一定义，生产一公斤氢气排放的二氧化碳不超过两公斤被定义为“清洁”。

与欧盟类似，美国设想在短期内继续并增加氢气在石油炼制中的使用。此外，美国的目标是将氢作为一种便携式的电力储存选择，从中期来看，氢将被应用于分布式固定发电、中型和重型车辆的燃料电池以及合成燃料的生产。与此同时，氢将在工业过程中替代化石燃料，例如在钢铁和水泥生产中。从长远来看，氢有望被集成到能源系统中，提供中长期存储、稳定服务，并为除电力以外的最终用途共同生产氢。

美国的主要目标是利用研发投资来克服技术障碍，并通过向研发和示范项目提供资助来验证以氢能源为原型的应用。2017年，美国能源部对氢能源的公共投资被限制在每年1.5亿美元左右，而《基础设施投资和就业法案》将在2022年至2026年期间引入高达90亿美元的未来投资。因此，美国的投资类似于“下一代欧盟”计划中的投资。

在90亿美元中，有80亿美元将用于开发地区氢燃料中心，将氢燃料用于制造、取暖和运输；另外的10亿美元将用于电解氢能源的研究开发和示范项目。美国能源部估计，如果美国能保持其雄心壮志，到2050年，美国的氢消费量将增长4至6倍，也就是说，氢能源消费需求到2050年可能会占美国总能源需求的14%。

中国

目前中国是世界上最大的氢能生产国，但因为大部分氢能是以煤炭为基础，所以中国的氢能源不是绿氢。除了炼油或生产氨等更常见的氢气用途，中国还有将氢能应用于运输部门的目标。

在最近发布的“十四五”规划中，氢能被确定为中国优先发展的新兴产业，目标是到2030年，将可再生氢占中国氢生产总量的比例提高到50%。考虑到中国目前对煤制氢的依赖，这是一个重大承诺。碳捕获和储存技术也将在氢生产的去碳化中发挥重要作用，这与美国所遵循的方法类似。

氢能的未来应用预计将在国家氢发展战略中具体说明，但该战略仍待公布。在省级层面，例如，山东正致力于发展氢产业集群，其中氢的不同应用机会交织在一起。而利用可再生氢生产钢铁的试点项目也已启动。

此外，省级计划还包括加快氢燃料充电站建设，继续给予燃料电池汽车补贴。此外，市场观察人士预计，目前交通运输部门的补贴和投资计划，将扩大到氢输送和储存基础设施，以及碳捕获和储存及电解技术。然而，在国家氢发展战略出台之前，这些投资的规模仍不清楚。

日本

日本从2017年开始实施了“基本氢战略”。该战略设想在家庭和工业应用中都使用氢。此外，日本在2020年公布的“绿色增长战略”中，14个优先技术领域中的10个都是氢能源相关的，日本的氢战略是该国希望摆脱进口化石燃料的一部分。

日本的目标是到2030年将其氢能消费增加20倍，从目前的约30万吨增加到600万吨，相当于氢能在主要能源消费中的份额要从当前的0.2%上升到约4.5%。增加的氢能需求，预计在2030年由30万吨国内生产的可再生氢气来满足，在2050年这一数值则将达到500-1000万吨，其余的需求将由进口天然气基和可再生氢能来满足。虽然到目前为止，可再生氢能在进口中所占的份额还没有受到量化目标的限制，但日本国内可再生氢能生产的目标，是到2030年要达到100%。

与中国类似，日本自2000年代开始在交通领域推进氢的应用。到2030年，日本的目标是拥有80万辆燃料电池汽车，约占目前注册汽车的1%。有趣的是，日本也预计将在住宅领域使用氢能。到2030年，预计530万个燃料电池单元将为当地供电和家庭供暖，并为工业部门提供电力。

为了实现氢能在经济中的广泛应用，日本追求降低成本和提高电力效率的量化目标，并将重要的研究和开发计划与这些量化目标联系起来。在大量公共投资的支持下，日本正在努力发展国内的氢能基础设施，同时进行相关的监管改革、补贴以及建立国际氢能供应链——目前正在澳大利亚和文莱的两个示范项目中设想建立这一供应链。

印度

2006年，印度推出第一个氢能和燃料电池路线图开始，印度新能源和可再生能源部就将氢能视为一个具有战略意义的领域。2016年，印度新能源和可再生能源部门发布报告，提出一项增加研发的全面计划，包括为不同的电解槽技术及可再生能源的整合提供大量资金。2021年8月，总理莫迪在的印度独立日庆祝活动上宣布了25年内实现能源独立的目标，包括扩大清洁能源如天然气的使用、推广电动车，将印度打造成全球绿色氢生产中心，并争取到2030年实现净零碳排放的目标。

俄罗斯

2021年4月，俄罗斯新出炉了《2024年前俄罗斯氢能发展构想》。其中表示，到2050年，俄罗斯氢能出口量将达790-3340万吨，出口创收将达236-1002亿美元。2021年8月6日，俄罗斯发布分阶段发展氢能战略。战略文件指出，从现在起到2050年，俄罗斯的氢能工业将历经几个发展阶段：

第一阶段是从现在开始的三年半中，建成集生产、出口为一体的氢能项目产业集群，在俄罗斯国内推广使用氢能；

第二阶段与第三阶段是2025年—2035年以及2035年—2050年，主要用来建设以出口为导向的生产项目，在各个经济和工业领域系统使用氢能技术。

韩国

2019年1月17日，韩国政府在蔚山市发布“氢能经济发展路线图”。韩国氢能路线图规划不仅仅局限于汽车领域，内容还包括到2040年氢燃料家用汽车275万辆；家用发电600MW；氢燃料出租车8万台；氢燃料巴士4万台；氢燃料卡车3万台；年减少大气污染2373吨；创新工作岗位42万名；经济效果43兆韩元；氢能发电1040TOE，温室气体减少2728万吨；发电量55949Gwh。

在建设加氢站方面，韩国政府考虑为建设加氢站提供补贴的方案，并通过“监管沙盒”等放宽管制措施积极吸引民间资本的参与。

在燃料电池方面，韩国政府争取到2040年把燃料电池产量扩大至15GW，这为去年韩国发电总量（133GW）的7-8%水平。为此，韩国政府将积极利用石化工程中产生的5万吨副产氢，并积极扩建相关基础设施。

结论

从以上发布的国家级氢能战略来看，大多数国家的氢能战略中对氢能行业的发展持积极肯定态度。欧盟、英国和日本目前拥有最详细的氢能战略，而中国尽管起步较早，但其国家战略仍未确定，也未将重点放在可再生氢上。然而，美国正在制定其战略，并将很快公布。在计划投资方面，日本、美国和欧盟预计的人均公共投资相似。在未来的应用方面，所有国家的目标都会将氢能应用于工业。与其他国家相比，英国对住宅供暖的关注是很特别的。无论是欧盟和英国侧重于可再生氢气，还是美国碳捕捉和存储技术，所有的参与国都想逐步过渡到低碳氢能。鉴于日本国内资源有限，日本在规划国际氢能供应链时扮演了一个特殊的角色。

尽管存在这些差异，但很明显，所有参与者都希望氢能在各自经济的去碳化中发挥重要作用。

全球对氢能发展信心巨大，但仍需要理性推进。发展氢能产业要坚持环保初心，提升技术能力与市场竞争力；深入研究氢能产业发展战略，做好顶层设计，兼顾氢能行业发展的理想和现实。

文章来源： Bruegel，中关村氢能产业联盟