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摘要：低碳化转型发展是中国应对内外部新形势、新挑战的共同要求。目前，化石能源燃烧导致的二氧化碳排放是最主要的温室气体排放源。国际上看，中同碳排放量在2003年超过欧盟，2006年超过美国，连续多年成为最大碳排放国，这使得中国在国际上承受的碳减排压力与日俱增。2018年，我国二氧化碳排放量增长2.3亿吨，增量占全球能源相关的二氧化碳排放增长量的41%;排放总量达到92亿吨，占全球二氧化碳排放总量的27.8%。从国内来看，在能源资源、生态环境容量等多重约束下，有效加强碳排放管控越来越成为推动高质量发展、推进供给侧结构性改革的有力抓手。2015年，习近平总书记在巴黎气候大会上，代表中国政府向国际社会承诺“中国将在2030年左右二氧化碳排放达峰并力争尽早达峰”。中国自2011年起就开始在北京等7个省市开展了碳排放權交易试点工作，2017年启动了国家碳排放交易体系建设，推进能源系统低碳化变革的政策力度逐渐加大。
关键词：氢能源 三北地区 发展展望
从传统化石能源来看，尽管中国已经初步形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源全面发展的能源供给体系，消费结构也逐渐向清洁化低碳化发展，但结构性问题依旧突出。其中，煤炭清洁高效利用尚待加强，中国煤炭消费贡献了年度化石能源二氧化碳排放量的76%，石油和天然气消费比重增加与自给能力不足之间的矛盾日益凸显。中国已成为世界品大原油和天然气进口国，2018年对外依存度分别达到71%和43%，未来还将继续上升，这给中国能源安全发展带来了巨大的挑战。
一、氢能在现代能源体系的重要性
氢能被认为是最理想的新能源，最有希望成为能源的终极解决方案。氢能相比于其他能源方案有显著的优势：储量大、比能量高（氢热值为140.4MJ/kg，是同质量焦炭、汽油等化石燃料热值的3-4倍）、污染小、效率高（通过燃料电池可实现综合转化效率90%以上）、可贮存、可运输、安全性高等诸多优点。在固定领域、运输领域和便携式领域都有很广阔的发展空间，车企在燃料电池汽车方面的开发更是走在前列，并已经初步具备相应的市场规模。
在优化能源结构方面，氢能作为一种二次能源，可从化石能源中获取，有助于煤炭等一次能源清洁高效利用，提升供给侧质量;通过电解水制取，增加电力系统灵活性，有助于实现多异质能源跨地域和跨季节的优化配置，形成可持续高弹性的创新型多能互补系统。
在提高能源安全方面，推动氢能及燃料电池技术在交通领域的大规模应用，率先实现消费端清洁化，有助于大幅度减少中国交通运输领域石油和天然气的消费总量，降低能源对外依存度，同时提升大气质量。
在促进能源革命方面，氢作为能源互联媒介，可通过可再生能源电解制取，实现大规模储能及调峰，耦合电网和气网，有效解决电力不易长期存储问题，实现不同能源网络之间的协同优化，促进清洁能源发展。
在应对气候变化方面，氢气有望成为可再生能源规模化高效利用的重要载体，有助于引导大批可再生能源从电力部门流向交通运输、工业和建筑等终端使用部门，实现深度脱碳，履行《巴黎协定》碳减排承诺。
二、氢能产业链
氢能产业链较长，涵盖氢气制备、储运、加氢基础设施、燃料电池及其应用等诸多环节。与发达国家相比，中国在氢能自主技术研发、装备制造、基础设施建设等方面仍有一定差距，但产业化态势全球领先。据了解，目前约99家上市公司布局氢能与燃料电池产业链，其中布局全产业链6家，电堆及系统17家，燃料电池整车16家，核心材料/双极板10家，燃料电池设备4家，关键零部件/辅材11家，氢气制储运/加氢设备/加氢站31家，设立氢能产业基金4家。（数据来源：高工氢燃料电池）
三、氢能源在“三北”地区的发展方向
（一）国家氢能产业发展在电力行业的政策支持
（二）氢能源在“三北”地区发展的优势：
1、资源方面：“三北”地区区域风、光资源较好，新能源上网电价较低，到2020年，风力发电项目将全面迎来平价上网，电价优势尤为明显。
2、市场方面：“三北”地区氢能源发展还处于初级阶段，虽然风电制氢的产业存在弊端，但是今后能源结构改革与研究的主要方向。目前“三北”地区风力发电项目的电量主要是以特高压外送消纳，如果能引进风电制氢产业，不仅可以对风电制氢产业的发展、对地方能源结构的改革做出积极贡献，同时可以进一步解决新能源依赖外送、内部无消纳的现状，将能源以另一种方式就地转化，减少新能源电力在电网线路输送的过程中造成的损失，促进行业发展新篇章。同时考虑今后国家去碳化的目标，风电制氢将更多的用于就近区域消纳，解决了因电力输送造成的电量损失以及可再生能源电量波动对电网的冲击。同时可以研究可再生能源与氢能之间的储能、调频工作，为电网的稳定运行提供保障。
