靳 杰， 高 洋， 靳政瑩

（1.山西省交通開發(fā)投資集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030006；2.上海海洋大學(xué)， 上海 201306）

0 引言

近年來，我國全力布局氫能產(chǎn)業(yè)，將氫能正式納入國家能源戰(zhàn)略體系，著力推進(jìn)氫能全鏈條發(fā)展，不斷夯實(shí)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，氫能產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入新的發(fā)展階段。山西省高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將氫能產(chǎn)業(yè)鏈作為重點(diǎn)發(fā)展的10 大產(chǎn)業(yè)鏈之一，高位統(tǒng)籌、高效推進(jìn)。同時，山西省焦化產(chǎn)能位列全國之首，擁有豐富的焦?fàn)t煤氣和煤化工煤氣資源，副產(chǎn)氫資源豐富，具有明顯的成本優(yōu)勢，來源廣泛、應(yīng)用場景豐富，可再生能源裝機(jī)量處于全國前列，擁有巨大的清潔低碳?xì)淠芄┙o潛力，具有得天獨(dú)厚的發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢[1-2]。發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)對于山西省持續(xù)深化能源革命綜合改革試點(diǎn)、打造全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地、推動山西省能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)清潔低碳綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。

1 氫能概述

作為一種二次能源，氫能具有熱值高、質(zhì)量輕、來源豐富、低碳環(huán)保、應(yīng)用廣泛、前景廣闊和可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為世界能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的一種重要載體。世界上主要發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都把氫能當(dāng)作能源轉(zhuǎn)型升級的重要舉措，把氫能發(fā)展提升至國家能源戰(zhàn)略層面，不斷推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

按熱值計(jì)算，除了核能之外，氫氣是熱值最高的燃料，其熱值大約是甲烷的2.4 倍、汽油的3 倍、酒精的3.9 倍、焦炭的4.5 倍左右。作為公認(rèn)的零碳能源，氫能享有“21 世紀(jì)終極能源”的美譽(yù)，將對經(jīng)濟(jì)社會具有顛覆性影響。

2 發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的重要意義

2.1 有利于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

氫氣燃燒不同于其他化石能源，其燃燒產(chǎn)物只有水，不產(chǎn)生CO2、SO2等溫室氣體。因此，氫能被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略的關(guān)鍵能源，是助力交通運(yùn)輸、冶金、化工和建筑等高碳排放領(lǐng)域加快降碳脫碳的有力抓手，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇[3-4]。

交通運(yùn)輸領(lǐng)域大約占全球碳排放總量的25%，是第二大排放源。如果將柴油、汽油等用氫能來代替，可以實(shí)現(xiàn)減排乃至“零排”。在鋼鐵、水泥和石化等工業(yè)領(lǐng)域，以氫能作為還原劑或者高品質(zhì)熱源，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域深度脫碳。據(jù)預(yù)測，到2050 年，在我國終端能源體系中，氫能占比至少為10%，需求量將在6 000 萬t 以上，可以減少大約7 億t CO2排放量，降碳、脫碳成效顯著。

2.2 有利于提升能源安全水平

我國是世界能源消費(fèi)第一大國，受“富煤、貧油、少氣”資源稟賦限制，我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比較依賴化石能源，能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“一煤獨(dú)大”的特點(diǎn)，油氣資源對外依存度較高。有數(shù)據(jù)顯示，2021 年，煤炭消費(fèi)在我國能源消費(fèi)總量中占比為56%，石油、天然氣等化石能源占比也較大。如果國際能源市場發(fā)生變化或者出現(xiàn)重大危機(jī)事件，容易對能源供需平衡以及能源價格穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

據(jù)預(yù)測，到2030 年，我國氫氣在終端能源消費(fèi)中所占比重將為5%，年需求量將在3 700 萬t 以上。到2060 年，我國氫氣在終端能源消費(fèi)中所占比重將為20%，年需求量將達(dá)1.3 億t。氫能將確保我國能源安全，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

2.3 有利于建設(shè)新型電力系統(tǒng)

在大容量、長周期的儲能系統(tǒng)中，由于氫能具有調(diào)節(jié)周期長、儲能容量大的優(yōu)勢，氫儲能競爭力更強(qiáng)。作為規(guī)?；咝Ю眯履茉吹闹匾d體，氫能能夠切實(shí)降低風(fēng)電、光伏等新能源隨機(jī)性、波動性和逆調(diào)峰特性產(chǎn)生的不利影響，切實(shí)推動源網(wǎng)荷儲互動和多能互補(bǔ)。在加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)過程中，可以有效提升能源供給質(zhì)量，增強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，提高再生能源消納利用水平，保障高比例可再生能源電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3 山西省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展思考

作為全球最大的制氫國，我國制氫產(chǎn)量約為3 300 萬t/a，擁有發(fā)展氫能的規(guī)?；瘍?yōu)勢。數(shù)據(jù)顯示，2017—2021 年，我國氫氣產(chǎn)量逐步增長。其中，2021年氫氣產(chǎn)量與2020 年相比，增長33.68%。截至2023年4 月，我國累計(jì)推廣將近1.4 萬輛氫能燃料電池，其中，超過1.3 萬輛為商用車，推廣商用車規(guī)模處于世界領(lǐng)先地位。全國建成加氫站350 座以上，位列世界首位。我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來窗口期，擁有廣闊的發(fā)展前景。

