绿色氢能政策

1、2015 年巴黎协定的基本目标为：到本世纪末，各国将采取行动，将全球平均气温较前工业化时期升幅控制在 2 摄氏度以内，并努力将温度升幅控制在 1.5 摄氏度以内。为此，越来越多的国家呼吁在 21 世纪中叶以前实现净零碳排放。目前，大规模减排在技术上和经济上成为可能。大规模减排离不开能源结构的转变，而能源结构的转变要求人类不再依赖化石燃料发电，而是通过太阳能和风能等可再生能源发电，提高能源利用效率，实现电能在汽车及建筑物供暖和制冷等领域的广泛使用。不过，仍有部分领域和行业难以实现从化石燃料向电能的转变，例如钢铁、水泥、化学、陆运、海运和航空领域。而难以实现电能替代的行业可通过绿色氢能这种可再生能

2、源方式发电。绿色氢能发电已获得广泛应用，并具有可持续性。一、发展现状（一）发展动力1、可变可再生能源（VRE） HYPERLINK l _bookmark0 1电力成本低绿色氢能 HYPERLINK l _bookmark1 2的成本主要是电力成本。过去十年间，光伏发电和陆上风力发电价格大幅下降。2018 年，全球光伏发电均价为 561 可变可再生能源(Variable renewable energy，简称VRE)是指风电和太阳能等具有波动特性且不可调度的可再生能源，而不是像水电、生物质发电，或者相对稳定的电源如地热发电等可控的可再生能源。2 为方便讨论，本报告使用颜色代码来命名不同的氢气。

3、氢气可分为灰色氢气、蓝色氢气、蓝绿色氢气、绿色氢气。其中，灰色氢气为通过蒸汽甲烷重整（SMR）或煤气化技术制取氢气，碳强度最高；蓝色氢气为蒸汽甲烷重整技术或煤气化加上碳捕捉和贮存（CCS）制氢，碳强度较低，成本昂贵；蓝绿色氢气为通过高温裂解技术制氢；绿色氢气为使用可再生能源进行电解，二氧化碳零排放，成本昂贵。美元/兆瓦时，相比 2010 年下跌 194 美元/兆瓦时。陆上风电价格也从 2010 年的 75 美元/兆瓦时降至 2018 年的 48 美元/兆瓦时。2019 年和 2020 年，全球光伏价格创新低：葡萄牙光伏价格为 13.12美元/兆瓦时；阿布扎比光伏价格为 13.5 美元/兆瓦时；

4、沙特陆上风电价格为 21.3 美元/兆瓦时；巴西陆上风电价格为 20.521.5美元/兆瓦时。随着光伏和风电成本的不断下降，绿色氢能的生产成本也越来越低。2、绿色氢能技术即将实现规模化应用氢能产业链中的部分技术已实现小范围应用，并进入商业化阶段。自 2010 年以来，水电解技术的成本下降了 60，使得同时期氢气的生产成本从 1015 美元/千克降至 46 美元/千克。自 2006 年以来，汽车燃料电池成本已减少 70。随着生产成本的降低，绿色氢能实现规模化应用，这些技术会更具吸引力。3、绿色氢能应用将优化能源结构随着可变可再生能源在全球不同市场比重增加，能源结构更需增强灵活性。生产绿色氢能的电

5、解器可以设计成能够及时根据电价进行价格调整，以补偿可变可再生能源生产带来的价格波动。同时，绿色氢能可长期储存，可变可再生能源无法通过固定燃料电池或可用氢气轮机发电时，绿色氢能还可以作为其替代品。灵活性强的能源有利于弥补可变可再生能源的不足之处以及稳定批发市场价格，还有利于通过零电价或低于零电价（又称负价格）的价格缩短生产时间，从而提高可再生发电机的投资回报率并扩大发电机使用范围。此外，氢能还适合长期的、季节性的储存，从而帮助补给水泵储存水电站。鉴于上述优势，绿色氢能有助于将更多的可变可再生能源集成到电网中，从而提升系统效率和经济效益。4、政府提出净零能源结构目标截至 2020 年年中，已有 7

