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气候变化的生存选择

人类工业革命以来，世界物质文明得到空前的发展，但我们在享受这个繁华世界时也面临着气候变化的严重威胁。于是，人类便努力在经济增长与能源减碳中寻求平衡，实验显示：煤炭及木材燃烧期间的碳氢比为1:1、石油碳氢比为1∶2、天然气碳氢比为1∶4，而氢能源在燃烧时产生的物质为水、少量氮氧化氢，不会产生二氧化碳，也不会形成污染。

从1881年第一次能源变革煤炭替代木材成主导能源，1965年第二次能源变革石油替代煤炭成为主导能源，到现在正在进入到第三次能源变革，人类将从石油时代过渡到清洁能源时代。尽管从柴薪时代到天然气经历了上百年的减碳历程，但由于化石能源总量增加，气候变化的威胁越来越大。

我几乎在很短的时间就经历了能源变革的全过程，在我15岁之前依赖的能源只有柴薪，对深处湖区的我来说，“工业学大庆”对我来说只是一个毫不相干的口号；15岁到城市读书看见了蜂窝煤；上大学时中国汽车行业开始发展，才有了对石油的认知；大学毕业参加工作时，家里的电子打火灶替代了煤炉便用上了天然气。如果你没有经历从偏远乡村到城市的经历，你绝对不会体会到我十年之内穿越工业国家上百年能源发展历程的奇妙感觉。

这不是我的幻想和错觉，我们所处的这个时代正是中国乃至世界巨变的时代，中国进入城镇化、工业化时代，一座座城市拔地而起，电子打火灶替代土灶、汽车替代自行车、洗衣机替代棒槌、电视机替代收音机和露天电影院……与此同时，我们不得不面对世界巨变带来的环境变化：交通拥堵、空气雾霾、河流和土壤被污染，就连家乡冬天的雪也不再像从前那样如期而至，我们得到很多，但正在失去些什么，比如家乡清澈的湖水、飞舞的雪花。

世界气候研究表明，1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃，在20世纪全世界平均温度约攀升0.6摄氏度，2019年，全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃，2011至2020年，全球地表温度已升温1.1摄氏度……20世纪80年代以来，每个连续十年都比前一个十年更暖，过去的50年气候变暖的速度近2000年来前所未有。

近一个世纪以来，化石燃料大大推动了工业化与城镇化进程，但它们排放出大量的CO2等多种温室气体包围着地球并导致全球气候变暖，物候期提前、冰川消融、海平面上升……资料显示，北半球春天冰雪解冻期比150年前提前了9天，而秋天霜冻开始时间却晚了约10天。看来，我对家乡雪的记忆亦不是时空变化的错觉，而是一个毫无疑义的现实。 

气候变化对人类的威胁绝不是我们增减一两件衣服就可以解决的问题，地球养育生命的秘诀在于天地之间的金木水火土的精妙配置、一年四季节气变化的气象与生机，对自然环境破坏性的对抗必然招致生物繁衍的紊乱和作物生长所依赖的水土失衡。

欧美日等率先进入工业化的国家比我们更先感受到地球变暖的威胁，早在1896年，瑞典物理学家斯凡特·阿伦尼乌斯就创建了世界上第一个气候变化的模型，他提出了“人类向大气排放二氧化碳将使地球表面不断升温”的观点，他于1908年就提出“工业的迅速发展会让大气中二氧化碳的比重在未来几个世纪中会增加到令人瞩目的程度"，这些观点很快就在工业发达国家得到了验证：1952年伦敦雾霾、1955年洛杉矶雾霾、1960年北九州的“七色烟”几乎成为工业革命光荣与罪恶的历史符号。

1972年6月联合国人类环境会议在斯德哥尔摩举行，来自113个国家的政府代表和民间人士就世界当代环境问题以及保护全球环境战略等问题进行了研讨，制定了《联合国人类环境会议宣言》，旨在推动人类文明与自然的和谐发展。根据《联合国人类环境宣言》主要缔约国又于1985年3月签订了《维也纳公约》，1987年9月签订了《蒙特利尔议定书》。

