伴随着氢能产业发展，港口作为全球能源贸易的重要载体，迎来新的发展机遇。
文 | 孙露
作者系天津国资研究院研究员
(资料图片)
氢能作为绿色、高效的二次能源，是全球能源转型发展的重要载体之一，发展氢能已成为加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择。
伴随着氢能产业发展，港口作为全球能源贸易的重要载体，迎来新的发展机遇。积极推动港口氢能产业发展，全力打造国际氢能示范港口，既是建设国际一流绿色港口的内在需求，也是助力实现碳达峰碳中和的重要举措。
港口氢能产业发展应立足自身区位优势和基础产业优势，以产业培育与市场应用双向突破为主线，以构建涵盖“制氢-加氢-用氢-氢交易”的氢能产业生态圈为重点，大力发展港口氢能产业。
港口氢能产业迎机遇
当前，全球氢能产业发展进入加速期，氢能应用场景日益扩大，氢能贸易方兴未艾。港口作为重要的综合交通运输枢纽，工业、货运业发达，是氢能重要的应用场景和氢能贸易枢纽。伴随氢能产业发展，港口的能源结构、能源产销将迎来新的发展机遇。
国际氢能贸易快速增长
发展氢能已经成为全球共识，氢能跨境贸易大有可为。据国际氢能委员会预计，到2030年全球将大规模利用氢能，到2040年氢能在全球终端能源消费中的占比将达到18%，到2050年氢能消耗量将占能源消耗总量的20%。新发展格局下，全球各国加快推动氢能在能源转型中的应用，围绕氢能国际贸易需求日益突出。
国际可再生能源署（IRENA）预测,跨境氢贸易将在2030年增加，到2050年超过30%的氢气可以跨境交易。其中，伍德麦肯兹认为，至2050年的低碳氢需求量将高达5.3亿吨，其中近1.5亿吨为海运市场交易。港口作为全球能源贸易枢纽，未来有望成为氢能贸易国际传输的重要接驳点。
氢能应用创新能力显著提升
伴随着氢能产业发展，氢能应用技术不断提升，为港口发展氢能奠定良好基础。在制氢环节，随着可再生能源装机量的扩大、电解水制氢技术不断成熟，绿氢制备系统成本有望下降。
根据前海证券公司发布的《中国绿色氢为黄金时段做好准备》研究报告，2022-2025年绿色氢的成本将下降38%。在储氢环节，高压气态储氢技术日益成熟，低压液态储氢技术不断突破，多功能加氢站数量的增加，有助于港口内部氢能的使用和港口氢能贸易发展。在应用环节，氢燃料电池在港口设备、物流商用车、船舶的应用比例不断提升，例如青岛港自主研发的全球首创“氢动力”自动化轨道吊等，解决了一键锚定、永续充电、自动摘锁、AGV轻量化等难题，作业效率提升30%，缩减人员50%以上。未来，氢能有望成为港口领域的主要动力能源之一。
港口绿色低碳转型加速推进
港口工业、交通业发达，能源转型需求迫切。为加快推动绿色港口建设，2019年，交通运输部发布《深入推进绿色港口建设行动方案（2018-2022）》和《关于建设世界一流港口的指导意见》，提出建设绿色港口的七大任务，明确我国绿色港口建设的目标，并指出“到2035年，我国港口和船舶污染防治水平居于世界前列，主要港口绿色发展达到国际先进水平”。
2021年，交通运输部印发《绿色交通“十四五”发展规划》，提出“深入推进绿色港口和绿色航道建设。全面提升港口污染防治、节能低碳、生态保护、资源节约循环利用及绿色运输组织水平，持续推进绿色港口建设工作，鼓励有条件的港区或港口整体建设绿色港区（港口）”。港口作为维系社会经济正常运行的重要基础产业，既是能源消耗和碳排放的重要来源,也是推动绿色发展,实现双碳目标的关键领域。加快推动港口绿色低碳转型，是当下港口高质量发展的重点任务之一。
港口氢能产业发展国内外经验
在“双碳”背景下，氢能产业发展加速，众多西方国家的大中型港口积极推进氢能技术应用，已相继开始规划转型为氢能港口。美国洛杉矶港与长滩港已布局氢燃料重卡应用与加氢站建设，并开展了燃料电池物流车与拖车试验应用；荷兰将阿姆斯特丹港、格罗宁根海港和登海尔德港进行综合性规划，计划打造成为欧洲氢能港口集输中心；西班牙已将瓦伦西亚港作为氢能试点研究基地，力争打造首个欧洲氢能港口。
我国几个重要港口也相继发布了氢能未来发展规划，宁波、嘉兴、天津、青岛等重要港口正全力加速相关研究与投入，其中码头牵引车辆与燃料电池重卡的研究与应用大大提高了氢能港口绿色化建设进度。