6、 个国家通过立法制定了净温室气体排放目标，15 个国家提议通过类似立法或颁布相关文件，120多个国家宣布了净零排放目标，我国最近承诺在 40 年内将中国净碳排放降至零。虽然这些承诺有待转变为实际行动，但承诺将要求在“排放难”领域减少碳排放，而在这些领域，绿色氢能将发挥重要作用。5、氢能能够实现广泛应用氢能的传统应用是燃料电池电动汽车。而如今，几乎所有的经济领域都在考虑使用绿色氢能。例如，将氢能转化为其他能源载体和产品，如氨、甲醇和合成液体等，这将有利于增加氢能的未来需求，还有利于通过潜在的协同作用来降低绿色氢能价值链中的成本。绿色氢能有利于提高工业竞争力，可为现有行业提供在低碳未来中发挥作用的

7、机会。同时，拥有大量可再生资源的国家可成为全球绿色氢能经济中的绿色氢能净出口国，从而获得巨大经济利益。6、多方投资者对氢能展现出兴趣由于上述原因，公共机构和私营机构都展现出对氢能的极大兴趣，包括能源公用事业、钢铁制造商、化工公司、港口当局、汽车和飞机制造商、船东和航空公司以及各司法管辖区和国家机构等。这些机构的目标是将可再生能源出口或者通过氢能更好地保障能源安全，并建立了伙伴关系、提出相关倡议，以促进协调协作。（二）面临障碍1、生产成本高昂2019 年，利用电力生产的绿色氢能是灰色氢能价格的两到三倍。同时，将绿色氢能技术应用于终端也很昂贵。与使用化石燃料的车辆相比，使用燃料电池和氢罐的车辆价格

8、至少是 1.5 到 2倍。同样，即使在生产条件最优的地点，航空用合成燃料的价格也是化石喷气燃料价格的 8 倍。2、缺乏专用的基础设施迄今为止，由于专用运输基础设施数量有限，氢气都在靠近使用地点的地方生产。目前，全球只有约 5000 公里的氢气输送管道，而天然气输送管道长达 300 多万公里。全球共有 470 个氢能加油站，而仅在美国和欧盟就有 20 多万个汽油和柴油加油站。天然气基础设施可改造为氢能所用，但并非所有地区都有现成的基础设施。由绿色氢能制成的合成燃料也许能够利用现有的基础设施，但基建规模需扩大。3、存在能源损耗绿色氢能的生产在价值链的每个阶段都会造成巨大的能源损失。电解氢生产过程中

9、，约有 3035的能量损失。将氢转化为其他能源载体（如氨能）也可能会导致 1325的能源损失。运输氢也需要相当于氢能本身的 10-12的额外能源投入。燃料电池中使用氢也可能会导致 40-50的额外能源损失。能源损失总量取决于氢能的最终使用情况，能源损失越多，生产绿色氢能所需的可再生能源就越多。而绿色氢能的生产会优先选择可再生能源丰富的地区。关键的问题是，全球光伏和风能的年均发展速度是否足够快，是否能够满足最终用途的电气化需求、全球绿色氢能供应链需求，以及因此产生的额外成本。4、缺乏对氢能价值的认可由于目前还不存在绿色氢能市场、绿色钢制品、绿色航运燃料，因此，也难以评估绿色氢能对温室气体减排的影

10、响。在最终能源消耗的官方数据统计中，氢能并没有被统计在内，也没有国际认可的方法来区分绿色氢能和灰色氢能。与此同时，绿色产品发展目标或鼓励政策的缺乏，也限制了下游绿色氢能的应用，进而限制了对绿色氢能的需求。5、对实现可持续发展的需求生产氢能所需的电力可由直接与电解机相连的可再生能源设备、电网单独或混合提供。如果只使用可再生能源提供电力，可确保氢能生产的绿色性。但电网可长时间支持氢能生产，从而降低其生产成本。然而，电网电力可能包括化石燃料发电。在评估氢的可持续性时，这些都将被考虑在内。因此，对于氢能生产而言，在用国家排放标准来评估碳排放量的时候，是否使用化石燃料发电将会成为一个障碍。（三）现有政策