国际组织比较正式地提出"气候变暖"是在1979年2月在日内瓦召开的第一次世界气候大会（FWCC）上，1988年政府间气候变化专门委员会（IPCC）成立，1992年5月，联合国政府间谈判委员会就气候变化问题达成了《联合国气候变化框架公约》，公约的最终目标是将大气中温室气体稳定在一定的浓度，从而防止人为干扰气候系统而造成危害。1997年通过的拥有192个缔约方的“京都议定书”，是对“公约”补充，该《议定书》的第一个承诺期于2008年开始，于2012年结束。根据这一条约，37个工业化国家和欧洲共同体已承诺到2012年，将温室气体排放量在1990年水平上平均减少5%。我们看到执行的结果是能源结构继续朝着减碳方向发展，主要发达经济体美国、欧洲、日本十年间对石油的需求出现下降，不过这并没有阻止全球气温升高的趋势。

2015年12月12日在第21届联合国气候变化大会上通过《巴黎协定》，2016年4月22日在美国纽约联合国大厦签署，共有175个国家签署了这份协议。这是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的气候协议，为2020年后全球应对气候变化行动作出了安排，协议将气候升高幅度控制在摄氏2度，乃至摄氏1.5度之内。

在气候变化的威胁下，没有人可以袖手旁观，减碳成为这个时代最大的共识，《博鳌亚洲论坛可持续发展的亚洲与世界2022年度报告》显示：截至2021年12月底，全球已有136个国家、115个地区、235个主要城市和2000家顶尖企业中的682家制定了碳中和目标。碳中和目标已覆盖了全球88%的温室气体排放、90%的世界经济体量和85%的世界人口。

但减碳无法完全依赖一次性可再生能源，光伏和风电天生就不稳定，对电网来说也属于“垃圾电”，需要有储能来平抑波动。储能的方式有很多种，各有各的优点和局限，氢几乎是大规模、长距离、长时间储能的唯一方式，更重要的是，随着可再生能源成本的降低，一些光伏和风能资源好的地区绿电制绿氢已经可以实现经济性，因此氢能在经历了50多年的探索成为减碳的重要方案，隆基绿能董事长李振国说：不引入氢没办法进入到深度脱碳。

伴随着碳中和目标，2020年前后，全球已有30多个国家和地区制定了全面的国家氢能战略，提出了氢能发展和利用的中长期目标。其中，日本在2017年发布了《氢能基本战略》，提出构建氢能社会的目标，在其2020年提出的《2025碳中和战略》中，又提出到2030年要投入30万亿日元，使2050年时氢能占比达到12%至15%；欧洲2019年的《欧洲氢能路线图》则提出到2030年投入800亿欧元，2050年氢能占比要达到24%；美国2020年发布的《美国氢能经济路线图》提出，至2030年共投入210亿美元发展氢能，到2050年氢能占比要达到14%；韩国2021年发布了《氢经济发展基本规划》，预计氢能将占2050年最终能源消费的33%，发电量的23%，成为超越石油的最大能源。

中国2022年3月也发布了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，提出到2025年使可再生能源制氢量达到10至20万吨/年，2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，2035年形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升等目标。

近期，联合国秘书长古特雷斯形容气候变化就像定时炸弹，他向二十国集团提出《气候团结契约》，要求所有排放大国作出额外的减排努力，而富裕国家则要动员财政和技术资源支持新兴经济体，为保持1.5摄氏度的目标共同努力。

古特雷斯还宣布了一项计划，通过全员参与的《加速议程》，为达成《气候团结契约》加紧努力。根据该计划，发达国家领导人必须承诺在尽可能接近2040年实现净零，新兴经济体领导人必须承诺在尽可能接近2050年实现净零，并停止对新的石油和天然气的所有许可和资助，以及停止现有石油和天然气储备的增加。

