经济合作与发展组织发布《绿氢创新与产业政策》报告

■文/郑思聪（中国科学技术信息研究所）

2022年2月，经济合作与发展组织发布《绿氢创新与产业政策》报告，对全球绿氢创新格局以及各国氢能战略政策进行了研究。在此基础上，报告建议各国政府采取五类行动为部署绿氢奠定基础，包括：支持绿氢研发与示范；增加可再生电力供应，建立国际氢市场；制定一揽子措施，缩小绿氢和灰氢的成本差距；完善氢基础设施，制定国际标准，健全监管标准，减少投资不确定性；在向绿氢过渡期间，将蓝氢作为临时选择。

近年来，伴随世界各国做出碳中和承诺，人们愈发关注氢能在实现净零排放目标方面可以发挥的关键作用。在此背景下，许多国家在过去两年制定了国家级氢能战略，明确了实现碳中和目标的政策工具。2022年2月23日，经济合作与发展组织发布《绿氢创新与产业政策》报告，旨在分析产业政策，特别是创新和技术应用政策在加速低碳氢部署与应用方面的作用。

一、全球绿氢创新格局

图1显示了2015—2019年各国在绿氢技术相关氢能生产氢能存储和燃料电池三方面的PCT专利申请情况，排名前五名的国家依次为日本、美国、德国、韩国和法国，中国位列第六。从图中可以发现，日本绿氢专利申请量位居世界第一，超过2000件，其中大部分专利与燃料电池相关，绿氢生产专利量虽仅占绿氢相关专利总量的五分之一，但日本也是绿氢生产专利绝对量最多的国家。美国是排名第二的国家，其绿氢专利申请总量仅为日本的一半左右，申请最多的是燃料电池领域，其次是绿氢生产领域。欧盟27国的绿氢专利申请总量略少于日本，其在绿氢生产和氢能存储领域的专利申请比例较高，尤其是德国在氢能存储领域几乎与日本持平。中国2015—2019年绿氢专利申请总量超过300件，主要领域集中在燃料电池和绿氢生产领域。

图1 各国绿氢相关PCT专利申请情况

图2显示了世界主要国家和国际组织在绿氢创新方面的相对技术优势(RTA)。RTA通过将各国绿氢专利份额除以全球绿氢专利份额计算得出，而绿氢专利份额是由绿氢PCT专利量除以同一国家或地区提交的PCT专利总量计算得出。可以发现，丹麦、德国和奥地利是2015—2019年RTA最高的三个国家，而这三个国家在2004—2008年的RTA指数均不足1。同时，法国和英国也发生了类似变化，这表明欧洲国家近几年在绿氢创新方面加大了投入。

图2 各国绿氢创新相对技术优势

二、主要国家氢能政策比较

报告围绕发展目标、政策工具、基础设施优先事项、监管标准和国际合作等五个维度，详细分析了主要国家和地区的氢能政策。目前，澳大利亚、加拿大、法国、德国、日本、荷兰和英国已制定国家级氢能战略。而韩国颁布了《氢经济路线图》，美国制定了《氢项目计划》，这两者都类似于国家级氢能战略。

（一）发展目标

大多数国家都在各自氢能战略中就制氢产能设定了具体目标。例如：到2030年，法国将实现6.5吉瓦的零碳制氢产能；到2030年，德国将实现5吉瓦的可再生制氢产能，到2040年实现10吉瓦的可再生制氢产能；到2025年，英国将实现1吉瓦的低碳制氢产能，到2030年将实现5吉瓦的低碳制氢产能。此外，一些国家则就未来制氢成本制定了相应目标。例如：美国旨在将制氢成本降至2美元/公斤（无具体实现日期）；到2030年，日本将把制氢成本降至3美元/公斤。

（二）政策工具

目前，各国正在采取补贴作为主要政策工具，以实现上述氢能目标。法国、澳大利亚和德国是支持绿氢发展力度最大的三个国家，其用于部署绿氢的年度公共补贴预算分别为8.5亿欧元、13亿澳元（约合8.1亿欧元）和3亿欧元。在英国，新的净零氢基金将提供2.4亿英镑的政府联合投资，支持2022年至2025年间的低碳氢生产。同时，日本和韩国更加关注燃料电池和氢燃料汽车。日本制定了6.4亿美元预算用于支持氢能，而韩国则计划扩大电动和氢燃料汽车的供应。

（三）基础设施优先事项

虽然最终用户可以在需求现场生产氢气，但集中大规模制氢可以提高成本效益，这将需要氢存储和运输相关基础设施，包括管道和加氢站。因此，需要在国家和国际层面对基础设施投资做出公共承诺，以有效加速氢能开发和部署。氢基础设施不需要从零开始建设，许多国家正在考虑使用现有天然气网络来输送氢气。尽管大多数国家开始在氢能战略和其他政策文件中提及氢基础设施建设机遇和瓶颈，但几乎所有主要经济体的氢基础设施承诺仍处于非常初期的阶段。

