文| 赵作智 博士 西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人

日本

10月26日早上6点多，我乘坐第一班从柏林到埃尔兰根的高铁，赶往西门子能源新能源业务的研发基地。东丽株式会社出原大辅博士一行四人，将于上午10点拜访我们，把合作项目的具体实施步骤进一步夯实。打去年3月份疫情在欧洲爆发以来，洲际之间的客户活动，合作伙伴来往纷纷从线下转到了线上。类似这样的面对面交流是少之又少。

今年9月初，西门子能源和东丽围绕氢能技术开展合作的消息在网上发布：东丽最新膜技术助力西门子能源兆瓦级PEM水电解。东丽（TORAY）株式会社成立于1926年，是世界著名的以有机合成、高分子化学、生物化学为核心技术的高科技跨国企业，号称世界上最强的纤维制造商。很多年前，作为通用电气-波音787梦想飞机核心技术联合研发团队的一员，我就听说过东丽的大名。波音787是第一款用碳纤维复合材料制作机身和机翼的飞机。后来，空客公司也开始在大型和中型客机的机翼上使用东丽的碳纤维复合材料。

东丽和西门子能源的合作项目将获得日本经济产业省(METI)、日本新能源与产业技术开发组织(NEDO)共同发起的“绿色创新基金”下的“绿色氢项目”的资助。双方还将与山梨县企业局、东京电力公司等6家公司一起合作。传统电解质膜因为含氟而存在潜在争议，加上成本和化学耐久性等因素考量，我们计划携手东丽公司，利用东丽最新的碳氢膜技术，共同推动日本最大的兆瓦级电解的技术开发和示范，并计划在西门子能源的大型工业规模PEM电解槽中安装和演示这些膜。示范项目制出的绿氢将用于山梨县威士忌企业的过程用氢。日本合作伙伴延续了东方文化的优良传统，专程从日本背过来山梨县的威士忌，作为礼物送给我。

日本在氢能方面起步较早，于 2017 年 12 月推出“氢能基本战略”，成为世界上第一个制定国家氢战略的国家。然而在过去几年，其它也国家开始加速，制定各种措施加速氢能部署。对此，日本政府于 2020 年底设定了到 2050 年温室气体净零排放的目标，并宣布了多项政策措施以实现该目标。其中一项措施是设立“绿色创新基金”，折合 180 亿美元。与其它基金相比，绿色创新基金以其可观的金额和提供的长期支持（十年）而脱颖而出。2021 年 3 月，日本政府发布了《绿色创新基金运作基本原则》。值得一提的是，该基金不仅限于纯粹的国内项目。基本原则指出，只要一个项目预计会对日本经济产生“涟漪效应”，该基金就可以用于吸收国外先进技术和国际联合研究和示范项目。同时，项目实施和受益的地方必须包括日本。可以看出，日本政府在搭台，邀请国内国外优质企业来共同推动产业的迅速可持续发展。NEDO 是一个被称为“创新加速器”的政府机构，旨在促进新能源技术的研究、开发和引进。政府的目标很明确，就是围绕氢能要建立大规模供应链，以及降低绿氢生产的成本。针对关键技术的开发和示范，比如燃氢燃机，液态氢储运，大规模电解水制氢，材料数据库，和性能评估平台等等，原则给出了十分详细的时间节点和量化目标（比如氢气的成本）。

和东丽合作伙伴的商务晚餐安排在了纽伦堡著名圣诞节市场的旁边。出原大辅博士科班出身，从毕业后就加入了东丽。曾经在麻省理工进修过两年。我和他一年多前便开始在线上洽谈，没想到线下的他更为健谈。为了加速双方的合作，他冒着疫情带队造访欧洲，回去后，每个人得隔离10天。日本人的敬业精神由此可见一斑。

