摘 要:加快发展氢能产业,对于推动天津市高质量发展、强化制造业立市基础、支撑京津冀能源结构转型具有重要意义。结合近年来天津市能源发展碳排放现状及国内外氢能产业趋势,建议天津市加快完善氢能产业政策体系和基础设施布局,利用区位、产业、港口、科研优势,充分发挥示范引领作用,积极布局重点产业,安全推进场景应用,广泛开展区域联动并持续加大政策支持,打造国内领先、具有国际影响力的氢能产业高地。
关键词:天津市 氢能产业 新能源
天津市氢能产业在全国起步早,具有领先优势。加快发展氢能产业,是“双碳”目标的内在要求、保障能源安全的必要途径、寻求经济转型的必然选择,是全面贯彻党的二十大精神、落实习近平总书记对天津市工作总体要求和“四个善作善成”重要要求、践行天津市市委、市政府“十项行动”的重要路径,对于强化制造业立市基础,支撑京津冀能源结构转型,打造国内领先、具有国际影响力的氢能产业高地,具有重要意义。
一、天津市能源发展和碳排放现状
(一)能源消费增速放缓但能源效率相对较低
根据历年《天津市统计年鉴》数据,天津市能源消费从总量和增长状况上可以分为两个阶段。2002-2010年,天津市能源消费总量持续快速增长,从3022万吨标准煤增加到6818万吨标准煤左右,平均增速为9.95%;2011-2022年,天津市能源消费增速放缓,从2013年起多个年份增速为负,保持在每年8059万吨标准煤左右,平均增速为1.56%。从效率角度看,2022年天津市单位地区生产总值能耗强度为0.50吨标准煤/万元,与北京市(0.18)等城市相比差距较大,能源利用率较低。
(二)低碳能源占比持续增加但碳排放强度仍相对较高
将各能源品种消费量均折合为等价值计算的吨标准煤,可以看出天津市能源结构逐渐低碳化。2003-2022年,天津市一次能源消费中煤炭占比呈减小趋势,由36.2%减至23.9%;石油天然气占比经历了缓慢增加又小幅下降的过程,2003年占比为37.9%,2017年占比为42.1%,2022年占比为40.5%;除煤炭、油气等外的低碳能源占比近年来明显增加,占比由26.0%升至35.6%。然而,从碳排放角度看,天津市碳排放强度仍然相对较高。根据公众环境研究中心(IPE)的数据,2021年天津市单位GDP二氧化碳排放量为1.43吨当量/万元,远高于北京市(0.58)、上海市(0.74)、重庆市(0.84)的碳排放强度,也高于全国平均水平(1.30)。
二、氢能产业发展趋势
(一)国内外氢能产业发展规划
1.从国际看,各国加快能源转型步伐。发达国家和地区将氢能作为未来能源转型、保障能源安全的重要元素,美国、欧盟、日本等纷纷抢夺全球能源和技术创新高地。2023年,全球已建成的加氢站有1362座,预计2024年将增至1724座。预计2030年氢能领域投资将激增至5000亿美元,2050年将创造3000万个工作岗位,市场规模达2.5万亿美元。
2.从全国看,国家层面政策利好不断。2022年3月,国家印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,系统谋划了我国氢能产业发展路线。各部委陆续发布30余项氢能政策,从能源转型角度,强调氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,将其在国家能源战略中的定位提上新高度;从科技创新角度,将氢能列入国家重点研发计划,支持基础研究、关键技术和颠覆性技术创新,以创新链推动产业链发展;从产业发展角度,指出氢能是战略性新兴产业和未来产业重点发展的方向,统筹上下游产业链发展,开启多领域规模应用示范。
3.从各地看,多地争相布局全产业链。北京市、上海市、河北省、河南省、陕西省等省、直辖市,以及广州市、深圳市、大连市、青岛市等多个城市,聚焦氢能技术突破、产业布局以及推动示范应用场景多样化等方面,均已出台氢能产业发展中长期专项规划。京津冀、长三角、珠三角、郑州城市群等加快推动燃料电池车国家示范城市群建设,以期形成自下而上、以点带面的发展动能。