11、历史经验表明，包括化石燃料（直接和间接补贴）和可再生能源（电力、取暖、制冷和交通运输等行业）等在内的能源发展一直都获得政策支持。氢能也受到政府部门关注。但在技术准备、市场渗透和增长阶段，还需更多针对性的支持政策。到 2019 年，至少有 15 个国家和地区通过制定政策支持氢气的推广和应用，直接或间接地促进了不同最终用途的氢气使用。然而，由于以前侧重于氢气在陆路运输方面的用途，大约三分之二的政策是针对运输部门。然而，从 2020 年起，各国对绿色氢能的政策开始改变。许多国家和地区（包括奥地利、澳大利亚、加拿大、智利、法国、德国、意大利、摩洛哥、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙以及欧盟）宣布、起草或出版

12、了国家标准氢气战略和后疫情时期恢复政策，其中包括了绿色氢能的支持措施。这一改变不仅大幅提高了政策承诺金额（高达数十亿美元），而且也提高了支持政策的质量，新战略的重点已从支持运输部门氢气的应用，转向支持产业和产品的差异化以及实现未来发展的竞争力。事实上，氢能应用广泛，重要的是，要优先考虑支持使用氢能后能够增加最大价值的部门。随着氢能技术的进一步发展，成本进一步降低，政策也需做出相应的调整。一般来说，存在三个基本阶段：1、第一阶段：技术就绪促进绿色氢能应用的最大障碍是成本。政府部门需支持和加快电解槽的广泛部署，可通过制定长期规划和短期扶持政策，弥补投资和运营成本缺口。相关措施包括提供研发资金资助；

13、资助大型示范项目；加快产学研合作，加速商业化进程；建立支持治理性的系统和准则等。2、第二阶段：市场渗透从这一阶段开始，氢能不同应用之间的协同效应凸显，氢能需求大幅提升，并实现生产和基础设施的规模经济。可推动专用“绿色氢能通道”的开发，将低成本可再生能源产地与需求地连接在一起。大多数基础设施可基于现有的天然气网络和电网建设。建立第一条氢气（或其衍生产品）国际贸易路线，随着生产商和用户的增加，开始逐步建立全球氢气市场。3、第三阶段：市场增长在这一阶段，氢能已经成为知名度高、广泛使用的能源载体，发展潜能趋向饱和。在多数应用领域，不再需要直接激励措施，在推动氢能增长方面，私人资本已取代了公共资本。电力

14、系统已实现脱碳，只能部署绿色氢能。多数天然气基础设施已被改造用于运输纯氢气。目前，全球绿色氢能的发展仍处于第一阶段。有些地区在特定行业或用途方面或许更为先进，而在其他行业或用途方面仍不够成熟。二、绿色氢能政策体系将绿色氢能从一个利基市场 HYPERLINK l _bookmark2 3参与者转变为应用广泛的能源载体，需要制定综合的政策体系来克服最初发展的阻碍，达到市场渗透的阶段。这种政策体系应有四项重大措施：制定国家氢能战略、确保绿色氢能政策优先、氢能来源保证计划以及管理体系和扶持政策。此外，还应包括电力部门部署可再生能源解决方案3 利基市场是在较大的细分市场中具有相似兴趣或需求的一小群顾客所

15、占有的市场空间。所必需的其他元素，如政府的长期承诺，对于绿色氢能吸引私人资本，实现能源过渡非常必要，以及能源方面的国际合作。（一）制定国家氢能战略通常，战略的制定过程从制定研发方案开始，以理解技术发展的基本原则，未来各阶段的展望，并探索多种技术及可能性。包括一份阐明“为什么”的前景文档，为研究和工作提供指导；一份详细说明发展计划的路线图，用于确定部署所需的短期行动，以及最优先的研究领域和最需示范的应用项目；一个战略发展目标，讨论具体策略并评估其与现有能源政策的一致性。该国家战略不仅包括直接的支持政策，还包括确保部署整个战略实施的扶持政策，例如人才培养政策，并涉及学术界、产业界等各个领域。法国于

16、 2018 年正式启动了氢能战略计划，2020 年 6 月进行了更新。欧盟于 2002 年成立了氢能高级工作组，并于一年后发布了愿景文件。2004 年建立了燃料电池技术平台。随着近期对氢能关注的提升，2020 年，欧盟发布了欧盟氢能战略，一些政策计划在 2021 年出台。（二）确保绿色氢能政策优先不同国家所面临的情况有所不同，因此，在制定绿色氢能政策过程中应仔细评估氢价值链各环节的关键因素，来确定政策重点，包括：该国可再生资源的规模、能源部门的成熟度、当前的经济竞争力水平以及潜在的社会经济影响。随着各国纷纷制定其净零排放和绿色氢能战略，需明确三个基本概念：1、氢能无法完全替代化石燃料尽管绿色氢

