彭文彪，刘俊峰，张艳军，张飞庆，刘虹

湖南省核地质调查所，湖南 长沙

收稿日期：2022年6月6日；录用日期：2022年7月7日；发布日期：2022年7月14日

摘要

2020年湖南省能源消费总量为4.69 × 10¹⁸ J，约占全国的3.2%，化石能源占一次能源比重达85%，煤炭占比为58%；新能源消费量0.06048 × 10¹⁸ J，约占全国0.8%；能源活动CO₂排放量约为298 × 10⁶ t。湖南省能源对外依存度高，高碳化严重，结构存在缺陷。能源体系脱碳是“双碳目标”必经之路，绿氢是能源转型的最有前途的革命性的新能源。可再生能源转化为氢能，形同氢矿开采，绿氢是氢矿的根本。氢矿作为自然资源，有限性特点显著。经过评价，2020年湖南省氢矿资源量为42.3 × 10⁴ t∙a⁻¹，氢矿探明地质储量为36.8 × 10⁴ t∙a⁻¹，至2025年氢矿资源量为89.2 × 10⁴ t∙a⁻¹，氢矿探明地质储量为77.7 × 10⁴ t∙a⁻¹，氢矿资源储量约占全国的0.8%。湖南省新能源和氢能产业格局存在短板，但发展空间巨大，未来可期。把可再生的新能源视为氢矿来进行管理，可更好地促进能源变革的顶层设计以及资源、能源的最优配置，为能源、资源的可持续利用和有效保护提供依据，现实意义重大。

关键词

可再生能源，新能源，绿氢，氢矿，储量估算

New Energy Evaluation Based on Natural Resource Attributes

—A Case Study of Hunan Province

Wenbiao Peng, Junfeng Liu, Yanjun Zhang, Feiqing Zhang, Hong Liu

Hunan Institute of Nuclear Geological Survey, Changsha Hunan

Received: Jun. 6^th, 2022; accepted: Jul. 7^th, 2022; published: Jul. 14^th, 2022

ABSTRACT

In 2020, the total energy consumption in Hunan Province was 4.69 × 10¹⁸ J, accounting for about 3.2% of the national total energy consumption. Fossil energy accounted for up to 85% of primary energy; and coal accounted for 58%. The new energy consumption was 0.06048 × 10¹⁸ J, accounting for about 0.8% of the national new energy consumption. The CO₂ emissions from energy activities were approximately 298 × 10⁶ t. Hunan Province is highly dependent on external energy. The high carbonization of energy is serious; and the energy structure is defective. Decarbonization of the energy system is the only way which must be passed for achieving “carbon peaking and carbon neutrality”, while green hydrogen is the most promising revolutionary new energy in energy transformation. Converting renewable energy into hydrogen energy likes hydrogen mining; green hydrogen is the root of hydrogen ore. Hydrogen ore, as a natural resource, is significantly limited. As evaluated, in 2020, the hydrogen ore resources in Hunan Province was 42.3 × 10⁴ t∙a⁻¹; the proved geological reserves of hydrogen ore was 36.8 × 10⁴ t∙a⁻¹. To 2025, the hydrogen ore resources will reach 89.2 × 10⁴ t∙a⁻¹; and the proved geological reserves of hydrogen ore will be 77.7 × 10⁴ t∙a⁻¹. The hydrogen ore reserves accounts for about 0.8% of the national hydrogen ore reserves. The new energy and hydrogen energy industry pattern in Hunan Province has shortcomings. However, it has a huge space for development and is promising. Managing renewable new energy as a hydrogen mine can better promote the top-level design of energy reform and the optimal allocation of resources and energy and provide a basis for sustainable utilization and effective protection of energy and resources, and is of great practical significance.