智利

智利有着狭长的国土，从北到南海岸线超过6000公里。在智利最南端的麦哲伦省，拥有着世界上最好的风力条件。这里的风常年不断，极适合风力发电，丝毫不逊色优良的海上风场，被誉为陆上的海上风场。2017年中，智利的项目开发商AME带着一个构想来到了埃尔兰根，找到了我团队库纳尔领导的新业务拓展部门。三年半后，作为德国国家氢战略的一部分，德国政府为西门子能源提供 823 万欧元的资金，用于资助在智利开发的 Power-to-X 项目Haru Oni。在这个项目上，西门子能源携手保时捷等合作伙伴，利用当地完美的风力气候条件和低成本的绿色风能，生产近碳中和的绿色合成燃料。上个月，智利能源部长出席了这一开创性项目的奠基仪式。预期明年可生产约13万升 绿色燃料。此后，工厂产能将分两阶段扩大：到 2024 年产能可达约 5500万升，2026 年达到 5.5 亿升左右。西门子能源作为该项目的共同开发商和系统集成商，涵盖了从风机，绿氢生产，以及合成燃料的整个价值链。保时捷的首席执行官说，明年他将首先尝试驾驶基于绿色合成燃料的跑车。

德国联邦政府于 2020 年 6 月发布了《国家氢能战略》。在一些难以减排的工业和交通部门，氢能被视为实现能源转型的关键。在联邦政府联盟委员会批准的刺激计划和未来一揽子计划中，总共拨出 90 亿欧元用于实施国家氢能战略，其中 20 亿欧元用于选定合作伙伴国家的国际项目。 “Haru Oni”PtX 项目成为国家氢战略下第一个从刺激计划中获得资金的氢相关项目。

智利政府也发布了国家氢能战略，将通过绿氢以及绿色化学合成物向全世界出口可再生能源。

奥地利

2019年，当时全球最大的绿氢试验工厂已在奥地利林茨的奥钢联厂成功投产。西门子能源和合作伙伴一起，利用绿氢替代钢铁工业生产中化石燃料的使用。新工厂的容量超过 6 兆瓦，配备当时最大的电解槽，被认为是同类设施中最有效和最先进的设施。它将用于测试绿氢生产的技术是否适合在工业规模上使用。该项目获得了 1800 万欧元的欧盟资金，并同时测试提供电网辅助服务的潜力，补偿电网的波动。作为欧盟资助的 H2FUTURE 项目的一部分，合作伙伴 Voestalpine、VERBUND、西门子、奥地利电网、K1-MET 和 TNO 携手探索绿色氢能的工业应用，作为长期替代钢铁生产中化石燃料的一种手段。

澳大利亚

2019 年，澳大利亚可再生能源署（ARENA） 宣布了高达 7000 万澳元的绿色氢能制氢资助计划，用以加速澳大利亚可再生能源制氢产业的发展。该倡议是在澳大利亚国家氢战略发布之后推出的，符合澳大利亚政府对在澳大利亚发展创新、安全和有竞争力的氢产业的定位。 ARENA一共收到了 36 份参与资助计划的意向书。经过初步评估，有七个项目进入最后一轮。

2021年5 月 5 日， ARENA宣布，它将向三个项目提供总计 1.033 亿澳元（7980 万美元/6650 万欧元）的资金，旨在帮助启动澳大利亚的绿氢生产。这三个商业规模项目都涉及安装 10 兆瓦的电解槽。它们分别由 Engie Renewables Australia Pty Ltd、ATCO Australia Pty Ltd 和 Australian Gas Networks Ltd (AGIG) 开发。三个获奖公司只有在满足几个开发条件并完成各自项目的财务结算后，才能获得资金。

获奖公司之一的澳大利亚天然气基础设施集团 (AGIG)，是澳大利亚最大的天然气分销企业。西门子能源携手AGIG，在澳大利亚成功投运了一个可再生能源制氢的示范工厂——被称为 Hydrogen Park SA (HyP SA) 。工厂利用可再生电力生产氢气，然后将其注入阿德莱德 Tonsley 创新区的当地天然气配送网络，以提供低碳天然气到家庭和企业。自 2021 年 5 月起，高达 5% 的可再生氢与天然气混合，通过现有的天然气网络向附近约 700 户家庭供应。居民仍然以相同的价格获得相同质量的天然气和服务。Hydrogen Park 同时展示了如何将电解槽集成到电网中以支持网络稳定性方面发挥关键作用——尤其是在南澳大利亚可再生资源丰富的地区。

HyPSA 示范项目位于 Tonsley 创新区内，耗资 1140 万澳元，南澳大利亚政府提供了 490 万澳元的资助。借助这一创新解决方案，该工厂每年可为澳大利亚生产 175 吨绿色氢气。 值得一提的是，西门子能源的工程师在疫情期间两次入澳，两次被隔离，和伙伴一起成功调试，投运该项目。