(二)氢能技术及产业发展方向
1.产业链发展以脱碳、降成本为导向。制氢技术上,产业发展将围绕风电、光伏等绿氢及PEM(质子交换膜电解水)电解槽等技术,预计2030年绿氢占比将提升至15%,PEM在电解水中占比将达10%。中游储运环节,未来液氢民用化、储氢材料研发、加快布局加氢站等将是发展重点。下游应用环节,工业领域和交通运输领域需氢量多,发展空间大。2060年碳中和背景下,预计我国工业领域用氢量约7794万吨,占比约为60%。化工、高耗能、新工业行业将是重要消费端;交通运输领域将贡献氢能需求的最大增量(4051万吨,占比为31%),未来氢燃料电池、氢能源汽车、长距离航空燃料等发展空间广阔。
2.氢能产业市场巨大,资本关注持续升温。从全球范围看,预计到2050年氢能产业将创造2.5万亿美元的市场规模,并在全球能源消费占比达到18%。在我国,氢能将与电力协同互补,带动形成10万亿级的新兴产业,成为引领经济发展的新增长极。预计到2025年,我国氢能产业链产值将达到1万亿元,2030年达到5万亿元,2050年达到12万亿元,届时氢能在终端能源体系中占比将超过10%,氢能源汽车可能达到约百万辆。资本领域对氢能产业链的关注持续升温,国家开发投资公司、中金公司和省级投资基金等参与了众多2000万美元以上的投资。制氢装备、燃料电池是目前获得资本市场融资的主要领域,融资案例持续增加。
三、天津市发展氢能产业的不足和挑战
目前,天津市已初步形成多层次的氢能产业布局,处于从试验场到大规模场景应用的过渡阶段。但综合各地产业发展规划来看,要实现打造全国氢能产业高地的目标,仍面临较大压力。
(一)政策体系有待完善
目前,天津市已出台《天津市能源发展“十四五”规划》《天津市氢能产业发展行动方案(2020—2022年)》等相关政策,但与其他省市相比,氢能产业专项发展规划仍存在时滞。在相关扶持政策、管理办法、审批手续、法律法规以及安全保障机制等方面还有所欠缺。此外,天津市缺乏氢能产业区域协同总体规划,企业间协作联动的有效性较差,难以突破规模化量产的技术屏障。
(二)建设目标相对较低
从氢能产业链建设目标的时间节点来看,天津市当前仅提出近期目标,缺乏中期、远期目标。在制氢产业链规模方面,天津市规划2025年目标规模为150亿元,而北京市、上海市、山东省等省市规模均在1000亿元左右,与之相比,天津市还有很大差距。加氢站方面,天津市规划建设10座,约为北京市、上海市、山东省近期目标的1/3,而大部分省市中远期规划目标均在70-100座左右。燃料电池车数量上,天津市规划推广应用1000辆,约为北京市、山东省、河北省、河南省、内蒙古自治区等省市区近期目标的1/3,而大部分省市内区中远期规划目标在1万辆左右。头部企业数量上,天津市规划引进或培育2-3家龙头企业,比北京市、重庆市、内蒙古自治区等省市区的近期目标少2-5家,大部分省市区中远期规划目标为10-15家。此外,氢能基础设施布局不足,投入运营的加氢站数量少,储氢场站规模小,终端氢能产品应用市场的运营基础相对薄弱,与广东省等氢能产业发达省份差距明显。
(三)补贴支持有所欠缺
企业发展方面,天津市缺乏支持已有企业扩能扩建的奖补政策。天津港保税区主要针对新引进的氢能企业,而北京市、武汉市等市将奖补政策细化到具体技术、产品、项目。氢气售卖方面,补贴力度较小。如对车辆加注氢气按照10元/公斤标准给予补贴,补贴标准是大连市的1/5,约为广州市、成都市等市的一半。燃料电池方面,补贴标准较高但奖补政策不够丰富。其他城市奖补方式多样化,奖补政策更加细化,如北京市对采购燃料电池汽车零部件产品年累计采购金额1000万元以上的企业,按年采购金额的3%-5%补助等。