Keywords:Renewable Energy, New Energy, Green Hydrogen, Hydrogen Reservoir, Reserve Estimation

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1. 引言

依赖于新技术和新材料，对太阳能、风能、生物质能、潮汐能、地热能、氢能和核能等类型的可再生能源加以开发利用，形成的能源也是新能源。新能源的显著特点是不含碳或含碳量很少，对环境影响小，分布广，可循环利用，是清洁能源和未来能源的方向，也是新一轮科技革命和产业变革竞争制高点。其中的氢能是一种极高能量密度与质量比值的能源，是最洁净的二次能源和最理想的可再生能源载体。随着绿氢制造、运输、储能等技术的革新，可再生能源(含绿氢)将掀起能源变革的新高潮，可为后疫情时代的经济和绿色复苏注入新动能。

全球有134个国家已设定了在本世纪中叶前后实现碳中和 [1] [2]。2020年9月22日以后，我国多次作出“双碳”目标的宣示，开启了碳中和之门。2021年10月24日，中共中央、国务院发布了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(中发〔2021〕36号) (以下简称《意见》)和《2030年前碳达峰行动方案》(国发〔2021〕23号) (以下简称《方案》)，我国实质上踏上了到2050年全球变暖限制在1.5℃的征程。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局陆续发布了“双碳”目标“1 + N”政策体系中的《“十四五”新型储能发展实施方案》(发改能源〔2022〕209号)、《“十四五”现代能源体系规划》(发改能源〔2022〕210号) [3] 和《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》 [4]，为“十四五”及后期推动能源变革，构建清洁低碳安全高效能源体系、实现双碳目标规划了方向和路径。

非化石能源和新能源的大力开发利用是“双碳”目标必经之路。可再生能源在现有经济技术条件下可以转化为氢能，这一过程形同开采氢矿，作为矿产品的氢能像其它矿产品一样可以储存和再利用，这中间，氢矿很好地粘合了能源和资源。而自然资源的有限性特点显著，其规模和容量有一定限度。如何评价氢矿资源储量，值得探讨。

2. 湖南省新能源发展

2.1. 能源消费及结构

能源是经济社会发展的重要物质基础，也是目前碳排放的最主要来源。

根据BP世界能源回顾2021 [5] 资料，2020年中国能源消费总量145.46 × 10¹⁸ J，占全球能源消费总量的26.1%，同比增长2.1%，比北美、欧洲地区消费总量均高。

湖南省深居内陆，能源禀赋先天性不足，缺煤无油少气不适宜核电，又处于能源输送末端，能源对外依存度超过80%。

《湖南省能源发展报告2020》 [6] 显示：2020年消费的化石能源中煤碳0.117 × 10⁹ t；成品油13.30 × 10⁶ t；天然气3.84 × 10⁹ m³，三项合计折合标准煤为0.107 × 10⁹ tce；全社会用电总量192.9 × 10¹² W∙h；其中一次能源生产总量为2.303 × 10⁶ tce。

全省能源消费总量为0.16 × 10⁹ tce，合4.69 × 10¹⁸ J，约占全国3.2% (图1)。

以上数据表明，化石能源占一次能源比重达85%，煤炭占比为58%，湖南省对高碳化能源依赖严重。

图1. 2020年全球、中国、湖南省能源消费对比图

2.2. 新能源发展

2020年湖南省新能源装机量为11.44 × 10⁹ W (表1)，风能和太阳能(PV)装机量同比增长分别为56.7%和13.6%，是2015年4.43倍和23.0倍；生物质能(2015年以后才开始发展)装机同比增长6.5%，新能源发展势头较好。

包括风能、太阳能和生物质能在内的新能源发电总量为16.8 × 10¹² W∙h，占全省发电量的10.7%。

湖南省地热能有浅层地热、中深层水热型地热和深层(干热岩)地热3种类型。浅层地热主要用于供暖(制冷)，主要有地下水地源热泵、地埋管式地源热泵、地表水水源热泵和污水水源热泵系统等4类；中深层(水热)地热主要用于洗浴和供暖，有温水、温热水和热水等3类；深层(干热岩)地热能目前尚难以利用。浅层地热能年可利用热量相当于0.431 × 10¹⁵ J；水热型地热年可利用热量相当于0.001 × 10¹⁵ J；干热岩年利热量相当于0.695 × 10¹⁵ J，以上合计年可利用热量为1.127 × 10¹⁵ J，合0.384 × 10⁹ tce [7]。

