风电制氢发展氢燃料电池车 解决电能过剩

氢气是一种燃烧热值高、CO2零排放的二次能源，每千克氢气燃烧产生的热量，大约是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，而燃烧产物是水，是一种非常生态环保的清洁能源。面对着弃风难题，一个潜在的解决方案是，探索利用弃风电量电解生产氢气，支持我国发展氢燃料电池汽车等下游产业。

河北张家口已在风电制氢领域开始大胆尝试

近年来，我国风电产业蓬勃发展，已经成为全球风电累计装机量最大的国家，但与此同时，我国也发生了比较严重的弃风现象。国家能源局数据显示，2015年，我国弃风电量达到339亿千瓦时，同比增加213亿千瓦时，平均弃风率15%，同比增加7个百分点；到了2016年第一季度，我国弃风现象进一步恶化，风电弃风电量达到192亿千瓦时，同比增加85亿千瓦时；平均弃风率26%，同比上升7个百分点，尤其是吉林、新疆、甘肃的弃风率更是达到了53%、49%和48%。

氢气是一种燃烧热值高、CO2零排放的二次能源，每千克氢气燃烧产生的热量，大约是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍，而燃烧产物是水，是一种非常生态环保的清洁能源。面对着弃风难题，一个潜在的解决方案是，探索利用弃风电量电解生产氢气，支持我国发展氢燃料电池汽车等下游产业。目前，我国河北省张家口市已经在风电制氢领域开始了大胆尝试。据了解，张家口市的风电装机容量超过650万千瓦，但并网外送能力仅有170万千瓦左右，从而倒逼形成了风电供暖、风电制氢等就近消纳方式。2015年4月，张家口市沽源风电制氢综合利用示范项目正式开工，这是我国首个风电制氢工业应用项目，同时也是全球最大的风电制氢工程。该项目由河北建投新能源有限公司投资，占地116亩，总投资20.3亿元，项目建成后将形成每年制氢1752万标准立方米的生产能力，其中一部分氢气用于工业生产，减少化石能源消耗量，另一部分将在时机成熟时，用于建设配套加氢站网络，支持发展河北省氢能源动力汽车产业。

短期来看，我国风电制氢至少还面临着两大难题，一是经济可行性，另一个是水源保障。目前制氢的技术路线主要有煤制氢、天然气裂解制氢、甲醇制氢、电解水制氢等，其中煤制氢的成本最低，生产1立方米氢气的成本不到1元；采取电解方式，生产1立方米氢气需要需要消耗电能5千瓦时左右，即使按弃风发电价格每千瓦时0.25元计算，风电制氢仅用电成本就达到了1.25元，基本没有价格优势。同时，我国风力资源丰富的地区大多分布在内蒙古、新疆、甘肃等区域，水资源相对比较缺乏。但从长期来看，氢能利用，尤其是氢燃料电池汽车有着比较大的潜力，这为风电制氢提供了发展空间。同纯电动汽车相比，氢燃料电池汽车拥有加氢时间更短、续航里程更长、零排放等优点，一直以来被很多国家看作新能源汽车的主要技术路线之一。

日本开发燃料电池车的动向值得中国借鉴

日本是世界上最重视氢能和氢燃料电池汽车的国家。在国家层面，早在1980年，日本就开始了各类燃料电池技术的研发，2014年4月，日本国会批准了《战略能源规划》，其中明确提出加快实现氢能社会的步伐，让氢能在二次能源中发挥中心作用，主要举措包括：加快家用燃料电池的引入推广；营造环境加快引入燃料电池车；掌握氢能发电等新技术；加快发展氢气生产、存储、运输等新技术保障稳定供应；制订实现“氢能社会”路线图等等。在地方层面，早在2004年8月，日本福冈就率先制订了“福冈氢战略”，提出要建设世界最尖端的氢信息基地，培养氢能源新产业；日本东京更是积极以2020年奥运会为契机，全方位推进氢能社会建设。在企业层面，2014年12月15日，丰田首款氢燃料电池车Mirai就正式上市，赢得了市场的高度认可，本田、日产等企业也在积极推出自己的燃料电池车型，加氢站的建设也逐渐提速。2016年4月，日本发布新的氢能和燃料电池战略路线图，估计到2020年日本燃料电池车的销售可达到约4万辆，2025年达到约20万辆，2030年达到80万辆，加氢站也将从现在的80座增加到2020年的160座以及2025年的320座。美国、德国等国家也在积极推动本国的氢能与燃料电池计划。德勤咨询估计，到2025年，美国和欧洲的氢燃料电池车将分别达到85万辆、71万辆。