美国

Plug Power Inc. 最早是做基于叉车的氢燃料电池的企业，目前已成长为一家为绿色氢经济提供统包氢解决方案的供应商。2021 年 4 月，Plug Power Inc.受邀提交申请，根据美国能源部 (DOE) 第 XVII 条贷款担保计划，申请由美国能源部提供 5.2 亿美元的贷款担保，以支持使用绿氢来支持美国的物流和工业部门 。Plug Power 计划到 2025 年建设一个 500 吨的绿色氢网络，美国能源部的贷款担保支持公司建设的第一阶段。获得批准后，Plug Power 将利用其电解槽、氢液化和氢运输技术在美国部署第一个弹性零碳制氢设施网络。这些设施的总液氢生产能力约为每天 180 吨。Plug Power 首席执行官 Andy Marsh 表示：“在 Plug Power，我们为引领美国绿色氢经济的发展并在此过程中与政府合作伙伴密切合作而感到自豪。” 该贷款担保所附项目的第一阶段将以现有客户协议为基础。如今，Plug Power 客户是美国最大的氢气消费者。

2021年7月， 美国能源部（DOE）宣布拨款 5250 万美元资助 31 个项目，以推进清洁氢技术并支持最近宣布的“氢能地球计划”计划，以降低成本并加速氢领域的突破。美国能源部的资金包括来自能源效率和可再生能源办公室 (EERE) 的 3600 万美元和来自化石能源和碳管理办公室 (FECM) 的 1650 万美元。这笔资金还将支持氢能储运计划的不同方面。

欧洲

2020 年 12 月，为了加速推进清洁氢能在整个能源体系中的布局和应用，22 个欧盟国家和挪威签署了一份宣言，承诺在氢领域的全价值链启动“欧洲共同利益的重要项目”（important projects of common European interest：IPCEI）。IPCEI项目涵盖整个价值链——从可再生能源和低碳制氢，氢的储运，到氢能的应用。其中，着重推进氢能在工业领域的应用。许多参与国现在已经完成了可能从这些国家获得国家援助的项目的国家预选，这些项目将根据 IPCEI 发布的准则由欧盟委员会批准。

IPCEIs 着眼于大型项目。在新技术和新兴产业发展初期，针对成熟产业配置的市场机制或其它系统性机制，无法发挥其相应作用。IPCEI旨在解决市场失灵或系统性失灵的问题。

IPCEI要求入选项目必须对欧盟战略目标做出重大贡献，涉及多个欧盟国家，拉动民间投资，以及要在在整个欧盟产生积极的溢出效应。就创新项目而言，它们必须具有重大创新性质，超越相关部门的最新技术水平。 IPCEI项目可以涉及对研发、首次工业部署或欧洲共同利益的基础设施领域的项目的公共支持。

2021年5月，作为实施国家氢能战略的重要举措，同时作为IPCEI的一部分，德国联邦经济事务部和德国联邦交通部选择了 62 个大型氢能项目接受政府资助。

80 亿欧元的国家补贴由联邦和州基金组成。约 44 亿欧元来自联邦经济事务部；联邦交通部提供高达 14 亿欧元的资金。其余资金将由联邦各州提供。总共将触发330亿欧元的投资，其中超过200亿欧元将来自民间投资。这 62 个大型氢能项目是从收到的 230 多个项目大纲中选出的，反映了氢能市场的整个价值链。

值得一提的是，获得资助的大型氢能项目覆盖各行各业。资助的项目总共包含超过 2 吉瓦的电解能力，用于生产绿色氢。这相当于德国国家氢能战略中设定的到 2030 年 5 吉瓦的目标的 40%。此外，氢能基础设施也在统筹计划之中。比如要推进长度约1,700公里的氢气管道。在钢铁行业，萨尔茨吉特钢铁公司，蒂森克虏伯钢铁公司等所有在德国运营的钢铁生产商都提交了投资项目。化工行业也提出了许多创新项目，例如巴斯夫的路德维希港工厂。用于重型货物运输或航空的氨或合成燃料也在资助项目之列。