新能源中风能占58.9%；生物质能占23.2%；太阳能占17.9%；地热能占1.8% (图2)。

包括风能、太阳能、生物质能和地热在内的全省新能源消费量0.06048 × 10¹⁸ J (图3)，约占全国0.8%，与湖南省经济社会发展水平(GDP排第9，人口排第7)不相适应，差距明显。

表1. 湖南省2020年新能源装机量与发电量增长表

图2. 2020年湖南省新能源消费类型对比图

图3. 2020年全球、中国、湖南省新能源消费对比图

2.3. 碳排放

能源领域碳排放是全社会碳排放的重要组成部分。2020年中国能源活动CO₂排放量为9.8993 × 10⁶ t，是全球碳排放最多的国家，占全球CO₂排放量的30.7%，在全球大部分地区下降趋势下，同比仍然增长0.6%，比北美和欧洲地区CO₂排放量之和还要高(图4)。

图4. 2020年全球、中国、湖南省碳排放量对比图

报告显示，2020年湖南省能源活动CO₂排放量约为298 × 10⁶ t。其中，煤炭CO₂排放量占比最高，达78%；石油CO₂排放量占比居中，为19%；天然气CO₂排放量占比最低，仅为3%。湖南省能源活动CO₂排放量占全国的3.0%。

2.4. “十四五”新能源展望

“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期。根据《“十四五”现代能源体系规划》，全国到2025年，非化石能源消费比重有望提高到20%左右。

同期，湖南省电力装机80.0 × 10⁹ W，新能源装机占比33%，其中风电12.0 × 10⁹ W；光伏13.0 × 10⁹ W；生物质能1.5 × 10⁹ W。风电、光伏将成为湖南省主流能源，成为“十四五”期间能源消费增量主体。按照新能源装机量增长率估算，至2025年，风电发电量17.8 × 10¹² W∙h；光伏发电量10.0 × 10¹² W∙h；生物质发电量7.0 × 10¹² W∙h。加上地热能(浅层地热能若增长5倍)，全省新能源消费总量估算为0.12761 × 10¹⁸ J。主要措施包括积极有序发展新能源，推动抽水蓄能发电，促进风电、光电与储能融合，开展浅层地热能集中供能试点，推动能源与科技融合发展等。

3. “双碳”目标必经之路

根据世界资源研究所(WRI)发布的报告 [8]，全球共有79个国家的碳排放2010年及以前就实现了达峰(德国、俄罗斯、法国、英国、巴西、澳大利亚、加拿大、意大利、美国等)，根据各国的达峰承诺，还有4个国家(日本、韩国、马尔他和新西兰)碳排放在2020年前达到峰值，另外4个国家(中国、新加坡、马绍尔群岛和墨西哥)预计在2030年前达到峰值。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于到2050年将全球变暖限制在1.5℃的时间表表明：到2030年CO₂排放由2010年的水平(33615.4 t)下降45% (15127.0 t)，到2050年达到净零排放。

根据国际可再生能源机构(IRENA)报告 [9]，可再生能源和能效技术主导全球新增发电能力市场，达成共识的是以可再生能源和能效技术为基础的能源转型是到2050年全球变暖限制在1.5℃的唯一途径。

IRENA的分析表明，脱碳贯穿于整个能源转型的解决方案，主要途径包括(括号内为碳减排贡献率)：终端电气化(20%)、能源效率(25%)、绿氢(10%)、生物能与其他碳捕获与储存(BECCS)相结合(14%)、碳捕获(CCS)与碳储存(CCU) (6%)以及可再生能源(25%)。2050年的情景表明，电力将成为主要的能源载体，占终端能源消费总量的50%以上，全球电力消费将达到49,275 × 10¹² W∙h∙a⁻¹，可再生能源占总电力供应的90%，绿氢及其衍生物将占最终能源使用量的12%。