从国内外港口发展氢能路径来看，主要有以下做法：
一是，确立氢能发展总体规划和政策支持。为了支持氢能产业发展，山东青岛市、上海市临港新片区、天津市滨海新区、江苏省张家港市、浙江省宁波市、深圳盐田、大连太平湾等港口都相继发布氢能未来发展规划，明确提出港口氢能发展的阶段性目标，为港口氢能发展提供政策支持。
二是，打造氢能产业生态圈，推进氢能产业集群式发展。盐田港打造盐田区国际氢能产业园、龙岗国际低碳城、龙华求雨岭（正在建设中），以产业园为核心，集中建设配套服务平台和基础设施，推动产业集聚、营造发展生态。嘉兴港区依托工业副产氢资源优势，聚集产业链龙头企业，组建氢能产业链党建联盟，加速构建产业生态圈，推动氢能上下游产业链强链补链。
三是，大力支持推动氢能技术研究。当前，氢能产业在核心关键组件和制备工艺方面依旧存在瓶颈制约，例如膜电极、双极板、空压机、氢循环泵等方面还跟国际先进水平存在较大差距；氢燃料电池关键材料催化剂、质子交换膜和碳纸等，主要依靠进口。为进一步加快发展港口氢能，嘉兴港、青岛港、天津港围绕氢能存储技术、加氢设备、氢燃料电池关键材料等环节，加强前沿性技术研发。
四是，结合港口运营特点，丰富氢能多元化应用场景。嘉兴港区首座集加氢和充电于一体的综合能源服务站开业，首条氢能公交线路开通，首辆氢能重卡示范运行，上海支持洋山港、东海大桥等区域开展氢能示范应用，加大氢能在港口固定式装卸机械设备、流动式装卸运载设备和水平运输车辆等多个场景的覆盖，推进港区加氢站规划建设，建设领先的绿色、智慧氢能综合性示范港口。
港口氢能产业的发展路径
港口氢能产业发展应立足自身区位优势和基础产业优势，以产业培育与市场应用双向突破为主线，以构建涵盖“制氢-加氢-用氢-氢交易”的氢能产业生态圈为重点，大力发展港口氢能产业。
增强氢能生产能力，保障下游氢能供给
增强氢气供给能力，是发展氢能产业的基础。未来，在“双碳”目标背景下，绿色低碳的制氢方式将成为氢气的重要来源。建设可再生能源发电基础设施，可以为绿氢制备奠定坚实基础。港口具有沿海区位优势，具有丰富的海上风能、光照资源，通过提前布局新能源发电基础设施，既可以提升新能源利用率，也可以为发展绿氢提供电力保证。
积极构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，重点发展可再生能源制氢，增强氢能供给能力。
一是，大力推进风电、光伏等绿色能源的开发利用，加大可再生能源发电基础设施建设。近海区域提前布局海上风电、陆地风电等发电项目，在港区码头土地闲置率较高的地面布局集中式光伏电站，充分利用办公楼顶、闲置码头及仓储空间，发展分布式光伏项目。探索潮汐发电等模式的可行性，提前布局潮汐发电站。加大可再生能源制备绿氢项目，为零碳制氢提供丰富的电力保证。
二是，结合可再生能源发电产业规划，提前布局绿氢制备产业。加快建设电解水制氢项目，加快氢能分布式储/供能站建设，与分布式光伏、风电、潮汐发电机组联用，打造储能和发电应用示范工程，充分发挥氢能消纳可再生能源的功能。
三是，探索打造工业副产氢制造基地。聚集区域内、外化工企业，通过长管拖车、气体管道等运输渠道，对其生产的工业副产氢进行汇集，建设氢气集中交易平台，打造北方氢能资源供给基地。
建设氢能传输网络，打造氢能枢纽港口
伴随氢能产业发展成熟，氢能需求日益增多，围绕氢能开展的国际贸易将逐步增加。港口作为全球能源贸易的重要枢纽，未来有望成为氢能贸易的主要载体。
把握氢能源的跨境贸易与海运增长新机遇，打造氢能贸易新平台。一是，提前布局氢能贸易基础设施。依托港口航运优势和天然气管道的硬件基础设施，与能源企业共同建设氢能管道设施，布局氢能登陆站，探索建设氢能专用航运输入和中转码头，为氢能贸易提供便利条件，打造国际氢能贸易枢纽港口。二是，建立辐射内陆地区的氢能供给体系。与中石化、中石油等企业合作，加快铺设氢能输送管道网络建设，满足内陆地区氢能需求。三是，根据氢能供给和需求情况，探索发展高压气态储氢和液化储氢产业。建设液氢工厂和液氢加氢站，通过液氢工厂的建设和液氢储运，构建沿海液氢枢纽与生产基地。
加大加氢站投入，打通氢能供求接驳点
