从燃料氢全生命周期温室气体排放视角看中国燃料电池汽车示范城市群建设

近日，中国电动汽车百人会、国际清洁交通委员会联合编制的《从燃料氢全生命周期温室气体排放视角看中国燃料电池汽车示范城市群建设》研究报告正式发布，报告基于对京津冀、上海、广东、河北、河南五大燃料电池汽车示范城市群的示范目标与实施方案等公开资料，对各地制氢产业发展现状和重点企业的深入调研，研究各示范城市群的氢源情况以及评估各类制氢方式的温室气体排放，探索示范城市群的氢源低碳化途径。并基于国内外先进经验和评估结果，为国家层面和地方政府层面就推动清洁、低碳氢能产业发展提供若干建议，旨在为我国整个制氢产业的低碳化发展提供参考和依据。以下为报告核心内容。

一、示范城市群的氢源结构逐渐从灰氢为主，转向蓝氢为主、绿氢为辅

从制氢方式的变化趋势来看，示范前，示范城市群的氢源主要来自化石能源制氢为主的灰氢；在示范计划中，氢源结构逐渐转向工业副产氢为主，而可再生电力水电解制氢的绿氢比例大大增加。促进氢源结构的清洁低碳化，才能从根源上降低燃料氢的碳排放强度，进而推动整体气候变化向好发展。

五个城市群制氢方式的现状和发展规划

注：由于缺乏参与城市的相关信息，示范期前的信息仅限牵头城市相关信息，示范期后的信息来源于每个示范城市群的整体发展规划。SMR=蒸汽甲烷重整。

二、未来应当控制煤炭作为原料的制氢路线

示范城市群项目设定了碳排放强度准入要求（15 kgCO2/kgH2，即125 gCO2/MJ）和奖励要求（5 kgCO2/kgH2，即42gCO2/MJ）两个阈值。从示范城市群公布的制氢方式中，本报告选取了11种制氢方式的碳强度进行了评估。只有四种制氢方式符合获得额外奖励的要求：（1）天然气制氢结合碳捕集与封存（CCS）技术，（2）填埋气制氢，（3）100%可再生电力水电解制氢以及（4）平均电网水电解制氢。不附加CCS的煤气化制氢是唯一不符合准入条件的制氢方式。

有观点认为，即便氢气来自煤炭，但由于氢燃料在使用过程是零尾气排放，也可以为环境带来正向影响。纵然这一观点看到了煤制氢在使用环节的零尾气排放为当地空气质量和健康带来的收益，却忽视了从全生命周期角度来看，煤制氢对整体气候造成的负面影响。通过全生命周期排放评估，采用煤炭制取燃料氢并不是一种清洁能源，甚至会造成比直接使用化石能源更严重的气候影响。

*中国11种制氢方式的制氢环节CO2和全生命周期温室气体排放，采用GWP-100值。平均电网水电解制氢是基于全国电网平均排放水平，工业副产氢排放评估采用的是系统扩展法

中国11种制氢方式是否符合示范城市群项目下的碳强度要求

*平均电网水电解制氢是基于全国电网平均水平。工业副产氢排放评估采用的是系统扩展法。

三、明确水电解制氢的电力的来源及其额外性

100%可再生电力水电解制氢（绿氢）以及平均电网水电解制氢在制氢环节的碳排放均为零，均满足示范城市群的奖励要求。但是从全生命周期温室气体排放角度来看，目前电网水电解制氢（全国平均电网排放因子为测算基础）的温室气体排放估值是准入要求的两倍多，位居11种制氢方式之首。

对于水电解制氢，未来，一方面需要制定强有力的认证和审核方案，以确保可再生电力的额外性，避免从其它用电部门挪用到可再生电力制氢；另一方面应当控制使用电网水电解制氢。关于这一点，建议中国相关部门严格监督，明确水电解制氢的电力来源以及额外性，如果使用电网电力制氢则需要提供绿电证书。从能源的整体效率和消纳而言，只有保证制氢的绿电具有额外性，可再生能源水电解制氢才具备促进可再生能源消纳的意义。

四、探索符合中国实情的工业副产氢的碳排放评估方法

工业副产氢进行评估有系统拓展法、分配法等多种全生命周期评估方法。系统扩展法通常会比分配法造成更高的温室气体排放估值。然而，即使在系统扩展法中，对燃料氢现有用途的假设也会对温室气体排放结果产生巨大影响。

在本报告中采用了系统扩展法作为主要评估方法，因为该方法能够更加准确地反映出将工业副产氢用在交通部门所带来的环境负担。但目前使用GREET模型中的假设条件是基于美国的工艺流程和市场情况，与中国国情存在不同。应当探索符合中国实情的工业副产氢碳排放评估方法，降低工业副产氢碳排放因评估方法不同带来的不确定性。

*不同全生命周期评估方法下工业副产氢的全生命周期温室气体排放量估值，采用GWP-100值。

五、提出目前针对性较强的氢能发展政策建议

一是为燃料氢制定严格的碳强度要求并确保合规性；具体可以通过以下方式实现：（1）扩大排放评估边界，涵盖燃料氢全生命周期“油井到车轮”的温室气体排放；（2）加强碳强度要求, 可以参考欧盟制定的交通运输部门使用的燃料氢需满足全生命周期温室气体减排70%的要求，制定符合中国实情的减排目标 。

二是要求水电解制氢提供绿电证书且不鼓励使用煤炭作为制氢原料。对于使用电网进行水电解制氢的生产企业，应要求其提供购买与电网使用量相匹配的绿电证书。煤制氢具有重大的气候风险，不鼓励使用煤炭作为制氢原料则符合向清洁燃料过渡转型的国家目标。

三是为燃料氢建立强有力的碳核算、认证和审核体系。构建一套具有详细排放核算指南的体系是确保合规和避免虚假申报造成潜在气候风险的关键。

四是为低碳氢提供更大力度的财政支持。在示范城市项目下，用于燃料电池汽车环节的资金奖励是用于制氢环节的7.5倍。建议提供更多的财政激励用来扩大发展从全生命周期角度真正低碳的制氢方式，例如可再生电力水电解制氢（绿氢）。

五是放宽对绿氢生产区域的限制。中国现行法规规定必须在化工园区生产氢气，这样的法规阻碍了低碳氢的规模化发展，因为在实际生产中，各地的化工园区和可再生能源资源在空间上的分布并不一定重叠，导致可再生能源制氢受限。

六是探索更多氢能产业的非财政补贴扶持政策。目前中国在氢能主要以补贴、税收优惠等财政补贴为主。未来，需要在路权、通行便利等方面提高消费者的使用体验，以及通过配置营运指标、公共部门采购以及更新置换等强制性手段扩大需求，适当放宽在氢能产业用地、流程审批等方面的限制，丰富氢能的非财政补贴激励政策，促使相对单一的补贴为主的政策体系转向多元化。