中国“双碳”目标必经之路也不外乎脱碳，湖南省也如此。只不过中国推动能源转型的路径更加精确化、体系化。“双碳”目标“1 + N”政策体系进一步完善，行动方向更加清晰。“1 + N”政策体系主要量化指标为非化石能源消费比重，此外还有非化石能源发电比重、绿氢年产量和CO₂排放量等，明确了要建立清洁低碳安全高效的现代能源体系，指明了电力和氢能是现代能源的重要载体，大力发展新型储能，推动能源生产消费方式绿色低碳变革。

落基山研究所&能源转型委员会的研究报告 [10]，设定了一个与2050年完成中国电力部门脱碳相一致的2030情景：非化石燃料发电占比达到53% (表2)，高于“1 + N”政策体系的设定，更加乐观。

与“1 + N”政策体系指标基本相当的预测包括：国务院发展研究中心资源与环境政策研究所的报告 [11] 对能源革命十年展望(2021~2030) (到2025年非化石能源和天然气等清洁能源消费比重 ≥ 30%，2030年非化石能源和天然气等清洁能源消费比重 ≥ 40%)和中国社会科学院工业经济研究所与社会科学文献出版社2022年4月10日共同发布的《能源蓝皮书：中国能源发展前沿报告(2021)》(到2025年非化石能源发电量比重约为38%，非化石能源发电装机占比将达到52%)。

表2. 中国“双碳”目标及实现路径比较分析表

归根到底，非化石能源消费比重和新能源发电比不断提升是“双碳”目标必经之路，按照“1 + N”政策体系的设定指标走下去，可以实现可再生能源发电成为主体电源、新型电力系统建设取得实质性成效和碳排放总量达峰后稳中有降。

4. 新能源评价

4.1. 氢能与氢矿

氢气可以通过氢燃料电池或燃气轮机可转化为电能和热能，是高能量密度的能源载体；同时氢气也是重要的化工原料和还原气体，被广泛应用于各个领域。

氢在物理与化学变化过程中释放的能量，称为氢能，作为能源(载体)，氢能主要利用其化学能。氢能在21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的二次能源，和电力一样，都是现代能源的重要来源和载体，氢能可通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油、天然气可以直接开采。

根据氢能生产来源和生产过程中的碳排放情况，可将氢分为灰氢(通过化石燃料燃烧产生的氢气)、蓝氢(制氢过程中增加CCUS碳捕捉、利用与储存技术产生的氢气)、绿氢(利用新能源制备出的氢气，制氢过程完全没有碳排放)，其中的绿氢是最有前途的革命性的新能源。

根据国际能源署(IEA)的资料，2020年全球氢产量约为7000 × 10⁴ t∙a⁻¹ [12] (其中：灰氢占23%；蓝氢75%；绿氢2%)。2020年中国氢产量为3342 × 10⁴ t∙a⁻¹ [13] (其中：灰氢占63.54%；蓝氢34.94%；绿氢1.52%)。IEA预计，按照可持续发展路线，2040年全球“绿氢和蓝氢”的需求将达7500 × 10⁴ t∙a⁻¹。

中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟预测和相关研究资料 [13] [14]，在2030年(碳达峰情景下)，我国氢气的需求量将达到3715 × 10⁴ t∙a⁻¹，在终端能源消费需求量中占比约为5%，到2050年氢气需求量将达到9690 × 10⁴ t∙a⁻¹ (绿氢占比15%)；在2060年(碳中和情景下)，我国氢气的需求量将增至13,000 × 10⁴ t∙a⁻¹左右(绿氢占比76%)，在终端能源消费需求量中占比约为20%。