17、能前景广阔，适合替代化石气体，但氢能无法完全替代化石燃料。相反地，氢能只是几种可行的脱碳方法之一。因此，在选择支持政策时必须将绿色氢能的成本和收益和其他脱碳解决方案对比。对国际航空和航海这两个交通领域而言，绿色氢能的低碳替代品较少，因此，绿色氢能很可能成为其未来低碳发展的重要部分。2、明确最高价值应用程序政府部门应明确绿色氢能最高价值的应用领域，以便重点支持能够实现规模经济的应用上。一是可在某些氢能已实现应用的工业领域，包括精炼、氨和甲醇的生产等，支持并加速向绿色氢能的转变。这些领域对氢气需求较大，能够实现生产和基础设施的规模经济，更具成本效益。二是通过集群中的协同作用，实现规模经济，来组合各

18、种领域应用，从而使生产受益。3、可再生能源额外性原则额外性原则对于用于生产绿色氢能的可再生能源至关重要。如果可再生资源产生的电力有其他生产用途，则不应将这些用途的电力转用于生产绿色氢能。绿色氢能只能由额外的可再生能源生产，这些产能本来就不会投入使用，而电力本来就不会消耗。（三）来源保证计划绿色氢能与灰色氢能的分子相同。因此，氢气生产中需要认证系统，来让最终用户和政府了解氢气的来源和质量。通常，用来追踪来源的计划被称为“来源保证”（GO）计划。例如，欧盟的 CertifHy 项目，该计划发布了 7.6 万多个绿色氢能的来源，截止到 2019 年，已使用了 3600 个。此类方案主要用来追踪从氢气

19、生产到应用过程的碳排放量，从而确定在何时、何处使用氢气比直接电气化或使用生物能源脱碳更有效。（四）管理体系和扶持政策1、征求社会和企业建议可成立专家咨询委员会，向政府提供高质量的建议。委员会应由学术界、商业界和社会成员广泛参与并组成，确保各方利益均能得以协调。委员会可以使用部门表或主题表，来收集更广泛利益相关者的意见和建议。并对收集的结果进行汇总，然后汇报给政府。2、采取措施保持行业竞争力，创造出口机会政府可评估绿色氢能价值链中国内生产环节竞争力。一是设定国家目标，使其成为行业先行者，并实现相关技术的出口。二是部分国家可利用国内丰富的可再生资源，建立氢能出口部门，促进国内经济增长。3、明确经济

20、增长和就业机会政府部门应评估氢能行业对经济增长的价值，及其对相关产业的影响、氢能所创造的就业机会，包括在设备制造、建筑和运营，以及其供应链和支持行业等领域中。同时，需要建立与之对应的教育和培训计划，以确保当地劳动力能够具备相应的能力。4、把氢能纳入能源安全并非所有国家都拥有大量的化石燃料储备，这意味着能否实现持续的能源供应，也会受到不断变化的政治和经济因素的制约。绿色氢能的生产和应用可缓解对化石燃料的需求，对工业和难以减排的部门而言尤其如此，从而可以提高国家的能源安全性。5、制定国际法规和标准制定国际标准不仅可以推动跨境项目合作，部分国家还可从设计和制造设备的国际公司获得诸多好处，快速降低成本

21、的同时，由于采用了最佳实践，还可提高安全性，使得终端用户受益。6、建立或重新利用基础设施政府部门应评估重新利用现有天然气管道运输氢气的潜力，降低总成本。考虑潜在需求群和供应中心的位置，来指导氢能网络的建构。通过制定发展氢能网络主干、存储、加油站和港口基础设施的计划和时间表，在早期阶段可帮助明确未来的发展路线，找出可能存在的障碍。7、确保获得融资政府部门可直接从国家预算中拨出专用资金，或通过制定指南或促进机制，来吸引社会资本投资。为了吸引社会资本，发展初期可能需要公共支持。8、收集统计信息把氢能的供需作为单独的类别纳入国家能源统计体系，能够更好地了解能源流动，为进一步分析提供坚实的基础。建立跨部