联邦经济事务部长彼得·阿尔特迈尔：“我们正在努力成为氢技术领域的世界第一。为了实现这一目标，我们正在欧洲联手，并通过第一个联合欧洲氢能项目对未来的氢能技术进行大规模投资。这将确保在德国和欧洲的竞争力和就业机会。我们正在为今天选定的 62 个德国项目提供超过 80 亿欧元的联邦和州资金，这些项目涵盖了整个价值链——从氢气生产和运输到工业应用。通过这种方式，我们正在朝着在我们的经济中实现气候中和迈出重要的一步。这方面的一个关键领域是钢铁工业和化学工业，通过这些氢项目每年可以节省数百万吨的二氧化碳。”

海上风电制氢

今年年初，西门子能源和西门子控股的西门子歌美飒共同宣布，双方将联手进行海上风电制氢的产品和解决方案的开发。该解决方案将电解槽作为单一同步系统完全集成到海上风力涡轮机中，以直接生产绿色氢气。西门子歌美飒在海上风电行业 拥有30 多年的经验和领导地位，再加上西门子能源在电解槽方面的专业知识，双方汇集了各自的经验和尖端技术来应对气候危机。两家公司打算在 2025/2026 年之前提供该解决方案的全面演示。该解决方案将能够脱离电网运行，开辟更多更好的风力发电站，从而降低氢气的成本。

基于西门子歌美飒涡轮机以及西门子能源电解器的的旗舰项目- H2Mare，旨在建立海上风电制氢的整个价值链。西门子能源牵头协调 H2Mare 项目。该项目得到弗劳恩霍夫研究机构的支持。H2mare 计划是一个模块化项目，由多个子项目组成，来自工业、研究所和学术界的 30 多个合作伙伴正在参与其中。西门子歌美飒计划在五年内投资 8000 万欧元，西门子能源计划投资 4000 万欧元用于开发项目。模块化的方法可确保提供可靠高效并且可扩展的海上风氢解决方案，以满足恶劣海上环境的需求，为业界树立标杆。同时，H2Mare是一个灯塔项目，得到德国联邦教育和研究部创意竞赛“德意志氢共和国”的支持，可从德国政府获得超过 1 亿欧元的资助。

大规模氢能项目的特点

2020年初我代表西门子在巴黎参加世界氢能委员会的年度大会时，全世界范围内看得见摸得着的大规模氢能项目数不到100。到今年1月份，数目增长到228个。其中126个项目在欧洲，70个在亚太。转眼半年过去，截至2021年7月份，氢能总体项目数达到了359个。虽然疫情依旧肆虐，给全球经济复苏带来不确定性，但我们可以看到，世界各个地区和国家，对氢能的热情不减。

相比成熟的能源技术和产业（比如燃气轮机天然气联合循环发电），氢能产业的发展还在生命周期的早期。生态体系中的各方：项目开发商，投资机构，原始设备商，运行维护服务提供商，还有最终客户，都对大型氢能项目的技术风险和商务风险认识不足，处在摸着石头过河的状态。毕竟，虽然大型项目宣布了很多，真正在实施阶段投入商运的大型项目凤毛麟角，屈指可数。

目前几乎所有的项目，都会遵循从小到大循序渐进的原则，从单个兆瓦级的电解水制氢项目，到10兆瓦，20兆瓦。目前市场上有100兆瓦的项目在招标。而吉瓦级的项目，也都在做前期调研，概念设计。

通过这样的步骤，生态体系各方，会对技术解决方案的技术风险，以及商务风险有更深的了解。这样会有助于对大型项目可融资性的评估。同时，一些关键问题可以找到初步答案。比如，各方的技术方案如何？可复制么？可规模化么？有没有持续的应用场景？商业模型是否持续成立？

在行业发展的前期，总有一些企业和机构，怀揣应对气候危机的情怀，同时抱着高风险高回报的企业家精神，在边行走边学习。如何助力第一个吃螃蟹的人在敢为天下先的时候把风险降低，同时提高收益的可能性？几乎所有的新技术，新产业，一开始都需要有利好的政策扶持，同时配以相应的奖励机制，帮助生态体系的各方降低风险，从而让实现大规模项目的成本降低。

从上述的各国政策，原则，和实际案例可以看出，各国政府都在积极开动脑筋，根据本国国情需要找到合适的风险分摊，收益分摊的机制。我国改革开放40多年来，一直是虚心学习，博采众家之长。在氢能产业的发展上，我相信，一定会有一个开放包容的舞台，吸引各方汇聚在中国，八仙过海，各显其能。期待我们绿氢产业蓬勃健康的迅速发展。