按照定义，矿物是指自然元素的单质和他们的化合物。氢的分布广泛，是地球的重要组成元素，按原子百分数计算，则占17%，但自然界几乎没有单质纯氢存在，其地壳质量丰度为0.14%，常见的含氢化合物主要有：水、石油、天然气、硫化氢、氨等。习惯上把江、河、湖、海的水体称为氢矿。从化合物中分离氢(氧化还原、化学重整、电解、光解、制氢 + CCUS和生物等)无一例外都需要能源消耗。因此可用能源量来衡量氢矿生产能力，反之也可用氢矿储量来评价能源潜力。实际上，真正的氢矿为生产氢气的能源，绿氢才是氢矿的根本。

4.2. 评价体系

自然资源(包括矿产资源与能源)评价体系通常包括地质、经济、环境影响和社会影响评价。

地质评价：主要内容为矿产资源的数量和质量、开发利用的技术条件等的评价，是资源评价的基础和开发利用的重要决策依据。

经济评价：在地质评价基础上，主要内容为工业意义和经济效益评价，论证开发利用的经济可行性。

环境影响评价：主要分析资源开发利用各种有益和有害的因素，评价资源开发利用对生态环境的综合影响。

社会影响评价：主要分析资源开发利用对社会经济发展、资源供给、就业和环境问题带来的影响，评价资源开发利用对社会环境的综合影响。

就整个评价体系而言，落脚点在于地质评价，是本文探讨的重点。

4.3. 评价方法

4.3.1. 油气资源储量的基本概念

国际行业(SPE、WPC、AAPG及SPEE)规范SPE-PRMS和美国证券交易委员会SEC准则基本相似 [15] [16]，都将常规油气资源(油页岩、沥青、天然气水合物等非常规油气资源也可适用)储量分为三级，即：证实的储量(P1)、概算的储量(P2)和可能的储量(P3)。

《油气矿产资源储量分类》(GB/T19492-2020)，油气矿产资源分为地质储量和资源量两类，其中地质储量分为探明地质储量(探明技术可采储量、探明经济可采储量和剩余探明经济可采储量)、控制地质储量(控制技术可采储量、控制经济可采储量和剩余控制经济可采储量)和预测地质储量。

证实的储量和探明地质储量大体上一致，属于储量；其余的均为资源量。不管何种资源储量，均建立在地质可靠程度和开采技术经济条件的基础上，地质可靠程度越高、开采技术经济可行性越高，资源储量级别越高。

4.3.2. 氢矿开采技术经济条件

氢矿相当于气藏，与油气资源一样，既是自然资源，也是能源或现代能源的重要载体。氢矿是联系一次能源(化石能源、可再生能源)和能源终端用户的纽带。换句话说，氢矿更像一种粘合剂，本质上，它已经连结了能源和资源。

电解水制氢主要有四种技术路线 [13] [17]：碱性水电解槽(ALK)、质子交换膜水电解槽(PEM)、固体氧化物水电解槽(SOEC)和阴离子交换膜(AEM)。目前已有市场应用的主要为前二者，其中碱性水电解槽(ALK)国内较为成熟，技术成本低于国外水平。

根据索比光伏网的资料 [18]，化石燃料制氢的成本较低(煤炭、天然气和石油制氢工业成本10~15元/kg)与资料 [19] 基本一致(煤制氢和天然气制氢工业成本分别为6.1~9.2元/kg和8.9~19.4元/kg)，而电解水制氢成本按低谷电(电价0.3元/kW∙h)、大工业用电(电价0.6元/kW∙h)和可再生能源弃电(电价0.1元/kW∙h)分别为20~22元/kg、35~38元/kg和10元/kg。相比之下，低谷电制氢成本价仍高于化石燃料制氢，只有弃电制氢成本价低于或接近化石燃料制氢。可见，绿氢成本下降驱动力主要在于规模化生产以及可再生能源电力成本降低。

