氢能被认为是“21世纪最具发展潜力的清洁能源”，已成为“全球脱碳时代”能源竞争的新焦点。近年来，美欧等发达国家持续加大氢能战略投入，高密度出台产业支持政策，不少国家甚至将氢能视作“世纪机遇”并提高到国家战略的高度，成为竞争高技术制高点的重要组成部分。但当前氢能发展仍面临诸多“后天不足”，在制取、运输、存储、应用等四大环节过程中存在的瓶颈问题，尚未得到根本解决。建议密切关注全球氢能产业发展前沿动态，不断强化顶层设计和前瞻布局，超前开展产业试点示范，着力优化财税政策供给，着力抢抓规则制定主导权，牢牢卡位全球氢能“主赛道”。

关键词：氢能；脱碳；国家战略竞争；主赛道

氢能被认为是“21世纪最具发展潜力的清洁能源”，已成为“全球脱碳时代”能源竞争的新焦点。近年来，美欧等发达国家持续加大氢能战略投入，高密度出台产业支持政策，不少国家甚至将氢能视作“世纪机遇”并提高到国家战略的高度，成为竞争高技术制高点的重要组成部分。

一、全球主要国家选择不同路线加速布局氢能

一是以德国、挪威为代表的欧洲国家实施激进的“脱碳”路线，投入巨大成本押宝“绿氢”。德国《国家氢能战略》明确将“绿氢”列为重点发展方向，并明确了“绿氢”生产制造和行业应用等系列扶持政策。挪威以“绿氢”生产先驱自居，据称具有革命性的液态“绿氢”项目将在2024年正式投入使用，2030年后“绿氢”则将在其国内全面取代“蓝氢”。预计未来10年欧洲各国“绿氢”投资规模将达百亿欧元。

二是以日本、韩国为代表的亚洲国家奉行务实路线，将“蓝氢”作为氢能产业政策发力点。日本认为，当前“绿氢”无法大量制备且应用价格高昂，未来很长时间内并不具备大规模商用条件，故将政策扶持重点转向以“蓝氢”为主要驱动力的氢燃料电池车。与此同时，韩国政府也在加速布局氢能，在其最新发布的“氢经济先行者”计划中将下大力气拓展蓝氢产能，希望能够以蓝氢为杠杆推动能源结构调整，在2050年使得氢能替代石油成为韩国最大的能源消费品种。

三是以美国、加拿大为代表的美洲国家侧重氢能全生态构建，着力推进氢能基础设施建设。虽然美国早在2002年就已出台氢能发展战略，但到目前并未取得先发优势。拜登政府认为氢能可在应对气候危机中扮演关键角色，故其正在行政层面力推“氢生态”，具体措施包括加快布局氢能基础设施、鼓励初创企业参与氢能技术研发等。加拿大2020年发布的氢能战略报告显示，其将在2050年前投入12万亿加元用于构建氢能产业生态。

四是以澳大利亚、新西兰为代表的大洋洲国家高度重视氢能国际合作，希望在消费终端直接引入成熟氢技术。澳大利亚是最大的煤炭和天然气出口国之一，其迫切希望在氢能“新赛道”也能获得类似的全球重要地位，但由于起步晚且资源禀赋约束，相关氢能产业发展相对滞后。目前，澳大利亚政府正在西澳斥巨资打造氢能产业超大项目，欲借助德国等欧盟国家成熟技术来助其实现“后发赶超”。新西兰则与日本签署了氢能技术合作备忘录，希望在“蓝氢”终端领域夺得一席之地。

二、全球主要国家发展氢能的实践做法与借鉴

一是重视经济增长和产业结构。欧盟高度重视氢能发展，通过“三步走”发展战略提升“绿氢”产量，推动“绿氢”的技术，进而促进经济增长、创造就业机会和巩固全球领导地位。德国的氢能战略更加重视自身的能源结构和产业结构，明确发展和利用氢能的优先领域主要为航空、运输、轨道交通、钢铁、冶金等较难通过其他技术实现碳中和的领域。澳大利亚、俄罗斯等国由于拥有丰富的氢能资源，通过氢能出口的方式打造经济新增长极。日本由于国内能源资源较为匮乏、能源高度依赖进口，提出建设“氢能社会”的愿景，从氢能应用、氢能供应和全球化氢能社会描绘日本氢能蓝图，最终实现建立零碳的氢能供应系统。韩国则较为重视氢能技术研发，通过氢能产业下游应用推动上游和中游研发，拥有全球领先的氢燃料汽车和燃料电池相关技术，并将氢能与人工智能、大数据并列为新增“三大战略投资”领域。此外，韩国计划到2040年，通过发展“氢经济”每年提供42万个就业岗位，创造43万亿韩元经济附加值。