1850～2019年全球平均温度距平（距平是某一系列数值中的某一个数值与平均值的差）。

在人们饱受环境污染、气候变化和资源枯竭威胁的20世纪，可再生能源、氢能成为人类可持续发展的一缕阳光，这缕阳光正在成为21世纪能源产业的金光大道。因为就像古铁雷斯看到的那样，今天，人类已经具备解决气候挑战的能力。

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摆脱化石能源资源约束

人类对化石能源的发现创造了奇迹，有了煤炭才有了蒸汽机、火车、轮船，也有了电，有了石油便有了汽车，能源让矿石变成了道路、桥梁、钢结构摩天大楼。然而，这些蕴藏在地下的能源让人类繁荣了两百多年，石油被称为黑色的金子，由于资源储量有限且分布不均，石油也成为引发战争的恶魔。基辛格说，“谁控制了石油，谁就控制了所有的国家”，上世纪40年代以来，为了争夺石油控制权，地缘政治时有发生，世界局部战争不断暴发，自1973年-1990年，十三年间发生了三次石油危机，每次石油危机都会导致经济的严重衰退。

关于能源约束导致的灾难还不止这些，实际上，对中国人民刻骨铭心的中日战争也是因为能源而起，日本是一个能源极度匮乏的岛国，能源自给率不到10%（2017年）1931年侵入东三省并于1932年成立"满洲国"，主要目的是为了东北的煤炭和铁矿石。但他们当时没有料到大庆有石油，于是计划1939年北向苏联夺取石油，不料惨败，继而1941年将争取石油的目标指向东南亚，为了遏制日本的侵略行为，美国给予日本石油制裁。这意味着日本的飞机轮船都将无法启动，于是，有了1941年12月7日日本偷袭珍珠港的事件，这成为太平洋战争的导火索，美国向广岛、长崎投放原子弹，日本的能源扩张计划最终遭遇了巨大的代价。

战后70年代，日本再度提出工业兴国，制定了能源的“阳光计划”，企图以人造能源替代资源能源，将主要目标放在核能上，目标是将核能比例做到50%，但到30%时日本核能即遭遇了福岛核电站爆炸事故，于是，将核能计划转向氢能。

欧洲主要国家德国能源自给率仅36.9%、法国52.8%、英国68.2%，欧洲从俄罗斯进口的石油和天然气占据全球的27%和45%，俄乌战争导致欧洲进口俄罗斯能源中断，并导致了新一轮能源危机。

化石能源的基础属性是资源，资源的有限性和严重不平衡使得能源进口国时常都面临能源安全问题，而水是地球现有储量最大物质，水中含有11%的氢，有人类生存的地方就有水，氢能源也是地球上储量最大的元素之一。计算表明，如果将海水中的氢气全部提取出来，其产生出的总热量将是所有地球石化燃料放出热量的9000倍，而氢燃烧或与氧气反应变成水，可以反复循环利用，氢能源几乎是“取之不竭、用之不尽”的能源。因此，摆脱资源约束成为日本、韩国、欧洲、中国等能源进口国发展氢能的巨大动力。

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经济增长的新引擎

对人类社会来说，摆脱环境约束和资源约束成为氢能发展巨大的驱动力，从经济活动的层面来看，发展氢能可以拉动经济增长。过去20年，风电、光伏、电动汽车成就了一批大规模制造企业或新能源企业，但风能和光伏天然的波动性使得电网对它们的容量有限，储能和氢能被形容为此次能源革命的"末班车"。

也许你错过了光伏和风电，也错过了纯电动汽车，是否还要错过储能和氢能呢？相比储能，氢能具有更加复杂的产业链和更多用途，具有更大的经济带动性，韩国就把氢能作为经济增长的新引擎，并且要在燃料电池汽车上占据世界领先，他们的战略类似中国电动汽车的换道超车。