理论上，电解水制氢(298.15 K, 101.325 kPa)，电压1.23 V，产生1 m³氢气需要最小电能消耗2.95 kW∙h [20]，即生产1 kg氢气耗电量35.83 kW∙h。实际上，由于制氢效率的影响，氢气转换率约2.6~5.5 kW∙h∙Nm⁻³ [20] [21] [22] [23] 或28.9~61.2 kW∙h∙kg⁻¹，也有资料 [24] 认为氢气转换率为56 kW∙h∙kg⁻¹。综合分析，电解效率中间值取75.5%；氢气转换率取4.1 kW∙h∙Nm⁻³) (表3)。

表3. 典型电解槽性能指标对比表

随着制氢和储氢技术发展的日新月异，可再生能源制氢，技术和经济变得越来越可行。汇丰银行前海证券发布了《China Green Hydrogen Ready for Prime Time》报告，从外资研究机构的眼光分析了中国绿氢的发展 [24]，报告认为，电解槽成本即将显著下降和下一代太阳能电池技术(如异质结(HJT))的投用，到2024年也可能进一步降低光伏发电成本，绿氢成本的下降将使电解槽市场拐点临近。通过对绿氢规模的预测，该报告得出了2027年电解槽总装机量将达到120 × 10⁹ W的结论。到2025年，绿氢的平均热量成本(LCOH)将下降38%，下降幅度的54%来自光伏电力LCOH的下降，38%来自电解槽系统成本的下降。2022~2027年间平均装机量达到20 × 10⁹ W，年均市场规模达到255 × 10⁴ t的绿色氢气，占氢气总需求7%。

氢云链数据库 [25] 显示了国内氢能和绿氢的热度。2022年一季度新开工和开标的氢气项目超过了40项，总产能超过了70 × 10⁴ t∙a⁻¹。在用于氢能应用的新增氢气产能中，山西(5 × 10⁴ t)、广东和山东位居前三；西部地区的绿氢产能占比达到了80.68%，产能主要集中在新疆(2 × 10⁴ t)、内蒙古和宁夏，沿海地区的绿氢项目开展相对缓慢，更依赖灰氢和蓝氢。

4.3.3. 评价指标

作为新能源的可再生能源资源总量无限，但实际的开发利用量除了受技术制约外，还受到市场引导。其成本、价格、资源使用费等市场参数对资源的利用也有指标作用。

参照《油气矿产资源储量分类》(GB/T19492-2020)，评价指标：资源量和探明地质储量。

资源量：相当于氢当量热值。

探明地质储量：即现有技术和经济条件下可开采的氢矿量，相当于氢等价热值。

4.3.4. 评价参数

评价需引用下列参数。

氢气密ρ：常数，为0.08988 kg∙Nm⁻³ (273.15 K, 101.325 kPa)。

氢能量密度ρe：常数，为143 MJ∙kg⁻¹。

氢气转换率ER：采用中间值，为4.1 kW∙h∙Nm⁻³。

电解效率η：采用中间值，为75.5%。

4.3.5. 算式

资源量计算公式：

$W_{H2}=E\times {10}^{-9}/\rho e$ (1)

式(1)中：

W_H2氢矿资源量(×10⁴ t∙a⁻¹)；

E新能源年消费量(×10¹⁸ J∙a⁻¹)；

ρe氢能量密度(MJ∙kg⁻¹)。

探明地质储量计算公式：

$WP{R}_{H2}=E\times \rho \times {10}^{-9}/3.6\times ER$ (2)

式(2)中：

WPR_H2探明氢矿地质储量(×10⁴ t∙a⁻¹)；

E新能源年消费量(×10¹⁸ J∙a⁻¹)；

ER氢气转化率(kW∙h∙Nm⁻³)；

ρ氢气密度(kg∙Nm⁻³)。

或

$WP{R}_{H2}=E\times \eta \times {10}^{-10}/\rho e$ (3)