现阶段，一些国家和地区已经开始对未来必要氢基础设施进行全面评估。例如：欧盟计划建立一个加氢站网络；澳大利亚、德国和荷兰正在评估本国氢基础设施；英国、德国和荷兰正努力更好地连接电力和天然气基础设施，以促进氢气生产。同时，日本和韩国高度关注氢燃料电池基础设施。日本正在投入2700万美元建设低成本超高压氢基础设施研发项目，另外投入2700万美元支持氢基础设施开发项目；韩国则为氢气输送基础设施试点城市提供补贴。

（四）监管标准

氢气生产、存储和运输方式存在巨大差异，制定监管标准有助于建立充满活力的氢气市场。国际层面，国际标准化组织已经发布了17项与氢能相关的标准，还有16项标准正在制定过程中。各国政府也正在制定氢能相关监管标准，例如：澳大利亚和英国都强调建立氢相关监管框架的重要性，将通过改革基本法律框架促进氢能转型；加拿大强调在国家和国际层面更新、协调并制定氢相关标准的重要性，以促进氢技术和基础设施的应用；韩国制定了“氢发展义务制度”，要求公用事业部门在电力市场购买一定份额的氢燃料电池电力，推动氢经济发展；欧盟为制氢装置设定了通用低碳门槛和标准，并制定了可再生氢和低碳氢综合术语和通用标准；日本对氢气的生产、存储和运输制定了相关技术标准和安全规定。

（五）国际合作

目前，大多数国家都认识到氢相关标准的重要性，并认为应该在国际层面制定相关标准，因此在氢能领域的国际合作主要表现为规范和标准的协调，例如：美国正在与加拿大合作，制定氢能领域统一规范和标准；德国正在敦促氢动力交通工具和燃料电池系统两大方面的国际协调；欧盟正在促进与南部和东部伙伴以及能源共同体国家，特别是与乌克兰在可再生电力和氢能方面的合作。

三、政策建议

建议一：支持绿氢研发和示范

具体行动：增加或重新调整对绿氢的研发补贴，加速氢能领域创新发展；利用公共金融工具，降低项目风险，最大限度提高公共支出效率；对绿氢示范项目进行补贴，并以要求知识共享为条件，确保良性竞争和低准入门槛；制定激励措施，推动各国分享知识和经验，鼓励企业对绿氢进行投资。

建议二：增加可再生电力供应，建立国际氢市场

具体行动：由于可再生电力是生产绿氢的主要动力，因此需要大量低成本绿色电力（到2050年3000吉瓦）来进行大规模绿氢生产；由于与电力相比，氢气更易存储和长距离运输，因此在电价低的国家生产绿氢并将其出口，与进口绿色电力并在当地生产绿氢相比，更具成本效益。为此，需要建立国际氢市场。

建议三：制定一揽子措施，缩小绿氢和灰氢的成本差距

具体行动：利用碳定价机制，降低企业对灰氢的生产，同时为绿氢提供资金支持，使其更具竞争力；逐步取消对低效化石燃料的补贴，提高利用化石燃料生产氢气的成本。

建议四：完善氢基础设施，制定国际标准，健全监管标准，减少投资不确定性

具体行动：各国政府应立即开始规划氢基础设施建设，通过评估氢运输相关基础设施需求，确定该基础设施的适当经济模式并协调公私伙伴关系；在氢气纯度、液化/转化和再气化/再转化设施的设计、设备规格等方面制定国际标准；颁布与可再生能源证书(又称绿色证书)类似功能的氢证书，使绿氢主要在可再生能源丰富的国家生产，提高绿氢过渡的成本效益；在高压氢和液化氢标准、能源载体间的转换、蓝氢的碳存储方案以及将氢气混合到天然气管道等方面完善相应监管框架。

建议五：在向绿氢过渡期间，将蓝氢作为临时选择

具体行动：通过促进氢市场发展，加大对必要氢基础设施的投资，使经济部门为绿氢做好准备；在获得充足绿氢和可再生能源之前，利用蓝氢可以提早对钢铁生产等工业部门和运输部门进行脱碳；将蓝氢作为过渡选项需要因地制宜，由于绿氢成本在很大程度上取决于可再生电力成本，因此对于可再生电力价格较高的国家来说，投资蓝氢作为权宜之计更有意义，而对于可再生电力价格相对具有竞争力的国家，直接过渡到绿氢更合适。