山西省擁有全國最大的焦化產(chǎn)能和發(fā)達(dá)的煤化工產(chǎn)業(yè)鏈，氫源富集，來源廣泛，成本優(yōu)勢明顯，應(yīng)用場景豐富，可再生能源裝機(jī)量在國內(nèi)處于前位，擁有巨大的清潔低碳?xì)淠芄┙o潛力，具有得天獨(dú)厚的氫能資源和顯著的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢。山西省氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成鏈，開局良好，發(fā)展勢頭火熱[5]。

3.1 打造千億產(chǎn)業(yè)基地

作為國內(nèi)最大的焦炭生產(chǎn)基地和山西省發(fā)展氫能的重要落點(diǎn)，呂梁市擁有豐富的煤、焦、氣資源，焦炭產(chǎn)能達(dá)3 800 萬t/a，非常規(guī)天然氣產(chǎn)能達(dá)35 億m3/a，所擁有的工業(yè)氫產(chǎn)品資源位列全省第一，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢和條件，氫能發(fā)展綜合指數(shù)居全省首位[6]。

近年來，呂梁市立足資源稟賦和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，著力搶占?xì)淠馨l(fā)展“新賽道”，構(gòu)建制、儲、運(yùn)、加、用完整產(chǎn)業(yè)鏈，全力打造國內(nèi)一流“千億級”氫能產(chǎn)業(yè)基地。爭取到2025 年末，制氫能力超過20 萬t，建成加氫站50 座，氫燃料汽車保有量達(dá)到5 000 輛以上，形成比較完備的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。

3.2 搶占?xì)淠堋八{(lán)海”先機(jī)

2022 年9 月，在山西省鵬飛集團(tuán)總部，全球首套250 kW 氫燃料電池動力系統(tǒng)正式對外發(fā)布，氫能重卡動力、續(xù)航等方面的問題得到有效解決。鵬飛集團(tuán)計(jì)劃投資780 億元，布局建設(shè)鵬灣氫港氫能產(chǎn)業(yè)園，著力構(gòu)建氫能制、儲、運(yùn)、加、用、研以及裝備制造全產(chǎn)業(yè)鏈。產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目全部建成后，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值可實(shí)現(xiàn)1 800 億元、實(shí)現(xiàn)利稅275 億元。

美錦能源是我省布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈比較早的企業(yè)，制氫、加氫站、氫燃料核心裝備和氫燃料商用車示范運(yùn)營的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)已構(gòu)建。到2025 年，比較完善的氫能產(chǎn)業(yè)鏈體系將初步形成，預(yù)計(jì)全產(chǎn)業(yè)鏈累計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值將達(dá)到100 億元以上。2030 年，將基本形成氫能產(chǎn)業(yè)集群格局，預(yù)計(jì)累計(jì)實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)值將達(dá)到300 億元以上。

山西省晉南鋼鐵集團(tuán)引入氫能應(yīng)用，成為首家在1 860 m3高爐應(yīng)用氫氣的企業(yè)，開創(chuàng)了氫能煉鐵的先河。晉南鋼鐵加快構(gòu)建綠色低碳運(yùn)輸體系，依托零碳物流平臺，將在3 年內(nèi)推廣使用氫能重卡10 000輛，每年減少300 萬t 碳排放，實(shí)現(xiàn)“1 t 鋼1 t 碳排放”的低碳發(fā)展目標(biāo)。

3.3 成立氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

2023 年2 月，由山西省發(fā)改委倡議成立的氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟揭牌成立。聯(lián)盟將充分發(fā)揮交流合作平臺和橋梁紐帶作用，聚焦山西省氫能產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)、跨部門、跨地區(qū)的協(xié)同創(chuàng)新、資源共享和推廣應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)，在聯(lián)盟成員間推進(jìn)功能互補(bǔ)、項(xiàng)目互動、互利共贏，尋求技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用等方面的合作，在氫能產(chǎn)業(yè)“制—儲—運(yùn)—加—用”方面推動一體化發(fā)展，提升山西省氫能產(chǎn)業(yè)的整體競爭力，積極搶占?xì)淠堋八{(lán)?！毕葯C(jī)，努力開創(chuàng)山西省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展新局面。

4 結(jié)語

作為推進(jìn)能源革命綜合改革試點(diǎn)的重大任務(wù)和戰(zhàn)略選擇，山西省氫源富集，來源廣泛，具有明顯的成本優(yōu)勢，應(yīng)用場景豐富，擁有巨大的清潔低碳?xì)淠芄┙o潛力，具有得天獨(dú)厚的氫能資源和顯著的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢。山西省發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)具有明確的愿景和豐富的場景，也必將迎來美好的前景。推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，必將為山西省持續(xù)深化能源革命綜合改革試點(diǎn)、打造全國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地、推動山西省能源結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)清潔低碳綠色轉(zhuǎn)型做出新的更大的貢獻(xiàn)！