氫氣是一種燃燒熱值高、CO2零排放的二次能源，每千克氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量，大約是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，而燃燒產(chǎn)物是水，是一種非常生態(tài)環(huán)保的清潔能源。面對(duì)著棄風(fēng)難題，一個(gè)潛在的解決方案是，探索利用棄風(fēng)電量電解生產(chǎn)氫氣，支持我國(guó)發(fā)展氫燃料電池汽車等下游產(chǎn)業(yè)。

河北張家口已在風(fēng)電制氫領(lǐng)域開始大膽嘗試

近年來，我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，已經(jīng)成為全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)量最大的國(guó)家，但與此同時(shí)，我國(guó)也發(fā)生了比較嚴(yán)重的棄風(fēng)現(xiàn)象。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2015年，我國(guó)棄風(fēng)電量達(dá)到339億千瓦時(shí)，同比增加213億千瓦時(shí)，平均棄風(fēng)率15%，同比增加7個(gè)百分點(diǎn)；到了2016年第一季度，我國(guó)棄風(fēng)現(xiàn)象進(jìn)一步惡化，風(fēng)電棄風(fēng)電量達(dá)到192億千瓦時(shí)，同比增加85億千瓦時(shí)；平均棄風(fēng)率26%，同比上升7個(gè)百分點(diǎn)，尤其是吉林、新疆、甘肅的棄風(fēng)率更是達(dá)到了53%、49%和48%。

氫氣是一種燃燒熱值高、CO2零排放的二次能源，每千克氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量，大約是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，而燃燒產(chǎn)物是水，是一種非常生態(tài)環(huán)保的清潔能源。面對(duì)著棄風(fēng)難題，一個(gè)潛在的解決方案是，探索利用棄風(fēng)電量電解生產(chǎn)氫氣，支持我國(guó)發(fā)展氫燃料電池汽車等下游產(chǎn)業(yè)。目前，我國(guó)河北省張家口市已經(jīng)在風(fēng)電制氫領(lǐng)域開始了大膽嘗試。據(jù)了解，張家口市的風(fēng)電裝機(jī)容量超過650萬千瓦，但并網(wǎng)外送能力僅有170萬千瓦左右，從而倒逼形成了風(fēng)電供暖、風(fēng)電制氫等就近消納方式。2015年4月，張家口市沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目正式開工，這是我國(guó)首個(gè)風(fēng)電制氫工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目，同時(shí)也是全球最大的風(fēng)電制氫工程。該項(xiàng)目由河北建投新能源有限公司投資，占地116畝，總投資20.3億元，項(xiàng)目建成后將形成每年制氫1752萬標(biāo)準(zhǔn)立方米的生產(chǎn)能力，其中一部分氫氣用于工業(yè)生產(chǎn)，減少化石能源消耗量，另一部分將在時(shí)機(jī)成熟時(shí)，用于建設(shè)配套加氫站網(wǎng)絡(luò)，支持發(fā)展河北省氫能源動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)。

短期來看，我國(guó)風(fēng)電制氫至少還面臨著兩大難題，一是經(jīng)濟(jì)可行性，另一個(gè)是水源保障。目前制氫的技術(shù)路線主要有煤制氫、天然氣裂解制氫、甲醇制氫、電解水制氫等，其中煤制氫的成本最低，生產(chǎn)1立方米氫氣的成本不到1元；采取電解方式，生產(chǎn)1立方米氫氣需要需要消耗電能5千瓦時(shí)左右，即使按棄風(fēng)發(fā)電價(jià)格每千瓦時(shí)0.25元計(jì)算，風(fēng)電制氫僅用電成本就達(dá)到了1.25元，基本沒有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)風(fēng)力資源豐富的地區(qū)大多分布在內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等區(qū)域，水資源相對(duì)比較缺乏。但從長(zhǎng)期來看，氫能利用，尤其是氫燃料電池汽車有著比較大的潛力，這為風(fēng)電制氫提供了發(fā)展空間。同純電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池汽車擁有加氫時(shí)間更短、續(xù)航里程更長(zhǎng)、零排放等優(yōu)點(diǎn)，一直以來被很多國(guó)家看作新能源汽車的主要技術(shù)路線之一。