22、门氢气部署中央数据存储库，获取市场信息，以提高透明度。此外，这项行动还需国际合作，以保持统计方法一致，凝聚共识。9、设定研究重点通过明确技术需求，政府部门可优先考虑缩小创新差距需采取的行动，比如定期审查资金、进度和优先级。10、实施碳定价绿色氢能的应用将大幅减少碳排放。但并无法体现在商品价格上，这也降低了生产绿色氢能的经济动力。通过碳税或交易系统等形式，政府部门可评估收益，从而缩小与化石燃料之间的价格差距。11、逐步取消化石燃料补贴可缩小绿色氢能与之的价格差距，减少市场问题，进一步明确化石燃料的实际价格。但需有详细的计划，采取适当的措施，避免能源价格的飙升。四、绿色氢能细分领域政策建议（一）电

23、解1、发展障碍利用电解技术生产绿色氢能的最大障碍包括：一是其生产成本是灰色氢能的两到三倍。二是缺乏价值认可，氢气尚未实现公开交易。因此，需创建绿色氢能市场，并利用市场力量实现跨境贸易。2、政策建议一是通过实现规模经济、技术创新、提高生产效率和完善电解槽制造等手段，可有效降低生产成本。通过实施鼓励政策，可提高电解槽产能和绿色氢能产量，从而降低成本。二是设定电解槽容量目标。例如，欧盟提出到 2030 年，将电解槽容量增加到 80GW。这些目标能够让企业了解国家规划，吸引投资。三是通过政府贷款、资本拨款和其他形式的财政援助，降低成本，促进电解槽安装。四是改进电解槽税收计划。降低电解槽用电税费，可减少

24、绿色氢能的生产成本。降低绿色氢能生产企业商业和销售税，可提高企业收入和项目回报率。五是通过电网回购或其他补贴，为绿色氢能支付保费。六是采取措施确保电解槽所用的电力尽可能低碳，并确保有足够的可再生电力用于最终用途的直接电气化和氢气生产。制定可再生能源发电能力的增长目标。制定鼓励电解企业使用可再生能源的激励措施和市场规则。七是加大研发支持，提高电解槽效率并优化和标准化大型电解槽设计，从而降低电解槽成本。（二）氢能基础设施1、发展障碍随着绿色氢能产量的增加，运输和储存氢气也将面临更大的挑战。在发展初期，可利用现有天然气管道，或在现场就近使用。但这也会带来相应的挑战和成本。而且，如果终端应用未准备就绪

25、，就算具备了适合氢气的管道，也没有实际意义。在发展后期，则需把氢气纳入天然气网络，实现家庭和工业的应用。这就需要加大对新压缩站和压力调节器的投资。此外，还需要新的氢气管道，来连接氢气生产中心和需求中心。如果可再生资源的需求中心和生产中心相距很远，最好将绿色氢能就地转化为氨，从而可以运输氨。这需要建立相关的氢气转化设施，实现氢气到氨、其他能源载体和燃料的转化。2、政策建议一是在氢能全球贸易方面，展开国际合作。对一些国家而言，从低成本可再生能源地区进口氢气，十分有吸引力。目前，这方面的基础设施相当有限，尚不清楚如何实现氢的长距离运输。短期内，我们需要达成协议和合作，开展航线和承运商试点，以确保随着

26、时间的推移，建立起全球氢能供应链。二是明确重点。氢气混合极限受气体传输网络中耐受性最低的元素限制。一些最终用途对低混合水平更为敏感。因此，需展开研究，确定潜在的管道转换范围，促进氢气制造设备的使用。三是统一标准和混合目标。需在国与国之间进行协调天然气成分，尤其是氢含量，以促进跨境贸易。对船运和其他运输绿色氢能及相关产品所需的设施而言，需要为其操作和设计制定国际标准。包括可持续发展标准、操作安全标准、管道完整性要求、燃料规格和设备兼容性标准。如果需要对其进行混合，那么统一各国的标准，将有助于贸易的开展。四是为基础设施建设融资。下一步发展所需的投资会超出运营商的能力，因此，需要更多公共和私人投资。

