氢经济勃然兴起 各国抢下“先手棋”

（来源：科普时报）1月25日晚，习近平主席在北京以视频方式出席世界经济论坛“达沃斯议程”对话会，并发表题为《让多边主义的火炬照亮人类前行之路》的特别致辞，再次在国际上明确提出“确保实现2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和的目标。”面对碳中和这一极具挑战性的目标，中国的能源体系以及社会经济运行方式需进行深刻变革，制定实施减排路线图，促使二氧化碳排放大幅下降，碳排放为零的绿色氢能源备受瞩目。

国际上也对氢能寄予厚望。在国际主流媒体的报道中，近来“ 氢（Hydrogen）”一词的出现频率日益增加。围绕实现可持续发展目标和二氧化碳零排放目标，有关氢气的研究开发急速兴起，氢作为紧跟风能和太阳能等可替代能源之后的新型清洁能源，引起了各国政府和企业的极大兴趣。世界各国正在开发利用氢能，呈现你追我赶的形势。

美国全国广播公司财经频道CNBC2020年9月发布美国银行报告称，氢将成为未来替代石油和煤炭的主要能源，作为汽车以及飞机、轮船的燃料，并向家庭供电。预计到2050年，将满足全世界24％的能源需求，从2020年到2050年的30年中，其基础设施投资估计将达到11万亿美元。

 

灰绿蓝紫红，来源不同“氢色”各异

 

氢燃烧时仅排放水，从而将被视为全球变暖和气候变化要因的二氧化碳排放控制为零。因此，氢能给人们的印象往往是有益于环境，也被称为“最终清洁能源”。

但是，从氢供应链的现状来看，其实很难称其为完全清洁的能源。这是因为通常氢是通过电解水产生的。在电解过程中，使用的大部分电能是由煤炭等化石燃料产生的。根据国际能源机构IEA报告，目前全球6％的天然气供应量和2％的煤炭供应量用于制氢，其二氧化碳排放量超过英国和印度尼西亚两国的排放量之和。因此，只有当可再生能源产生用于电解的电能时，氢才能真正被称为终极清洁能源。

目前，有多种制氢方法，业界往往根据采用不同能源途径制备氢的过程，用不同颜色形象地描述氢能种类。例如，由诸如煤、石油、天然气等化石能源发电制备的氢被称为“灰色氢或黑氢”，而由可再生能源电解产生的氢被称为“绿色氢”。另外，利用碳捕获技术同时使用化石燃料产生的氢被称为“蓝色氢”，而由核能发电进行电解所产生的氢被称为“紫色或粉红色氢”。

因此，普及“绿氢”是各国政府和企业的目标，但这可能耗时长久。挑战首先是要降低其生产成本。根据彭博新能源财经（Bloomberg NEF）的分析，生产绿色氢气的成本为每公斤2.5-4.5美元。而WTI原油价格为每公斤0.31美元，两者相差悬殊，急需进一步降低成本。美国银行的分析师指出，要使绿氢与现有的灰氢相比具有竞争力，生产成本必须比目前降低60-90％，这有望在2030年左右实现。

 

绿氢市场升温，各国争先恐后布局

 

随着氢经济的来临，各国之间水面下的竞争正在悄然发生，随着补贴和优惠政策的扩大，预计企业与绿氢相关的举措将在未来几年内迅速增加。2020年12月，比利时根特大学的研究人员在《能源研究与社会科学》（Energy Research & Social Science）杂志上发表论文指出，已经至少有19个国家制定了与氢经济相关的国家战略或技术路线图，氢的地缘政治竞争正在加剧。

欧盟已于2020年3月宣布成立欧盟清洁氢联盟（EU Clean Hydrogen Alliances），旨在扩大欧洲范围内的氢价值链，以实现其在氢经济中的全球领导地位。该论文还引用彭博新能源财经（Bloomberg NEF）《氢能经济展望（Hydrogen Economy Outlook）》报告分析称，中国水电解制氢装备的制造成本已经比西方国家低83％，这将是中国在继太阳能发电、电动汽车之后，再次在能源技术领域更有竞争力。

2020年11月1日，日本最具影响力的英文报刊之一《日本时报》（Japan Times）刊文使用了耸人听闻的“氢战”（Hydrogen wars）一词，渲染围绕氢经济主导权，中欧之间竞争加剧。文章称，欧洲正在以进攻态势积极主动展开竞争，投资4700亿欧元发展氢基础设施。

在全球氢气市场发展中，日本的动向也受到很大关注。根特大学的研究人员提及在全球液化天然气LNG市场确立上升期，日本通过建立双边合作关系牵引市场的历史，论述了在氢气国际市场上升中，日本也有可能发挥同样的作用。

 

你追我赶，起步落后的美洲也在迎头赶上

 

围绕氢市场领导权，不仅欧洲和亚洲在展开角逐，在被认为起步相对落后的美洲也同样不甘示弱，正在加紧行动。2020年11月19日，拉丁美洲媒体Amaricas Quarterly刊登题为《谁将赢得拉丁美洲的氢竞赛》的文章，报道该地区氢竞争的现状。

智利正在考虑发挥其由安第斯山脉和太平洋之间的阿塔卡马沙漠中产生的太阳能优势生产绿氢。与此同时，哥伦比亚正在考虑类似的计划。哥伦比亚的风能和太阳能的发电成本低于智利，这意味着生产绿氢的成本可低于智利。

此外，被认为起步落后于欧洲和东亚国家的美国已开始实施大规模的氢气存储项目，加拿大也在2020年12月底宣布了一项国家氢气战略，整个美洲的氢经济运动正在勃然兴起。

贸然说“氢战”可能有些夸张，但在世界百年未有的大变局中，氢时代正在疾步走来。随着国际氢市场的加速形成，今后将会出现新的双边关系、区域关系与国际规则，由此诞生氢基国际关系、国际秩序大有可能。迄今为止，把握国际形势必看石油价格走势和相关信息，但是今后与氢有关的信息将变得越来越重要，需要密切关注绿氢的全球发展趋势。

当前，氢经济的发展急需加快科技创新，大幅降低制备成本，需要世界各国一起携手推进国际科技交流合作，共同加快推进相关研发攻关和应用推广，为实现全球减排、建设美丽地球村、构建人类命运共同体、共创人类美好未来作出贡献。

（作者系中国科普作家协会副理事长、研究员）