2016年5月19日，中共中央、国务院联合印发了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中明确提出：“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术”。4月19日，国家发改委、国家能源局近日下发了《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》，也将“氢能与燃料电池技术创新”作为15项重点任务之一。国家能源局原局长张国宝也多次呼吁，技术路线的判断和选择是否正确，关乎一个企业乃至一个行业的生死存亡。我国锂电池动力的纯电动车存在电池重量大、废电池回收难、续航里程短等致命弱点，日本开发燃料电池车的动向值得我们思考。

风、光、核制氢，为氢燃料电池提供潜在机遇

面对着国际上氢燃料电池汽车的蓬勃发展态势，同时也为了解决我国出现的弃风难题，建议我国积极开展氢能利用的研究探索。事实上，我国不仅仅面临着“弃风”难题，“弃光”、“弃核”的问题也开始凸显。在光电领域，国家能源局数据显示，2015年，我国西北部分地区出现了较为严重的弃光现象，新疆、甘肃的弃光率分别达到了26%和31%；2016年第一季度，我国弃光限电约19亿千瓦时，宁夏、甘肃、新疆的弃光率分别达到了20%、39%和52%。在核电领域，2015年我国核电平均利用小时数同比下降437小时，相当于少发125亿度电；2016年第一季度，我国福建省、辽宁省的核电机组平均利用率都比较低，由于电网无法消纳而出现减产限产现象。在电能过剩的背景下，利用放弃的风电、光电、核电制氢，为氢燃料电池汽车产业的发展提供了潜在的机遇。

一、加强顶层设计。建议国家制订氢能发展专项规划，协调整合国家能源局、工信部、科技部等有关部门的资金、政策等鼓励措施，支持氢气生产、储存、运输、使用的全产业链发展，推动氢燃料汽车核心技术、关键零部件的研发生产和应用推广，加强国际交流合作。

二、开展地方试点。目前，国内外氢能产业还处于发展的初步阶段，氢燃料电池汽车的大量普及还面临着氢气成本较高、加氢站数量较少、汽车造价偏高等瓶颈，是否会成为新能源汽车的主流技术路线尚存在一定的不确定性。目前，我国如广东佛山（云浮）氢能源产业基地、江苏丹徒氢能源产业园已经开展了大量实践，建议国家梳理现有经验不足，选择若干地方城市开展试点示范，给予优惠政策支持氢能产业发展。

三、对接绿色金融。氢能产业的发展离不开大量资金的支持，绿色金融工具可以发挥重要的促进作用。建议一行三会研究制订支持氢燃料电池汽车行业的优惠政策，在绿色信贷贴息、绿色债券发行、产业基金设立、资本市场融资、交强险费率优惠等领域探索给予政策支持和资金扶持，研究探索氢气现货、期货交易，形成业界认可的价格信号，为开展氢能利用财政补贴提供基础。

四、保障水源供应。环保部数据显示，2014年，我国废水排放总量716.2亿吨，其中工业废水排放量205.3亿吨、城镇生活污水排放量510.3亿吨；全国拥有城镇污水处理厂6031座，全年共处理污水494.3亿吨。我国尤其是北方相对缺水地区，可以考虑使用污水处理达标后的中水作为电解制氢的原料，既能保障水源供应，同时还能化解不少地方存在的“中水回用”价格偏低运营亏本、老百姓接受度低推而不广等难题。

五、鼓励企业参与。氢能产业的发展除了政府机关、科研院所，还需要汽车、电力等行业的龙头企业积极参与，建议成立氢能和燃料电池行业协会，整合上下游产业链的资源信息，共同推动关键技术的创新突破。

总之，不少发达国家都将氢能和燃料电池作为未来发展重点，我国在氢能开发利用领域也具备了一定的基础，在制氢、储存氢等部分环节位居世界前列，但由于种种原因，整体上同日本、美国相比还有较大差距。在可再生能源弃电现象较为严峻的情况下，建议我国化被动为主动，探索利用过剩电能生产氢气，为氢燃料电池汽车产业的发展创造有利条件。