CEM（Clean Energy Ministerial）氢倡议（H2I）2021-2022年工作计划是一个多政府合作倡议，旨在提高国际行动力，并推动全球范围内清洁氢能的生产扩大和燃料电池相关的商业规模部署。通过分析现状和制定政策，该倡议中包含的计划和项目将使氢能源成为全球清洁能源转型的关键助推器。在该倡议被提出的背景下，世界氢能源正蓬勃发展。本文将介绍和分析西北欧地区和拉丁美洲的氢能源应用和发展状况，并分析及展望世界氢技术的未来发展前景。

一、西北欧氢能源的应用与发展

在氢能源的运用方面，欧洲西北部地区处于领先地位。如今，该地区拥有欧洲最大的工业港口，以及发达的天然气基础设施，有着良好的氢气应用能力。这同样提高了西北欧地区对于氢气的需求，该地区集中了全球约5%的氢气需求和欧洲60%的氢气需求。此外，该地区的政府对于发展氢能有着强烈的兴趣，这为该地区氢能源的进一步发展创造了条件。

（一）低碳氢能源发展潜力巨大

西北欧地区（比利时、丹麦、法国、德国、荷兰、挪威和英国）在北海拥有大量未充分利用的潜在可再生能源，这是该地区国家脱碳战略的核心。

北海的海上风能是可利用的潜在能源之一。在IEA（国际能源署）的报告《2019年海上风电展望》中，北海被标记为最有希望实现海上风电地区之一。到2018年，北海的海上风电装机量达18吉瓦，约占全球海上风电装机量的78%。要将如此大量的风能整合到西北欧洲国家的能源系统中，西北欧地区需要升级电网基础设施和加强部署储能能力，海上风力发电转化为氢气，为他们的能源系统和市场提供额外的吸收大量风力发电的机会，并促进行业整合。

北海具有大规模储存地下二氧化碳的潜力，这使得利用化石燃料、结合碳捕获与封存，实现低碳制氢成为可能。此外，北海具有海上储氢的潜力，它可以为清洁电力和低碳气体的综合系统提供季节性的能源存储。西北欧国家在采用新的氢技术方面在欧洲处于领先地位。这些国家的燃料电池汽车和电解水的装机容量最高，并且是欧洲仅有的两个生产氢气与碳捕获、利用和封存（CCUS）相结合的运营项目的所在地。因此，对于实现欧洲发展氢能和能源系统脱碳的愿景，包括实现40万千瓦电解产能的目标，欧洲西北部地区至关重要。

（二）新的能源政策的制定

虽然当前的政策可助力能源脱碳和发展氢能，但要充分挖掘该地区氢的脱碳潜力，需要更积极的政策，协调各国政府，促进氢市场的区域一体化发展。如今，氢气需求集中在炼油和化工行业，超过96%的氢生产是基于化石燃料或使用化石燃料的工业副产品。

在制定能源政策方面，西北欧国家在国家层面取得了重大进展，并就氢在各自的长期能源战略中应发挥的作用制定了自己的计划。根据报告分析，CIEP（克林达尔国际能源计划）和IEA确定了区域对话中要解决的四个优先事项：

1.欧洲西北部地区的氢能领域合作有着巨大的潜力，在此基础上，该地区已经建立了合作平台（如北海能源合作)，计划制定跨国界倡议(如欧洲共同利益的重要项目)和项目，以促进该地区发展一体化的氢市场。

2.确定开发一体化区域市场所需的条件。其中包括制定共同的监管框架和标准，以及减少风险和协调关键基础设施发展的支持机制。

3.制定配套方案，协调推进技术前沿，扩大价值链各环节的市场规模。利用每个国家的独特优势，建立最优的氢供应和需求中心，尽早解决基础设施和制造能力方面的潜在问题。

4.制定战略来解决现有制氢资源（石化资源）的排放问题，同时开发低碳氢气的新生产能力，以满足新应用的需求。

二、拉丁美洲氢气的应用与发展

随着世界加速朝低碳氢转型，拉丁美洲将成为其中的推动力量。拉丁美洲各国政府正采取果断举措促进氢气发展，以推动清洁能源转型，增加出口收入。拉丁美洲的氢气发展应用问题主要分为以下三个方面：

1.拉丁美洲的氢气发展概况

目前，拉丁美洲的氢气生产与使用还仅限于少数几个国家，如阿根廷、巴西、智利、哥伦比亚和墨西哥等；同时，和其他地方一样，氢气主要用作提炼厂和化工厂的原料。但是，许多国家正推进相关战略和试点项目，加速将氢气作为能源载体使用的进程。此外，尽管目前的工作还集中于减少氢气使用带来的碳排放，但是智利等国家正探索新路径，利用氢气为交通运输（尤其重型运输工具和公共交通）减排，以及出口氢气到拉丁美洲之外的市场。

2.拉丁美洲有望成为未来氢气发展的中心

得益于水电在20世纪的持续发展，拉丁美洲有55%的发电量都来自可再生能源，这一数字远高于世界平均的35%。此外，拉丁美洲的太阳能和水能资源也非常丰富，且成本低廉。这一得天独厚的条件使得各种各样的可再生能源都能在拉丁美洲蓬勃兴起。再加上氢气自身独特优势，随着世界范围内对低碳氢需求的增加，拉丁美洲将获得重要机遇，以优势成本出口低碳氢。

