时间:2024-06-26 作者:
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摘要:
发达国家支持氢能发展政策手段及借鉴
财政部国际财经研究专家工作室 国际财金合作司“双碳”课题组
能源是经济社会发展的基础,其生产和消费与温室气体排放密切相关,其中化石能源是碳排放的主要来源,因而成为各国减排重点。氢能作为绿色能源,在替代化石能源、促进能源安全转型中起着重要作用,国际社会特别是发达国家越来越重视氢能产业发展。我国氢能发展尚处在起步阶段,有必要借鉴发达国家氢能发展政策支持手段,积极构建氢能产业链,促进氢能产业稳定有序发展。
图1 2019-2022年全球年度氢需求
数据来源:https://www.iea.org/reports/hydrogen
(一)全球氢能需求将持续增长。根据国际能源署(IEA)相关数据(如图1所示),2022年全球氢能需求量达9480万吨,精炼、氨应用场景需要纯化氢气,氢需求量占比约78.9%,甲醇、钢铁生产等行业需要氢气作为气体混合物,氢需求量占比21.1%。高盛清洁氢革命研究报告(The Goldman Sachs Group,2022)显示,绿氢是全球净零排放的关键支柱之一。全球碳...
发达国家支持氢能发展政策手段及借鉴
财政部国际财经研究专家工作室 国际财金合作司“双碳”课题组
能源是经济社会发展的基础,其生产和消费与温室气体排放密切相关,其中化石能源是碳排放的主要来源,因而成为各国减排重点。氢能作为绿色能源,在替代化石能源、促进能源安全转型中起着重要作用,国际社会特别是发达国家越来越重视氢能产业发展。我国氢能发展尚处在起步阶段,有必要借鉴发达国家氢能发展政策支持手段,积极构建氢能产业链,促进氢能产业稳定有序发展。
图1 2019-2022年全球年度氢需求
数据来源:https://www.iea.org/reports/hydrogen
(一)全球氢能需求将持续增长。根据国际能源署(IEA)相关数据(如图1所示),2022年全球氢能需求量达9480万吨,精炼、氨应用场景需要纯化氢气,氢需求量占比约78.9%,甲醇、钢铁生产等行业需要氢气作为气体混合物,氢需求量占比21.1%。高盛清洁氢革命研究报告(The Goldman Sachs Group,2022)显示,绿氢是全球净零排放的关键支柱之一。全球碳中和目标下,未来清洁氢市场分为牛市(2050年实现碳中和,全球变暖控制在1.5℃)、平市(2060年实现碳中和,全球变暖小于2℃)和熊市(2070年实现碳中和,全球变暖控制在2℃)三个情景。三个情景下,氢能的需求量会较当前需求量增长2—7倍。
(二)全球绿氢占比将不断提升。2022年全球氢气来源仍以化石能源制氢为主(如图2所示),全球无碳捕集储存和利用(CCUS)化石能源制氢产量达7960万吨,占全球氢能产量的83.8%;采用CCUS技术的化石能源制氢产量达50万吨,占比0.5%;工业副产氢产量为1480万吨,占比15.6%;电解水制氢仅为10万吨,规模相对较小,占比约为0.1%。高盛清洁氢革命研究报告表明,蓝氢和绿氢生产路线是未来的主要关注点。牛市情景下,2050年全球氢气基本由蓝氢和绿氢提供,其中绿氢占比50%以上;平市情景下,绿氢和蓝氢的总产量仍占全球氢气总产量的50%以上,化石能源制氢和工业副产氢也将作为氢气的部分来源;熊市情景下,化石能源制氢则处于主导地位。
图2 2022年全球氢气来源
数据来源:https://www.iea.org/reports/hydrogen
表1 2050年全球主要经济体氢能发展预测
数据来源:IRENA. Accelerating hydrogen deployment in the G7: Recommendations for the Hydrogen Action Pact. 2022.