3、远期价格优势：考虑中国多煤、少油、少气的状态，如果今后氢能源发展迅速，氢气需求量井喷式增长的时候，氢气的价格将会逐年提升，风电制氢将作为低污染、成本小的制氢方式在“三北”地区全面开展。
关键词：氢能源 三北地区 发展展望
从传统化石能源来看，尽管中国已经初步形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源全面发展的能源供给体系，消费结构也逐渐向清洁化低碳化发展，但结构性问题依旧突出。其中，煤炭清洁高效利用尚待加强，中国煤炭消费贡献了年度化石能源二氧化碳排放量的76%，石油和天然气消费比重增加与自给能力不足之间的矛盾日益凸显。中国已成为世界品大原油和天然气进口国，2018年对外依存度分别达到71%和43%，未来还将继续上升，这给中国能源安全发展带来了巨大的挑战。
一、氢能在现代能源体系的重要性
氢能被认为是最理想的新能源，最有希望成为能源的终极解决方案。氢能相比于其他能源方案有显著的优势：储量大、比能量高（氢热值为140.4MJ/kg，是同质量焦炭、汽油等化石燃料热值的3-4倍）、污染小、效率高（通过燃料电池可实现综合转化效率90%以上）、可贮存、可运输、安全性高等诸多优点。在固定领域、运输领域和便携式领域都有很广阔的发展空间，车企在燃料电池汽车方面的开发更是走在前列，并已经初步具备相应的市场规模。
在优化能源结构方面，氢能作为一种二次能源，可从化石能源中获取，有助于煤炭等一次能源清洁高效利用，提升供给侧质量;通过电解水制取，增加电力系统灵活性，有助于实现多异质能源跨地域和跨季节的优化配置，形成可持续高弹性的创新型多能互补系统。
在提高能源安全方面，推动氢能及燃料电池技术在交通领域的大规模应用，率先实现消费端清洁化，有助于大幅度减少中国交通运输领域石油和天然气的消费总量，降低能源对外依存度，同时提升大气质量。
在促进能源革命方面，氢作为能源互联媒介，可通过可再生能源电解制取，实现大规模储能及调峰，耦合电网和气网，有效解决电力不易长期存储问题，实现不同能源网络之间的协同优化，促进清洁能源发展。
在应对气候变化方面，氢气有望成为可再生能源规模化高效利用的重要载体，有助于引导大批可再生能源从电力部门流向交通运输、工业和建筑等终端使用部门，实现深度脱碳，履行《巴黎协定》碳减排承诺。
二、氢能产业链
氢能产业链较长，涵盖氢气制备、储运、加氢基础设施、燃料电池及其应用等诸多环节。与发达国家相比，中国在氢能自主技术研发、装备制造、基础设施建设等方面仍有一定差距，但产业化态势全球领先。据了解，目前约99家上市公司布局氢能与燃料电池产业链，其中布局全产业链6家，电堆及系统17家，燃料电池整车16家，核心材料/双极板10家，燃料电池设备4家，关键零部件/辅材11家，氢气制储运/加氢设备/加氢站31家，设立氢能产业基金4家。（数据来源：高工氢燃料电池）
三、氢能源在“三北”地区的发展方向
（一）国家氢能产业发展在电力行业的政策支持
（二）氢能源在“三北”地区发展的优势：
1、资源方面：“三北”地区区域风、光资源较好，新能源上网电价较低，到2020年，风力发电项目将全面迎来平价上网，电价优势尤为明显。
2、市场方面：“三北”地区氢能源发展还处于初级阶段，虽然风电制氢的产业存在弊端，但是今后能源结构改革与研究的主要方向。目前“三北”地区风力发电项目的电量主要是以特高压外送消纳，如果能引进风电制氢产业，不仅可以对风电制氢产业的发展、对地方能源结构的改革做出积极贡献，同时可以进一步解决新能源依赖外送、内部无消纳的现状，将能源以另一种方式就地转化，减少新能源电力在电网线路输送的过程中造成的损失，促进行业发展新篇章。同时考虑今后国家去碳化的目标，风电制氢将更多的用于就近区域消纳，解决了因电力输送造成的电量损失以及可再生能源电量波动对电网的冲击。同时可以研究可再生能源与氢能之间的储能、调频工作，为电网的稳定运行提供保障。
3、远期价格优势：考虑中国多煤、少油、少气的状态，如果今后氢能源发展迅速，氢气需求量井喷式增长的时候，氢气的价格将会逐年提升，风电制氢将作为低污染、成本小的制氢方式在“三北”地区全面开展。