3.未来拉丁美洲的氢气发展：朝着区域合作前行

区域对话，指的是多方的利益相关者，尤其是能源监管部门，都应参与到对话之中。这一机制对拉丁美洲形成氢气生产与需求体系至关重要，能够为其未来发展凝聚必要的合力。通过协调国际标准和行业规范，区域对话也能促进区域和国际氢气交易。对拉丁美洲而言，可以从西北欧目前的发展中汲取灵感。北海国家已经创建了相关论坛，讨论区域能源市场发展，共商发展机遇与合作方向。

三、展望氢技术

在追踪氢气清洁能源发展的过程中有三个关键指标：一是在现有工业应用中，低碳制氢取代传统制氢的程度；二是新部门的需求（如一些运输和工业应用、气网注入和电力储存等部门）；三是氢生产技术的发展，如电解槽、燃料电池和具有碳捕获、利用或封存（碳捕获、利用和封存指捕获二氧化碳排放，并将其用于一系列工业应用或储存在地下的相关技术）的氢生产技术。依据这三个指标，研究人员有以下五个发现：

1.低碳氢生产正在加速发展，尤其是电解氢产业。目前主要的两条低碳氢气生产线是传统技术与储存（CCUS）技术结合和通过电解水产生氢气。电解器可以从低碳的电和水中生产出清洁的氢，而电解槽在许多工业部门都是众所周知且长期使用的技术。近年来，电解槽项目数量和装机容量大幅增加，中国从2010年的不足1兆瓦增加到2019年超过25兆瓦。

2.交通运输中氢气使用量的增长比以往任何时候都要快。长期以来，氢气一直被认为是一种潜在的低碳交通燃料，但在运输燃料中使用氢气是很困难的。然而，在亚洲经济发展的推动下，燃料电池汽车(FCEV)市场正开始蓬勃发展。

3.加油站数量快速增长。截至2019年年底，全球共有470个氢气加油站投入运营，比2018年增长20%以上。

4.天然气网注入氢气可以显著提高低碳氢需求。除了交通运输，现有的基础设施（如天然气电网）有效促进低碳氢需求增长。将氢气注入气体运输网极具挑战性，这是因为材料在高压下不兼容，氢浓度耐受度较低。自2017年以来，越来越多的国家开始关注如何利用强大的天然气网络来促进低碳氢发展。目前，世界各地已经安装了每年可以将大约2900吨氢气混合到天然气网络中的装置。

5.2020年，全球氢气发展得到更多政策支持。2020年，氢气的政治势头继续增强，这是氢技术和氢气市场发展的基础。2020年，越来越多的国家宣布了氢战略和路线图，为氢技术的部署制定了目标。

根据上述发现，研究人员提出了相关建议：

1.在长期战略中确立氢的作用

HYDROGEN

在长期政策和战略中明确氢的作用，将给投资者灌输一种信心，即对氢的投资在未来几十年将是极具潜力的。因此，政府可以通过制定明确的目标和途径来塑造对该行业未来的期望。这也有助于工业部门明确氢的长期目标，特别是在炼油、化学品、钢铁和长途运输等关键部门。

2.促进国际和跨部门合作

HYDROGEN

多边倡议和项目有助于国家之间进行技术分享、制定最佳做法和充分利用溢出效应（溢出效应指一个组织在进行某项活动时，不仅会产生活动所预期的效果，而且会对组织之外的人或社会产生的影响）。

3.关注各国自身发展机会

HYDROGEN

现有的基础设施，如天然气电网，可以为创造和扩大低碳氢需求提供重要机会。支持在燃气网中混合氢的政策和法规（可再生燃料义务和低碳燃料标准）可以通过将低碳氢与安全的能源需求联系起来，加快低碳氢的部署。同时，每个国家的机遇不同，因此政策制定者需要根据实际情况灵活调整政策。

4.消除氢气部署的相关障碍

HYDROGEN

目前的法规限制了低碳氢的发展。因此，监管机构应加紧完善相关政策法规，消除氢气部署障碍，并采用一套协调的标准，以促进所有部门和不同基础设施广泛使用氢气。

5.刺激低碳氢需求，应对发展风险

HYDROGEN

目前，低碳氢的生产成本仍高于现有燃料和原料。为此，政府应采取适当的政策，促进低碳氢的可持续市场的发展。这将为供应商、分销商和用户提供投资保障，并加强、扩大供应链，以推动降低成本。

世界氢能源发展欣欣向荣，而建立战略合作伙伴关系，各国家积极对话协作，坚持合作共赢理念是氢能源不断发展前进的密码。CEM氢倡议（H2I）为各国提供了一个灵活的合作平台，促进推动清洁能源技术的政策和计划，分享经验教训和最佳实践，并鼓励向全球清洁能源经济过渡。相信在世界各国的合作努力下，氢能源定能在全球范围内实现广泛应用，并取得进一步的发展。

参考文献：

[1] Polly Atkinson, etc. Hydrogen in North-Western Europe [R]. International Energy Agency Technology Report April 2021.

[2] Mariano Berkenwald, etc. Latin America’s Hydrogen Opportunity: from National Strategies to Regional Cooperation [J]. International Energy Agency Commentary 2 November 2020.

[3] Jose M Bermudez, etc. Hydrogen [R]. International Energy Agency Tracking Report June 2020.

撰稿：郭艳萍 王婧菲 张予奎

排版：杨小然

初审：马世昕 刘禹鸶

终审：高霄 储艳 郭喆 金叶 贺梵