(四)面临行业共性压力
一是制运成本居高不下。当电价为0.3元/千瓦时,绿氢制备成本约32元/千克左右。从全产业链成本看,运输与加氢成本占比很大,运输距离为100公里时,上述成本约占46%。二是关键技术尚需突破。绿氢制取、气态存储压力、液氢民用化、储氢材料研发、燃料电池研发等方面均需要加快技术攻关和商业化推广步伐。三是标准体系不够健全。我国氢能产业标准体系建设速度相对较慢,监管主体缺失、生产利用环节标准不健全、天然气管道掺氢标准缺失等问题突出。
四、天津市发展氢能产业的建议
天津市发展氢能产业应积极借鉴国内外先进经验,充分考虑资源禀赋、能源结构、产业基础和现实需求,找准发力点,打好组合拳。
(一)积极布局重点产业
重点推进“三链条、一平台”建设。一是推进制储链建设。支持以工业副产氢资源为基础,发展氢气提纯,挖掘高纯氢气产能。培育制储运装备产业,重点发展加氢站成套装备、氢气液化装备、大容积液氢存储罐等研发生产制造。二是推进电池链建设。聚焦氢燃料电池及核心零部件产业化,重点突破燃料电池关键材料、部件批量制备、车用燃料电池安全等核心技术,加快从中试向产业化的过渡。三是推进叉车链建设。依托天津港保税区氢能产业示范区,以氢燃料电池叉车为重点,推动中氢新能源科技公司氢燃料叉车批量生产。通过购置补贴和租赁补贴,鼓励企业替换更新现有叉车,并逐步复制推广。四是创新科技服务平台。支持企业与高校、科研院所和行业用户联合建立产业技术联盟,搭建氢能产业发展对接交流平台。
(二)安全推进场景应用
重点打造“一港、一廊、一小镇,‘双城’联动”的氢能终端应用场景。一是“氢港口”。以打造天津港“零碳码头、低碳港口”为引领,加快港口能源结构调整,实施港口机械氢能化更新,推动氢能基础设施建设。二是“氢走廊”。扩大以氢燃料电池为新能源的集疏运车辆应用,在天津港与荣程钢铁之间、天津港至河北定州等氢能重卡示范应用场景的基础上,进一步向河北省、山西省、内蒙古自治区腹地延伸,打造氢能货运示范专线,拓宽清洁、绿色公路疏港通道能级。三是“氢小镇”。选择中新生态城、东疆综合保税区等基础条件较好的区域,推动电商、物流、港口等物料搬运场景下的叉车替换,开展多种用氢方式的综合验证示范。四是扩大“滨城+津城”应用843a73b9fa17ee964c432cff7e45d59fd71942977442c01517fab3be4bfb8ca3场景联动,提升氢能使用意愿,探索氢能轨道交通、船舶、无人机以及氢在发电、医疗、农业等领域的应用。
(三)广泛开展区域联动
充分利用京津冀联合开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用城市群建设的机遇,发挥天津市在燃料电池、储氢技术的优势,以天津港为核心,规划加氢站等配套氢能供应基础设施建设,搭建氢能货运示范专线,构建京津冀燃料电池重卡货运走廊。支持在京津冀联合开展氢能物流,以生鲜和医药市场等冷链物流、流通配送和工厂作业仓库为重点,建设覆盖半径较广的液氢供给网络,推动实现氢能替换,形成对区域腹地氢能发展的带动作用。
(四)加大政策支持力度
加强规划引导,建立健全科技攻关、用地规划、安全监管、车辆运营及道路运输等支持政策体系。丰富奖补措施,提升相关补贴标准。设立市、区两级支持氢能产业专项资金,整合现有智能制造、科技型企业发展等财政资金,引导相关专项资金向氢能倾斜。充分发挥政府产业基金引导作用,针对氢能产业关键环节,探索设立“海河基金+N”的资本招商模式,推动氢能技术创新和项目孵化。优化氢能高新技术企业税收减免政策,鼓励企业加大前期投入。创新绿色债券政策,吸引社会资本投资,构建财政资金引导、社会资本参与的多元化投入格局。
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(作者单位:天津市经济发展研究院)
责任编辑:张莉莉