加氢站是氢能产业发展的重要环节，是氢能源由供给端过渡消费端的直接接驳点。随着氢能应用场景日益丰富，氢燃料电池汽车数量上涨，对补能需求急剧增加，加氢站作为氢能加注的基础设施必不可少，港口区域内车辆运行较为集中且使用频次高，对加氢站集中度的敏感性低，通过建设较少数量的加氢站便可覆盖港口内所有车辆的运行管理及使用需求。
完善氢能基础设施，打造全域氢能供给网络。一是，加大内部加氢站建设。围绕港口物流、港口船舶、港内设备等氢能应用场景，科学合理布局加氢站，在氢燃料电池重卡集聚区域加大加氢站布局，港口内加氢站可以通过管道输氢模式进行补能。后期随着氢能需求增加，可在加氢站的基础上扩建制氢站，满足氢能需求。探索使用撬装站的安装形式，减少占地面积，增强氢能供给的灵活性。二是，推动城市内部氢能供给网络建设。坚持港城和谐发展的原则，结合港城发展规划、公共交通线路、氢能运输管道的基本情况，在港城生活区域建设加氢站，配属长管拖车、气体管道等进行补能，保障城区氢能使用需求。三是，打造智能互联氢能供给网络。通过基础管网建设、第五代移动通信技术（5G）等信息化管理技术、先进智能化决策方法等，实现车与加氢站、加氢站与加氢站、加氢站与高速公路等互联的氢供应网络化管理，实现整体网络的连通互补和完善协调。
丰富氢能应用场景，实现港口绿色升级
稳步有序推进氢能示范应用，对于推进产业转型升级、助力实现“双碳”目标、保障能源安全具有重大意义。同时，丰富氢能应用场景，“以用促进”有利于氢能产业的快速发展。
丰富氢能应用场景，打造绿色低碳港口。
一是，打造“氢能+”示范港口示范区。聚焦港口作业的关键设备，用氢燃料电池设备替代港口环卫车、物流车、动力机械、燃料电池船舶等，对高能耗、高污染设备的更新替代，探索采用氢燃料电池作业设备。增加氢能在港区能源消费结构中的占比，包括燃料电池轨道交通、分布式发电、备用电源、港口机械等。
二是，打造氢燃料船舶示范港口。针对氢燃料电池船舶对补能的特殊需求，探索建设氢燃料电池船舶专用码头，配备储氢、加氢等基础设施，满足氢燃料电池补能需求。联合氢燃料电池生产、研发企业，共同开展氢燃料电池船舶应用研究，推动氢燃料电池船舶在内陆航线的使用，提升交通领域氢能应用市场规模。
三是，打造氢能‘零排放’运输试点示范线路。港口公司与氢燃料电池研究机构深度合作，共同开展氢能燃料电池应用研究，推动搭载氢燃料电池物流车、集卡车、重卡应用。打造氢燃料物流车运输示范区，构建以电气化铁路、节能环保船舶为主的中长途绿色货运系统，开辟氢燃料运输车专用作业区，“优先办理、快速审批、便捷补能”，鼓励氢燃料运输集卡、重卡应用。
四是，结合港口城市加氢站建设的布局情况，研究制定未来氢燃料电池车的示范推广计划。开展氢燃料电池车示范运行重点工程，包括开通氢燃料电池公交线路、重卡线路、旅游大巴线路、通勤车线路以及省际运输线（货运）。建设氢能商用车专用运输、泊车通道，打造氢能低碳示范港口应用基地。
坚持安全底线思维，全力打造平安港口
氢气属于易燃气体，具有易挥发、易燃、易爆及氢脆的特性，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸，火灾危险分级为甲类。港口现场作业工况复杂，若作业现场设备颠簸、震动，剐、蹭、磕、碰频繁发生，极易发生爆炸事故。保障氢气使用安全，是发展氢能产业的基础。
坚持“生命至上、安全第一”的底线思维，落实氢能安全管理措施，打造安全型氢能示范港口。
一是，充分发挥新一代信息技术在安全预警中的作用。坚持人防技防并举，加快信息技术氢能安全生产中的应用，实现氢能示范区视频监控全覆盖，采用无人机常态化飞行巡检、氢能存储3D监控等新技术，全面提升氢能安全隐患排查的科技化、智能化水平。
二是深入推行氢能安全应用网格化、目视化、精细化管理模式。建立24小时视频巡查机制，搭建安全环保与应急管理一体化平台，及时应对氢能使用过程中的突发事件。
三是，加大氢气储运在技术、标准、设备设施、人员专业性等方面的资金投入。在安全的基础上，打造沿海氢能产业带，将氢能产业链延伸到氢能港口、氢能重卡、氢能公交等领域，以提供更加智能、环保、高效、安全的能量供应结构。
四是，建立健全氢能全产业安全标准规范，落实安全生产主体责任和部门安全监管责任，建立隐患排查治理常态化机制。加强对氢能应用的实时监控和风险分析，加强应急能力建设，研究制定氢能突发事件处置预案、处置技战术和作业规程，及时有效应对各类氢能安全风险。
