我國提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。作為全球能源消費第一大國，長期以來我國能源結(jié)構(gòu)呈“一煤獨大”特點。為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，需要加快以煤為主的能源體系轉(zhuǎn)型，除了大力發(fā)展可再生能源以外，還需要其他零碳能源作為重要補充。其中，氫能的作用體現(xiàn)在以下幾個方面。
（一） 氫能可促進交通、鋼鐵、化工等領(lǐng)域大規(guī)模減碳
在交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車加注時間短、續(xù)航里程長，在大載重、長續(xù)駛、高強度的道路交通運輸體系中具有先天優(yōu)勢，相比純電動路線，氫燃料電池中重卡更加符合終端用戶的使用習(xí)慣。結(jié)合綠氫生產(chǎn)，氫燃料電池汽車是推動我國道路交通領(lǐng)域碳減排的主要途徑之一。在工業(yè)領(lǐng)域，鋼鐵和化工等不以電力為主要能源供給的高能耗產(chǎn)業(yè)，工業(yè)流程仍高度依賴一次化石能源。降低鋼鐵工業(yè)煤炭消耗的核心是改變現(xiàn)有的以煤炭為主要還原劑和燃料的高爐煉鐵工藝。結(jié)合綠氫的氫冶金技術(shù)，是鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的終極方向。電能和氫能替代、及二氧化碳捕捉技術(shù)能夠顯著降低化工行業(yè)的碳排放。通過綠氫替代生產(chǎn)綠色合成氨和二氧化碳加氫制備甲醇、乙醇等燃料，利用乙烯、丙烯、芳烴等有機材料合成最重要和最基本的化工原料，解決二氧化碳碳捕捉后的規(guī)?；脝栴}，是化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑。由此可見，氫能是優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)，解決相關(guān)領(lǐng)域深度脫碳的重要方案。
（二） 以電能制氫促進可再生能源多用途高效利用，支撐高比例可再生能源電力系統(tǒng)安全運行
“十四五”期間，我國居民能源消費水平增長預(yù)期有望達到年均2%，2025年能源需求將達到5.5×109 tce，能源消費總量增長空間巨大。加大可再生能源開發(fā)是我國能源行業(yè)在資源約束和碳排放的約束下，提高能源保障能力的主要途徑。隨著可再生能源裝機的增大，高比例可再生能源電量場景需要數(shù)倍于負(fù)荷的裝機容量。可再生能源長時間高出力給系統(tǒng)消納、安全和儲能技術(shù)帶來極大挑戰(zhàn)；在低出力時段，電力系統(tǒng)需要常規(guī)能源等非可再生能源機組實現(xiàn)功率平衡。據(jù)測算，國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)在“十四五”末靈活性資源需求將達到7×108 kW，其中負(fù)荷峰谷差調(diào)峰需求占三分之二以上，可再生能源調(diào)峰需求占比為15.7%。未來電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力至關(guān)重要，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)平衡安全全局，決定可再生能源的消納利用水平。發(fā)揮氫氣大規(guī)模、長時間存儲優(yōu)勢，大規(guī)模部署電解水制氫儲能作為靈活性資源，在電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)跟蹤可再生能源波動性，靈活響應(yīng)削減系統(tǒng)中多余的功率，實現(xiàn)可再生能源電力時間、空間轉(zhuǎn)移，有效提升能源供給質(zhì)量、提高可再生能源消納利用水平。
（三） 氫能有助于豐富我國的多元化能源供應(yīng)，保障能源供需安全
受“富煤、貧油、少氣”資源稟賦影響，我國能源消費長期依賴煤炭，油氣資源對外依存度居高不下。2021年我國能源消費總量約為5.23×109 tce，清潔能源消費占比為25.3%，煤炭消費占比為56%。能源供應(yīng)和消費品種較為單一，以煤炭為主，石油次之，能源供需平衡和能源價格穩(wěn)定性容易受到國際能源市場變化及重大危機事件沖擊。以電能制氫促進可再生能源開發(fā)及多用途高效利用，在“可再生能源和綠能”的新資源稟賦觀下，氫電協(xié)同構(gòu)建多元清潔的能源供應(yīng)體系，推進天然氣摻氫管網(wǎng)規(guī)劃，提升天然氣調(diào)峰能力，強化能源供應(yīng)安全保障。此外，氫燃料電池還可被用作備用應(yīng)急電源，在維護公共安全領(lǐng)域發(fā)揮影響力，未來隨著5G基站和大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，氫能備用應(yīng)急電源的應(yīng)用場景將進一步擴展。結(jié)合氫能在燃料電池、綠色化工和綠色鋼鐵領(lǐng)域的應(yīng)用，以氫代油、以氫代煤推動終端用能多元化、清潔化，結(jié)合綠氫供應(yīng)，促進能源供給側(cè)和需求側(cè)雙向協(xié)同，保障能源供需安全。
（四） 加快“三北”地區(qū)可再生能源及綠氫開發(fā)布局，實現(xiàn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展
隨著可再生能源制氫技術(shù)完善和成本不斷降低，我國風(fēng)能、光伏資源富集的“三北”地區(qū)，將成為新型資源“富礦”區(qū)域。受輸送和消納限制，導(dǎo)致風(fēng)電和光伏資源不能得到全面開發(fā)。以我國Ⅱ?類地區(qū)為例，綜合考慮制氫設(shè)備固定投資和運行維護費用后，風(fēng)電光伏發(fā)電孤網(wǎng)制氫可以實現(xiàn)每千克成本小于20元，進一步規(guī)?；笥型M一步降至不超過15元。電解水制氫工藝每制備1 t氫氣只需要消耗不足10 t水，綠氫開發(fā)并不會使我國西北地區(qū)因綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展而導(dǎo)致水資源短缺。可再生能源電解水制氫所獲得的氫氣純度和品質(zhì)相對較高，統(tǒng)籌考慮提純、脫碳后的綜合成本，目前可再生能源制氫已在我國風(fēng)光富集地區(qū)初步具有經(jīng)濟性。在綠氫保障和綠色工業(yè)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)上，“三北”地區(qū)將在不增加當(dāng)?shù)匚廴九欧藕吞寂欧潘降幕A(chǔ)上成為我國新型高載能產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，并依托可再生能源開發(fā)，聚集形成可再生發(fā)電裝備制造、電解水制氫裝備制造、綠色化工、綠色冶金等新興產(chǎn)業(yè)集群，從根本上建立我國西北地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)循環(huán)模式。