27、应制定政策，促进资本流动，扩展和重新利用全球氢能供应链网络。（三）工业用氢1、发展障碍在工业领域，绿色氢能发展的主要障碍包括高昂的成本、投资者缺乏信心、竞争力不足和缺乏明确的政策重点。氢能与化石燃料之间的成本差异，会因地理位置和应用而异。但目前，除非采用碳价或其他调整措施，否则使用绿色氢能要比化石燃料贵得多。此外，氢能在工业的大规模使用尚未经过实际验证，这导致大型资本投资者缺乏足够的信息，来全面评估投资绿色氢能的风险。工业能源政策往往侧重于提高能源效率，与此同时，政府部门应将重点放在使用绿色氢能的燃料转换上，这一点往往被人们所忽略。2、政策建议一是调整绿色氢能工业政策。首先，确保相关政策能够促

28、进燃料转换，而不只是促进微调。例如，设定实现减少碳排放的长期目标，该目标仅靠提高能源效率是无法实现的，必须使用绿色氢能才能实现。政府还可允许排放达标的公司把额外减少的排放量出售给排放量较高的公司。加拿大基于产出的定价系统为钢铁、化学和精炼行业设定了 80-95的温室气体减排目标。排放量低于标准的公司，将获得可用于交易的剩余信用额度。二是计划逐步淘汰高排放技术。政府可制定相关战略，实现分阶段过渡。钢铁行业可通过在现有高炉中使用更多的绿色氢能来减少排放，并逐步过渡使用流化床锅炉技术 HYPERLINK l _bookmark3 4，来实现 100减排。三是提供贷款、拨款或专用资金。需要采取这些措施

29、，增强绿色投资的吸引力。例如，德国能源与气候基金已拨款 4500 万欧元用于钢铁、水泥和化学工业脱碳，德国 2020 年预算有 4.45亿欧元，专门用于到 2024 年绿色氢能的更大规模工业使用。在瑞典，HYBRIT 项目也得益于政府的投资，建设绿色氢能钢厂。四是认识绿色产品的价值。政策制定者应认可绿色产品较高的社会价值，并予以奖励。早期阶段可用的政策工具包括价格溢价、上网电价补贴或碳差价合约 HYPERLINK l _bookmark4 5。这可以使投资者的碳减排价格高于现行碳交易计划中的价格。五是启动低碳产品市场。政府可通过公共采购，优先购买使用绿色氢能生产的钢材或其他产品，或规定相关产品

30、需占有更高的份额。六是解决碳泄漏问题。除了支持绿色氢能的政策外，还需考虑解决碳泄漏问题，主要包括：建立公平国际竞争环境，保证政策易于实施、获得暴利风险等。同时，还可提供需求方减排激励措施，如跨境调整或退税等。4 流化床锅炉是采用流化床燃烧方式的锅炉。流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。5 做为新型的金融衍生工具，碳差价合约（CCfD）提供了一种降低资本密集型项目投资风险的方法，并有效保障了低碳技术的投资回报。CCfD 的功能类似于为低碳项目投资者提供的一种政策保险计划，以规避未来政策的变动风险。（四）航空合成燃料1、发展障碍航空合成燃料非常昂贵，比化石喷气燃料要贵八

31、倍。成本包括电力成本、电解槽和合成装置成本、运营成本以及碳采购成本。多数国家都提出交通运输部门碳减排目标，但工作的重点主要集中在其他运输方式，主要为生物燃料。因此错过了推广使用合成燃料的机会。合成燃料的应用不仅能够提供更多的技术可能，从长远来看，还可降低成本。2、政策建议一是为航空减放制定明确的目标。航空用可再生燃料应纳入运输部门的整体脱碳目标，或赋予额外的权重，反映其高昂的成本，并给予一定的优先级，例如，在欧盟 REDII HYPERLINK l _bookmark5 6中，计算航运和航空用可再生燃料绩效时，将其权重定为 1.2。二是提高对合成燃料的关注。迄今为止，碳减排主要集中在能效以及生物燃料上。可持续的航空燃料包括生物燃料和合成燃料，因此，应制定政策促进两种能源载体的发展。三是提供经济激励措施。降低化石燃料和合成燃料之间的成本差距，比如取消化石燃料补贴，提供拨款，投资合成燃料生产，6 ，欧盟出台的可再生能源指令（RED II）将于