(三)全球氢能产业发展势头强劲。根据国际氢能委员会(The Hydrogen Council,2022)和麦肯锡数据,全球范围内,整个价值链中有684个大型氢能项目,直接投资总额达2400亿美元。其中,有61个是已公开的吉瓦级氢能生产项目(即大于1GW可再生能源和大于20万吨/年的低碳氢产能项目);欧洲氢能项目达314个,占比46%,用于工业应用、运输和发电领域。另外,非洲、拉丁美洲、中东和大洋洲宣布建立氢出口中心。H2stations数据表明,截至2023年底,全球有921座加氢站投入运营,主要经济体氢能产业发展势头强劲(2050年氢能发展预测如表1所示)。
从全球氢贸易看(IRENA,2022a),目前德国、日本和荷兰是最活跃的潜在进口国。对于氢进口,荷兰通过鹿特丹港表现相当活跃,新加坡一直在积极考虑其作为亚洲区域贸易中心的角色。全球温升1.5℃情景下,到2050年,全球约四分之一的氢气需求将用于国际贸易。其中,55%的氢将以纯氢的形式在管道中运输,主要集中在欧洲和拉丁美洲两个区域市场,其余45%的国际贸易氢预计以氨的形式运输和使用。
随着全球应对气候变化和能源转型持续推进,氢能在多种场景成为最具竞争力的碳减排解决方案,发达国家和地区纷纷制定氢能发展战略。当前欧盟、美国和日本等发达国家在氢能产业发展中处于领先位置,在支持氢能发展政策手段上除了制度保障、融资便利、支持研发等共性特征外,各具特色和亮点。
(一)欧盟:创新投融资策略支持氢能产业发展。氢能是欧盟能源系统整合战略的重要组成部分,欧盟氢能战略于2020年7月发布,重点关注绿氢,旨在探索如何根据《欧洲绿色新政》生产和使用可再生氢,助力欧盟经济脱碳、疫后经济复苏。欧盟氢能发展路线图分为三个阶段:阶段一(2020—2024年),当前氢生产脱碳,在欧盟安装至少6GW可再生氢电解槽,可再生能源制氢年产量达到100万吨。阶段二(2024—2030年),氢能成为综合能源系统的重要组成部分,安装至少40GW可再生氢电解槽,可再生能源制氢年产量达到1000万吨。阶段三(2030—2050年),可再生能源制氢技术将逐渐成熟,并大规模应用到难以脱碳的行业。根据欧盟氢能战略估算,到2050年欧盟氢产能投资将高达180—4700亿欧元。
欧盟成员国氢能融资解决方案包括:欧洲共同利益重要项目(IPCEI)、投资欧盟(Invest EU)、下一代欧盟(Next Generation EU)、凝聚力政策(Cohesion Policy)、创新基金(Innovation Fund)、连接欧洲基金(Connecting Europe Facility)和地平线欧洲(Horizon Europe)等均有涉及。2022年9月,欧盟委员会宣布建立欧洲氢能银行,支持扩大 氢能规模,从氢能供给侧和需求侧增加投资,该银行预计投资30亿欧元帮助建设未来氢能市场。
以氢能公共资金指南和欧洲共同利益的重要项目为例说明欧盟氢能支持计划:氢能公共资金指南在欧洲氢能论坛(2021年)上发布,该指南为利益相关者提供获取可再生氢和低碳氢的公共资助计划和基金信息。该资金指南由两部分组成:一是欧盟融资计划,由2021—2027年长期欧盟预算和下一代欧盟(Next Generation EU)资助的资金;二是欧盟成员国国家资助计划和资金。欧洲共同利益重要项目(IPCEI)是支持氢能发展的另一重要融资工具,基于欧洲共同利益、为解决欧洲市场失灵或其他重要系统失灵而设。2022年批准的两个项目Hy2Tech和Hy2Use,均与氢能发展相关,但发展侧重方向有所不同。前者由15个国家33个实体参与,公共部门和私人资金共计142亿欧元,专注于开发氢的生产、储存、运输和分配新技术以及应用;后者由13个国家29个实体参与,公共部门资金达52亿欧元,预计将调动70亿欧元私人投资,重点在于促进可再生和低碳氢供应,助力高碳工业领域实现清洁和创新氢技术开发。
(二)美国:打造区域清洁氢中心(H2Hubs)。20世纪70年代美国即率先提出“氢经济”概念,是全球最早提出氢能研究和应用的国家,自1990年制定促进氢能产业发展的相关政策至今已有30多年历史,现已形成较为完备的氢能政策支持体系。2021年11月,拜登签署了《基础设施投资和就业法案》,其核心是拨款80亿美元用于区域清洁氢能中心建设。2022年9月,美国能源部启动该计划,首批公告投资金额达70亿美元,能源部根据制氢原料、最终用途、地理多样性、培训和长期就业等因素,选择6—10个区域清洁氢能中心。GPI研究所根据大型工业设施集中度、用于现场工业能源生产的化石燃料使用量、当前报告的氢气和氨气产量、用于永久储存二氧化碳的大型盐水和化石地质构造、现有多式联运商品配送基础设施等标准,确定了14个潜在区域清洁氢能中心。预计通过区域清洁氢能中心打造氢生产商、消费者和连接基础设施的网络,加速推动清洁氢生产、加工、运输、储存和最终使用,区域清洁氢能中心将成为未来美国清洁能源经济的关键组成部分。