二是重视氢能全产业链的构建。一方面，各国重视氢能产业链的构建。以澳大利亚为代表的资源型国家，全面发展生产、运输、存储、加氢、出口、供热以及合成燃料等环节，并积极拓展氢能海外供应合作。以韩国为代表的技术型国家不仅建立了包括生产、运输、存储、使用等环节的产业链，并且更加重视拓展氢能的应用场景，探索氢燃料电池在汽车、家庭和商业建筑中的应用。此外，基于自身的技术优势，以美国、欧盟、日本为代表的发达国家也在不断争取氢能领域的国际话语权，例如主导制定国际标准、开展氢能国际贸易、组建国际氢能和燃料电池技术合作联盟等。另一方面，各国还重视氢能与其他产业链的融合。欧洲各国将氢能视为深度脱碳实现能源转型的重要载体，并将氢能发展贯穿在工业、交通、建筑等领域。以德国为例，其高度重视氢能发展对产业的支撑，开展氢能交通、工业原料、基础设施建设等专项行动，在航空、航运等领域进行氢能的技术创新，并推动建立欧洲共同利益（IPCEI）氢能项目、建立泛欧氢能合资公司等。

三是重视顶层政策引导。据不完全统计，全球已有20余个国家和地区制定了氢能国家发展战略，部分国家和地区还专门设立了支持氢能发展的委员会。美国作为最早将氢能纳入国家战略的国家之一，于2003年牵头成立氢能与燃料电池国际伙伴关系，并建立全球“氢安全委员会”，设立氢安全知识工具平台，旨在多方位引领全球氢产业发展。德国在《德国国家氢能战略》中明确展示其国家氢能战略的治理结构，包括国务委员氢能委员会、国家氢能委员会和部际协调办公室等机构。韩国成立国家氢经济委员会，负责发布实施氢战略的具体行动计划。为了提高氢能产业的竞争力，韩国氢经济委员会发布了《氢经济实施第一次基本计划》《加氢站策略部署计划》《氢能港口建设计划》《海洋绿氢生产技术发展计划》《氢能产业自由特区计划》等发展计划。此外，韩国政府还制定了《氢经济法》《绿色新政》等法规，为氢能发展奠定法律基础。

四是重视配套政策制定。一方面，各国政府加大对氢能产业发展的资金支持。美国能源部平均每年投资氢能产业项目超过1.2亿美元。美国政府还通过《基础设施投资和就业法案》投资95亿美元，用于区域氢能中心建设以及氢能全产业链示范与研发。日本新能源技术综合开发机构（NEDO）设立总额为2万亿日元的“绿色创新基金”，为大型氢供应链建设、可再生能源制氢以及下一代飞机开发、船舶开发、智能出行、燃料制造、塑料制造等氢气应用场景提供资金支持。德国则是投资90亿欧元用于加速国内氢能技术转化与推广，以及构建氢能国际伙伴关系。另一方面，各国政府加快完善支持氢能产业发展的政策体系。欧盟通过出台支持性政策、构建功能完善的市场、建立清晰的规章制度和氢能生态系统。同时，欧盟通过鼓励欧盟成员国之间的合作，提升欧盟氢能市场在全球的影响力。美国、日本等国家重视企业在推动氢能产业发展中的作用，呼吁政府与企业携手共建氢经济，建立政企协力合作、国际供应链合作以及先进标准合作等模式，以强化氢能产业发展的规模效应。

三、当前制约全球氢能发展的四大难题

一是氢能产业链成本居高不下。从制氢过程来看，受制于电价制约，其短期内大幅降成本的空间并不大，与国际机构预计的化石燃料制氢0.5美元/千克和电解水制氢1美元/千克有较大差距。从运氢过程来看，无论是高压气氢、低温液氢还是管道输氢，都有严格的温度和压强要求，不仅能耗高而且投资大。从加氢过程来看，仅单个加氢站的投入成本至少需200万美元。

二是氢能转化效率亟待大幅提高。以氢动力汽车为例，据测算，电解水制氢过程能量损失约45%，氢能转化为电能过程再损失55%，氢动力汽车的综合能源转化效率仅有25%左右。而从制氢过程来看，未来具备全球产业规模意义的“光伏+电解”制氢技术目前的转化效率仅为15%左右，短期内尚没有明确的技术路线可以有效突破上述瓶颈。

三是氢能安全使用面临的现实挑战。由于氢有易燃易爆性且能量大、破坏性强，故在国民经济社会发展过程中大规模投入使用后，在制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等过程中均有可能出现潜在泄漏和爆炸的风险。同时，氢易与钢中的碳发生化学反应生成甲烷，将导致钢性能不可逆劣化，钢制运输管道或将出现脆化开裂现象。此外，科学界对“氢脆”机理尚不清楚，相关氢能设备材料面临突发失效的风险。