我们还发现，光伏、风电和锂离子电池几乎是替代性和颠覆性的，新能源企业严重削减了传统能源特别是传统燃油车的市场份额，氢能产业尽管也涉及到很多新的技术，但产业链更多的环节还是化工、热力学、机械制造、材料等基础科学，因此我们发现很多传统企业都是基于核心能力或收购兼并布局氢能产业，比如国际市场丰田汽车、现代汽车、康明斯、博世、西门子、蒂森克虏伯、霍尼韦尔、佛吉亚、东丽集团等，国内市场潍柴动力、中集集团、三一重工、东方电气、中国中车、东岳集团等都纷纷进入氢能行业。

而国内外能源企业就更加积极，BP、壳牌、道达尔、雪佛兰、埃克森美孚等石油巨头纷纷押注氢能，韩国KS高价收购美国普拉格的股份。在中国，国电投布局氢能全产业链，中石化甚至提出打造第一氢能公司的目标，宝丰能源、美锦能源成为能源转型的标杆企业，而隆基绿能、阳光电源、明阳智能、协鑫集团、天合光能等新能源企业更了解氢能对可再生能源的价值，大概只有氢能才有可能满足大规模可再生能源的储能要求。

企业既是时代的创造者，也是时代变革的推动力。我在中集集团做战略研究，作为上市公司，必须努力保持企业的持续增长，要保持活力就必须不断开拓新的产品或新的业务领域,，所以我们需要根据自身的核心能力来寻求可以承接的未来业务。因为中集集团的主营业务方向是物流装备和能源装备，过去在天然气和冷链运输装备领域积累了低温和高压管理的能力，这些恰恰是氢能供应链所需要的核心能力，于是中集将氢能业务定为集团战略，并以储能和氢能构建中集新的增长曲线。

氢能和光伏、风电一样，本质上是从化石能源的资源产业转化为制造业，其产业链比煤炭、石油和天然气要复杂得多，丰富得多，因此，氢能比传统化石能源有更大的经济带动性。

到2021年，全球氢气产量约9400万吨，据国际能源署（IEA）预测：“到2030年，全球每年对氢能的需求量可达到1.15 亿吨。然而实际上要兑现各国政府迄今为止提出的气候承诺，到2030年，全球每年需要约1.3亿吨氢能才能满足。”而IEA技术专家Jose Bermudez Menendez则表示，要在2050年实现净零排放，到2030年全球每年则需要近2 亿吨的氢能。如果氢气价格为20元/kg，那么2亿吨的氢仅氢气的交易规模就是4万亿。

对未来氢能产业的规模有很多版本的预测，大概都是依据各国或各地规划作出的预期，其实，我通常不会去做非连续产业具体数字上的预测，比如2022年3月，国家层面出台的氢能产业顶层设计《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》到2025年的目标可再生能源制氢量达到10-20万吨/年。而仅内蒙古自治区2023年的目标就是实现年产绿氢7.2万吨，规划到2025年，绿氢供给能力达到50万吨，氢能产业产值达到1000亿元。

事实证明这种预测常常都会很尴尬，如果产业链没有打通往往无法达成目标，比如日本2001年就制定过一次氢能发展计划，当时提出2010年实现燃料电池汽车5万辆，2020年实现500万辆；2010年又将2020年的目标调到了200万辆，到2018年的时候日本加氢站的目标实现了95%，但燃料电池汽车的目标只达成了7%；一旦产业链打通，实际增长就会远超预期，就像非水可再生能源目前装机量已经超过7.58亿千瓦，占全部装机量的比例达到了29.56%；电动汽车原来预测2025年渗透率达到20%，到2021年11月就实现了这一目标。

氢能的前景如此诱人，但是只有实现产业链闭环才能进入规模化生产。那么，氢能产业从工程验证到产品的规模化制造到底还需要走多久呢？