國際能源署(IEA)近期發布氫能《跟蹤報告》，著重從低碳氫生產、氫能各領域應用和氫能各國戰略等多個維度對2019年全球氫能發展情況進行梳理，并提出下一步的建議和措施。

報告認為，盡管氫能技術發展在2019年保持強勁勢頭，燃料電池汽車應用快速發展，但總體規模仍然有限，特別是全球低碳氫的生產和工業等領域應用仍不達預期，需要采取措施加大力度繼續推動。

低碳氫增長勢頭明顯，但距離目標仍差距不小

報告指出，當前全球年氫氣需求7千萬噸，絕大多數來源于化石能源，CO2排放量大。判斷氫的清潔化進程需要檢查幾項指標，包括低碳氫在現有工業體系中替代常規氫的程度、新增應用領域需求以及低碳氫生產技術進展及產業化規模。

當前實現低碳氫生產主要依賴碳捕集、利用或封存(CCUS)技術和水電解制氫技術。

水電解制氫工業應用歷史悠久，但近期電解槽安裝容量的顯著增長來自實現能源和氣候變化為目標的綠氫生產。2019年新增電解槽裝機25.4MW，相比2010年增長超過25倍。而單個項目規模也顯著增大，近年單個項目最大規模達6MW，而2010年初的項目大多不足0.5MW。IEA數據顯示，2023年電解槽裝機有望達到1.4GW，而單個項目電解槽最大裝機規模甚至達到538MW。

不同種類的電解槽技術中，堿液電解槽(AEL)仍是大型項目的首選，占據主導地位，但質子交換膜電解槽(PEM)和固體氧化物電解槽(SOEC)應用在增多。

考慮現有規模和生產成本優勢，中短期低碳氫的主要生產途徑仍是與CCUS技術結合常規制氫。截至2019年底，有6個項目投產，合計年產能35萬噸;2020年將新增超過20個項目投入試運行。

盡管低碳制氫項目增長勢頭明顯，但低碳氫產量相比2030年可持續發展情景(SDS)設定目標仍有相當的差距。IEA數據顯示，2023年低碳氫產量可達145萬噸，而2030年SDS目標則高達792萬噸。

交通用氫快速增長，工業等領域應用亟待加強

2019年，全球燃料電池汽車的保有量增長一倍以上，達到25210輛，美國以近8400輛保持全球第一，但增速放緩。中、日、韓等東亞國家則大幅增長，帶動全球新增數量再創新高。

而燃料電池重卡備受關注，歐洲、北美等地區卡車制造商積極投入該領域研發新車型，未來有望在歐洲、日本等地開展部署。

截止2019年末，全球累計建成470座加氫站，實現多年連續快速增長。排名前列的國家包括日本、德國、美國，而韓國增速較快，2019年新增20座加氫站。

表1 部分國家2019年新增燃料電池汽車和加氫站數量

在其他交通領域也有突破，早在2018年兩輛燃料電池火車已在德國開始運行，另有14輛預計在2021年投入服務。

天然氣摻氫是目前較為可行的提高低碳氫需求的重要應用，可降低家庭和工業取暖的碳排放。現有項目實驗證明，家用天然氣管道中按20%(體積比，下同)混合氫氣是可行的，僅需要對管網基礎設施或最終用戶設備進行很少的改動。而工業天然氣管網摻氫研究也在進行，已有項目開始在管道中注入氫氣。

天然氣摻氫更大的意義在于增加風、光為主的可再生能源滲透率，歐洲地區部署更為積極，而在澳大利亞、加拿大和美國等地也在積極跟進，全球新增設備每年可向天然氣網絡輸入氫氣多達2900噸。

報告強調，在用氫需求最高的工業領域，如煉油、化工和鋼鐵制造等行業，使用低碳氫的潛力最大。

化工和煉油領域，一些大型項目已將CCUS應用在氫氣生產中，而2019年公布的眾多大規模水電解制氫項目將在2020年投運。

煉鋼中使用綠氫也在歐洲一些試點得到應用，不對現有設備進行重大改動，就可實現多達35%的天然氣被低碳氫取代。此外，據報告透露，瑞典目前正在建設大型工廠，預計2025年進行純氫還原的試驗。

總體看，工業領域低碳氫應用仍多處在示范驗證階段，規模不大，商業化應用進展仍然緩慢。

多國發布發展目標，政府推動氫能達成共識

報告顯示，2019年以來，政治引領在氫能推廣中作用加強。各國政府在推動氫能發展上取得多項共識，各國政府和相關機構在相關領域合作也在加強。包括韓國、澳大利亞等國陸續發布氫能戰略和路線圖，第十屆清潔能源部長級會議、G20峰會、第二屆氫能部長級會議等多邊國際會議中氫能成為主要議題。

表2 2019年各國政府氫能重大事項

同時，氫能發展目標中，最新發布的項目中氫能應用也不僅僅局限在交通領域，已擴展到包括工業、建筑、發電等眾多潛力巨大的領域。

表3 各國氫能產業規劃目標

抓住當前發展機遇，戰略引領和國際合作是關鍵

在IEA給出的建議和措施中，國家長期政策和戰略引領作用顯著，對尚未實現低碳氫商業化規模應用的碳排放密集型工業和交通等領域尤其重要。

同時，加強國際合作有利于成功經驗分享，實現優勢互補。全球行動中，建立國際貿易路線是啟動國際氫貿易的關鍵，日本和澳大利亞之間氫能供應合作是一個良好的開端。與此同時，在沿海地區建立用氫中心也有利于擴大低碳氫的應用領域，比如北海、中國東南部、印度西北部、墨西哥灣和波斯灣等地區具備這樣的潛力。

IEA表示，抓住低碳氫應用的近期機會應成為重點工作。充分利用現有天然氣網絡等基礎設施非常重要，在相關低碳政策和法規的共同推動下，可加快低碳氫的規模使用。僅按5%混合，就可以大幅拉動低碳氫的需求，并快速降低成本;一旦被證明經濟上可行，在不改造基礎設施情況下，可逐步提高到20%混合比例。

另一方面，當前燃料電池汽車快速推廣應用也可顯著提升低碳氫需求，各國應根據所適合的路線選擇車型，并推進、優化基礎設施的開發。

在配套政策方面，各國還應盡力破除現有法規在天然氣摻氫、氫安全、加氫站建設等方面對低碳氫應用的限制，提供適當的激勵政策促進產業初期低碳氫的健康發展，并解決先發風險。同時，依靠高強度的研發支持來降低碳氫產業鏈關鍵環節成本，推動新技術應用并提升其競爭力。

商用車成全球領導者，中國路徑有別特色鮮明

報告中展示了中國氫能產業發展在2019年體現出的強勁勢頭。全年新增燃料電池汽車4400輛，位居全球第一，加氫站數量也從2018年20個提升到61個，增速領先。

中國燃料電池汽車以商用車為主，在全球范圍內獨樹一幟。IEA數據顯示，2019年末，燃料電池客車保有量近4300輛，輕型卡車則超1800輛，在全球相應車型總保有量的占比分別為97%和98%，成為商用車領域的全球領導者。

同時，氫在其他交通工具上的應用也在積極推進，燃料電池有軌電車已在佛山開始運營。

根據IEA數據顯示，我國低碳氫的生產也走在世界前列。在電解槽部署方面，目前已建和已宣布的項目合計達到356.7MW。而大規模化石能源結合CCUS制氫和氫基燃料項目2個，可捕集多達91萬噸CO2。