四是制氢过程温室气体溢出难以消除。目前，全球消耗的氢气95%来自化石燃料制备（主要是煤炭气化和蒸汽甲烷重整），每生产1千克氢气将释放约10千克二氧化碳，同时制取过程中也将产生一定规模的甲烷逃逸。据研究测算，化石燃料制氢过程排放的温室气体量较天然气燃烧取暖和燃煤取暖高出20%以上，较柴油燃烧取暖高出近60%。

四、政策建议

预计到2030年，全球氢能产业链投资总额将超3000亿美元，到2050年全球“氢经济”市场规模将达2.5万亿美元，并创造3000万个工作岗位，主要国家围绕“氢经济”的战略博弈势必将更加激烈。我国是全球最大能源生产和消费国，也是氢产量第一大国，在氢能产业发展方面具有得天独厚的市场优势，我国宜提前部署，借势着力破解瓶颈制约，积极抢占全球氢能发展制高点。

一是加快落实好氢能产业发展规划。我国已将氢能产业作为战略性新兴产业，碳达峰、碳中和“1+N”政策体系明确要加快氢能“制储输用”全链条发展，30个省市（除西藏自治区）已将氢能纳入“十四五”规划，并配套出台了一系列扶持政策。但也应该看到，我国目前氢能发展不同程度存在“九龙治水”“多点掣肘”的现象。建议锚定《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，落实落细氢能短期、中期、长期发展路线图，推动实现氢能发展跨部门、跨行业、跨学科深度协同。

二是以应用为导向开展试点示范。考虑到目前我国仍将氢气列为危化品（序号1648），要求必须在化工园区内生产，此举严重制约了氢能上下游产业做大做强。因此，建议在条件成熟的部分地区试点将氢气纳入能源类产品管理，逐步实现站内制氢，切实转变“谈氢色变”现象。京津冀地区发展氢能“有基础、有积极性、有特色”，建议有序扩大氢燃料电池新能源汽车试点示范，探索经济可行的整车推广模式，为产业化规模化发展奠定基础。此外，氢能在电力、供暖、航空、建筑等领域也有广泛应用，可有效助推我国碳达峰碳中和目标的实现。

三是加快完善财税支持政策体系。我国已初步建立起覆盖氢能“制储输用”重点环节较为完整的产业链，也具备了一定的规模化发展能力，但却仍面临着核心技术受制于人、关键零部件依赖进口、产业配套能力不足等瓶颈制约。建议发挥中央财政资金的引领撬动作用，以吸引更多社会资本特别是产业基金参与氢能催化剂、质子交换膜、双极板、扩散层、循环汞等“卡脖子”技术攻坚。建议探索制定可再生能源制氢优惠电价的相关政策措施，通过一次性定额补贴等方式加大对规模以上加氢站建设、运营环节的财税支持力度，采用提高车辆购置补贴标准等方式鼓励氢燃料电池汽车发展。

四是抢抓国际氢能规则制定主导权。虽然我国氢能国家标准已有80余项，行业标准和地方标准也有40多项，但与国际主流氢能标准相比仍显滞后，不少标准尚未制定。建议立足“低碳氢”供应和氢能产业化发展需求，积极对接国际标准。在氢制备、氢储存、氢输运、氢加注、氢安全等领域，加快构建氢能技术标准体系，尽快填补我国氢能国际标准的空白。考虑到目前欧洲国家在氢能规范标准制定方面拥有较大话语权，建议将氢能合作纳入中欧高层对话重点议题清单，通过创建常态性对欧氢能技术交流机制和合作试点项目等方式，来提高我国参与氢能国际标准的能力和水平。

Practical Experience and Policy Suggestion of Developing Hydrogen Energy in Major Countries in the World

Abstract:Hydrogen energy is considered as "the clean energy with the most development potential in the 21st century", and has become the newest focus of energy competition in the "global decarbonization era". In recent years, developed countries such as the United States and Europe have continued to increase their strategic investment in hydrogen energy and issued high-density industrial support policies. Many countries have even regarded hydrogen energy as a "century opportunity" and raised it to the height of national strategic competition. However, it should also be noted that the current development of hydrogen energy still faces many "acquired deficiencies", and the bottleneck problems in the four links of production, transportation, storage and application have not been fundamentally solved. It is suggested to pay close attention to the cutting-edge trend of the development of the global hydrogen energy industry, constantly strengthen the top-level design and forward-looking layout, carry out industrial pilot demonstration ahead of time, focus on optimizing the supply of fiscal and tax policies, actively seize the leading role in rule making, and firmly lock in the "main track" of the global hydrogen energy.

Key words:Hydrogen Energy; Decarbonization; National Strategic Competition; Main Track

作者简介  

金瑞庭，中国宏观经济研究院对外经济研究所研究室副主任、副研究员，主要从事国际经济、大国关系、贸易投资等领域研究。

文章来源    

本篇文章发表于《中国能源》杂志2022年第7期。