日本開發(fā)燃料電池車的動(dòng)向值得中國(guó)借鑒

日本是世界上最重視氫能和氫燃料電池汽車的國(guó)家。在國(guó)家層面，早在1980年，日本就開始了各類燃料電池技術(shù)的研發(fā)，2014年4月，日本國(guó)會(huì)批準(zhǔn)了《戰(zhàn)略能源規(guī)劃》，其中明確提出加快實(shí)現(xiàn)氫能社會(huì)的步伐，讓氫能在二次能源中發(fā)揮中心作用，主要舉措包括：加快家用燃料電池的引入推廣；營(yíng)造環(huán)境加快引入燃料電池車；掌握氫能發(fā)電等新技術(shù)；加快發(fā)展氫氣生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)刃录夹g(shù)保障穩(wěn)定供應(yīng)；制訂實(shí)現(xiàn)“氫能社會(huì)”路線圖等等。在地方層面，早在2004年8月，日本福岡就率先制訂了“福岡氫戰(zhàn)略”，提出要建設(shè)世界最尖端的氫信息基地，培養(yǎng)氫能源新產(chǎn)業(yè)；日本東京更是積極以2020年奧運(yùn)會(huì)為契機(jī)，全方位推進(jìn)氫能社會(huì)建設(shè)。在企業(yè)層面，2014年12月15日，豐田首款氫燃料電池車Mirai就正式上市，贏得了市場(chǎng)的高度認(rèn)可，本田、日產(chǎn)等企業(yè)也在積極推出自己的燃料電池車型，加氫站的建設(shè)也逐漸提速。2016年4月，日本發(fā)布新的氫能和燃料電池戰(zhàn)略路線圖，估計(jì)到2020年日本燃料電池車的銷售可達(dá)到約4萬輛，2025年達(dá)到約20萬輛，2030年達(dá)到80萬輛，加氫站也將從現(xiàn)在的80座增加到2020年的160座以及2025年的320座。美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家也在積極推動(dòng)本國(guó)的氫能與燃料電池計(jì)劃。德勤咨詢估計(jì)，到2025年，美國(guó)和歐洲的氫燃料電池車將分別達(dá)到85萬輛、71萬輛。

2016年5月19日，中共中央、國(guó)務(wù)院聯(lián)合印發(fā)了《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，其中明確提出：“開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術(shù)”。4月19日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局近日下發(fā)了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》，也將“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”作為15項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。國(guó)家能源局原局長(zhǎng)張國(guó)寶也多次呼吁，技術(shù)路線的判斷和選擇是否正確，關(guān)乎一個(gè)企業(yè)乃至一個(gè)行業(yè)的生死存亡。我國(guó)鋰電池動(dòng)力的純電動(dòng)車存在電池重量大、廢電池回收難、續(xù)航里程短等致命弱點(diǎn)，日本開發(fā)燃料電池車的動(dòng)向值得我們思考。

風(fēng)、光、核制氫，為氫燃料電池提供潛在機(jī)遇

面對(duì)著國(guó)際上氫燃料電池汽車的蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，同時(shí)也為了解決我國(guó)出現(xiàn)的棄風(fēng)難題，建議我國(guó)積極開展氫能利用的研究探索。事實(shí)上，我國(guó)不僅僅面臨著“棄風(fēng)”難題，“棄光”、“棄核”的問題也開始凸顯。在光電領(lǐng)域，國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2015年，我國(guó)西北部分地區(qū)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的棄光現(xiàn)象，新疆、甘肅的棄光率分別達(dá)到了26%和31%；2016年第一季度，我國(guó)棄光限電約19億千瓦時(shí)，寧夏、甘肅、新疆的棄光率分別達(dá)到了20%、39%和52%。在核電領(lǐng)域，2015年我國(guó)核電平均利用小時(shí)數(shù)同比下降437小時(shí)，相當(dāng)于少發(fā)125億度電；2016年第一季度，我國(guó)福建省、遼寧省的核電機(jī)組平均利用率都比較低，由于電網(wǎng)無法消納而出現(xiàn)減產(chǎn)限產(chǎn)現(xiàn)象。在電能過剩的背景下，利用放棄的風(fēng)電、光電、核電制氫，為氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了潛在的機(jī)遇。