(三)日本:海外氢能全供应链综合示范。受能源资源限制,日本为摆脱过度依赖海外化石能源的局面,2013年就将发展氢能提升为国策,目前氢能技术成熟度全球领先。该示范项目通过在可再生能源丰富的第三国生产和储存可再生氢,输送到发展中岛屿国家,培育当地氢能需求市场,进一步帮助发展中国家过渡到脱碳社会,日本相关公司作为参与代表对项目申请和执行过程进行统筹管理。项目预算从2021年开始每年5亿日元/年(约500万美元/年),到2023年截止,财政支持符合融资条件项目成本的50%。目前日本和澳大利亚政府宣布了“日本—澳大利亚技术脱碳伙伴关系”承诺,其中一个具有代表性的合作项目是澳大利亚—帕劳共和国氢能全供应链示范项目(Global Environment Centre Foundation,2022),该项目通过澳大利亚生产绿氢,绿氢经出口运输到帕劳共和国,实现小型燃料电池和燃料电池船的综合氢能利用和市场推广,帮助帕劳共和国构建经济高效的氢能供应链,实现能源脱碳转型,帕劳已承诺2025年实现45%可再生能源发电的目标。
我国2016年首次提出氢能发展路线图,多年来不断完善,2022年3月发布了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,明确了氢能在能源系统中的三大战略定位,指出氢能是国家未来能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。
表2 我国氢能支持政策
(一)我国氢能发展现状。我国是全球第一大氢气生产国和消费国,具有较好的产业基础。一是氢能在国家顶层设计层面受到重视。国家层面已明确氢能发展战略,从支持氢燃料电池汽车方向,逐步转向氢能技术研发和场景应用(如表2所示)。另外,多省份已出台氢能产业发展规划。二是氢能资源供应“西富东贫,北多南少”,氢能需求恰好相反。三是制氢技术路线以化石能源制氢为主。我国化石能源制氢主要以煤炭、天然气为代表,占我国氢能产量较大比重;工业副产氢以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表,占我国氢能产量约为20%左右;电解水制氢产量较小,通常约占1%。
(二)我国氢能发展面临的主要问题。一是尚未形成完善高效的氢能产业链。我国氢能产业链较短且效率不高:制氢以灰氢为主,碳排放量较高,电解水制氢受成本限制规模小,清洁能源制氢效率较低;气态储氢为主,固体储氢和有机液体储氢基础较为薄弱;加氢站数量少且储氢量少;氢燃料电池主要用于交通领域,其他领域应用较少等。二是氢能发展核心技术有待提高。氢能产业链涉及较多环节,财政支持氢能产业核心技术研发取得了突破性进展,但我国氢能产业尚处初创阶段,企业自主研发动力不足,关键零部件国产化率低,氢燃料电池、车载储氢罐、纯氢燃机等核心技术有待提升。三是产业发展资金支持便利性不足。氢能虽属绿色产业,但社会资本逐利性,对初创阶段的氢能产业持观望态度;氢能重点技术研发资金投入不足,产业政策、财政和金融工具等仍有作用空间。四是氢能国际合作和交流有待提高。上海、江苏等地氢能头部企业虽已开展了相关国际合作交流,但就全行业而言,目前在氢能技术和投资等方面国际合作面较窄。
(一)科学规划,打造氢能产业生态圈。一是进一步完善国家顶层设计,明确我国氢能全产业链技术标准和管理体系,优化氢能技术支持方案,加快相关配套政策跟进。二是处理好国家氢能发展总体战略与地方氢能发展专项规划的关系,在统筹全局的基础上,本着因地制宜原则,兼顾地方资源优势、产业基础和财政实际情况,充分考虑全局及区域产业经济发展态势,科学规划、合理布局,完善氢能产业链。三是扩大氢能场景应用,打造氢能产业生态圈,做好氢能供需空间对接,推动氢能产业健康有序发展。
(二)充分发挥相关政策引导作用,加强氢能技术研发。一是针对氢能“卡脖子”技术,要集中力量办大事,可设立公共研发平台,支持氢能头部企业、高校和科研机构相结合,助力突破氢能技术瓶颈,并推进成果推广应用,使氢能核心技术具有规模效益,实现规模化发展。二是在氢能产业链发展初期阶段,需要充分发挥财政资金“杠杆”引导作用,撬动更多社会资本为氢能产业发展注资。三是处理好财政资金有限性和社会资本灵活性的关系,根据氢能产业链上中下游不同特点细分产业,配以产业政策引导氢能企业加大研发投入力度,促进氢能产业强链延链。
(三)创新绿色金融产品,支持氢能产业发展。一是鼓励银行创新绿色金融产品,将绿色金融和供应链金融相结合,为氢能产业链上中小企业提供贷款支持。二是推动金融机构优化信贷申请程序,完善信贷管理,建立氢能贷款项目评价机制,确保信贷资金重点支持氢能基础设施建设和绿氢消费等。三是激励天使基金等风险投资,尝试以绿色保险等创新金融产品为氢能技术研发融资提供便利。
(四)坚持互利互赢原则,加强氢能国际合作与投资。一是引导世行、亚投行等多边开发机构,加大对我国蓝氢和绿氢支持力度,在引资的同时引智。二是支持开展氢能领域国际合作,建立氢能产业关键技术国际研发中心,吸引海外资本和国际专业人才参与国内研发。三是支持氢能头部企业组建国内外企业联盟,定期开展氢能产业国际论坛,促进技术、资本和人才流动。
(执笔人:财政部国际财金合作司 徐利 清华大学 滕飞)
责任编辑 雷艳
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2023年11月