一、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。建議國(guó)家制訂氫能發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃，協(xié)調(diào)整合國(guó)家能源局、工信部、科技部等有關(guān)部門的資金、政策等鼓勵(lì)措施，支持氫氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推動(dòng)氫燃料汽車核心技術(shù)、關(guān)鍵零部件的研發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用推廣，加強(qiáng)國(guó)際交流合作。

二、開展地方試點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外氫能產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展的初步階段，氫燃料電池汽車的大量普及還面臨著氫氣成本較高、加氫站數(shù)量較少、汽車造價(jià)偏高等瓶頸，是否會(huì)成為新能源汽車的主流技術(shù)路線尚存在一定的不確定性。目前，我國(guó)如廣東佛山（云浮）氫能源產(chǎn)業(yè)基地、江蘇丹徒氫能源產(chǎn)業(yè)園已經(jīng)開展了大量實(shí)踐，建議國(guó)家梳理現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)不足，選擇若干地方城市開展試點(diǎn)示范，給予優(yōu)惠政策支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

三、對(duì)接綠色金融。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開大量資金的支持，綠色金融工具可以發(fā)揮重要的促進(jìn)作用。建議一行三會(huì)研究制訂支持氫燃料電池汽車行業(yè)的優(yōu)惠政策，在綠色信貸貼息、綠色債券發(fā)行、產(chǎn)業(yè)基金設(shè)立、資本市場(chǎng)融資、交強(qiáng)險(xiǎn)費(fèi)率優(yōu)惠等領(lǐng)域探索給予政策支持和資金扶持，研究探索氫氣現(xiàn)貨、期貨交易，形成業(yè)界認(rèn)可的價(jià)格信號(hào)，為開展氫能利用財(cái)政補(bǔ)貼提供基礎(chǔ)。

四、保障水源供應(yīng)。環(huán)保部數(shù)據(jù)顯示，2014年，我國(guó)廢水排放總量716.2億噸，其中工業(yè)廢水排放量205.3億噸、城鎮(zhèn)生活污水排放量510.3億噸；全國(guó)擁有城鎮(zhèn)污水處理廠6031座，全年共處理污水494.3億噸。我國(guó)尤其是北方相對(duì)缺水地區(qū)，可以考慮使用污水處理達(dá)標(biāo)后的中水作為電解制氫的原料，既能保障水源供應(yīng)，同時(shí)還能化解不少地方存在的“中水回用”價(jià)格偏低運(yùn)營(yíng)虧本、老百姓接受度低推而不廣等難題。

五、鼓勵(lì)企業(yè)參與。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展除了政府機(jī)關(guān)、科研院所，還需要汽車、電力等行業(yè)的龍頭企業(yè)積極參與，建議成立氫能和燃料電池行業(yè)協(xié)會(huì)，整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈的資源信息，共同推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新突破。

總之，不少發(fā)達(dá)國(guó)家都將氫能和燃料電池作為未來發(fā)展重點(diǎn)，我國(guó)在氫能開發(fā)利用領(lǐng)域也具備了一定的基礎(chǔ)，在制氫、儲(chǔ)存氫等部分環(huán)節(jié)位居世界前列，但由于種種原因，整體上同日本、美國(guó)相比還有較大差距。在可再生能源棄電現(xiàn)象較為嚴(yán)峻的情況下，建議我國(guó)化被動(dòng)為主動(dòng)，探索利用過剩電能生產(chǎn)氫氣，為氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。