式(3)中：WPR_H2探明氢矿地质储量(×10⁴ t∙a⁻¹)；

E新能源年消费量(×10¹⁸ J∙a⁻¹)；

η电解效率(%)。

4.4. 评价结果与分析讨论

4.4.1. 评价结果

根据式(1)、(2)和(3)，计算的结果见表4。

表4. 湖南省氢矿资源储量计算表

探明地质储量可采用式(2)和式(3)分别计算，采用式(3)的值比式(2)小。由于电解效率区间值大，中间值可能偏大，计算值(WPR_H2)偏小，推荐用式(2)的值(WPR_H2)。

2020年全国氢矿资源量为5450 × 10⁴ t∙a⁻¹，氢矿探明地质储量为4770 × 10⁴ t∙a⁻¹。计算的W_H2和WPR_H2值与全国氢产量(3342 × 10⁴ t∙a⁻¹)为同一数量级。水电未纳入可再生能源，计算结果反映了可再生能源制氢潜力和能力。

2021年黄宣旭 [23] 在考虑包括水电在内的可再生能源基础上估算的氢矿资源量为36,350 × 10⁴ t∙a⁻¹，高出计算的W_H2和WPR_H2值近1个数量级，主要反映了可再生能源制氢潜力。

2020年湖南省氢矿资源量为42.3 × 10⁴ t∙a⁻¹，氢矿探明地质储量为36.8 × 10⁴ t∙a⁻¹，至2025年氢矿资源量为89.2 × 10⁴ t∙a⁻¹，氢矿探明地质储量为77.7 × 10⁴ t∙a⁻¹。计算结果表明，湖南省可再生能源制氢能力(潜力)仅为全国的0.8%。湖南省“十三五”期间新能源增长迅速，发展势头较好，但总量较小。

4.4.2. 分析讨论

用氢当量热值和氢等价热值来评价氢矿的资源储量，可以反映可再生的新能源制氢能力或潜力，从一个侧面体现了新能源发展的强度。一直以来，能源统计采用的标准煤来核算。现代能源体系里化石能源的戏分正在不断减少，去碳、低碳化形成了潮流。如果有一天，采用氢能来核算所有能源，那将标志着一个全新的氢时代的到来。

根据氢云链的数据 [26]，2021年建成投产的宝丰能源宁夏国家级太阳能电解水制氢综合示范项目(产能1.4 × 10⁴ t∙a⁻¹)单台产能(1000 Nm³∙h⁻¹)和最大能力(2 × 10⁴ Nm³∙h⁻¹)是当时全球最大的绿氢工厂，在建的新疆库车绿氢示范项目(产能2.0 × 10⁴ t∙a⁻¹)单台产能(1000 Nm³∙h⁻¹)和最大能力(5.2 × 10⁴ Nm³∙h⁻¹)有可能成为绿氢新贵，将于2023年6月建成投产。

目前，湖南省制氢主要是蓝氢(岳阳和株洲)，氢能产品制造主要是燃料电池汽车，氢能产业处于起步阶段。2020年起，岳阳、株洲等13个地(州)市先后发布了氢能城市、氢能规划，2021年12月27日全省首座加氢站(500 kg∙d⁻¹)云港路加氢站在岳阳投营，标志着全省进入氢时代。在建的岳阳枫桥湖加氢站和五凌电力汉兴株洲油氢电综合智慧能源站可能在本年度投营。2022年4月14日，湖南省发改委印发了《关于全省“十四五”风电、光伏发电项目开发建设有关事项的通知》强调了力争做到在“十四五”期间具备开发建设条件的风电、光伏发电项目应开尽开。在各方面利好的趋使下，预计在省内可以形成氢燃料电池汽车“3 (长株潭) + 5 (衡岳常益娄)”示范城市群，新能源、氢能产业可以驶上快速车道。

氢云链 [27] 还报告了国内自2020年以来，氢能产业政策关注方向逐渐从车端向氢端转移，制氢(绿电 + 绿氢)成为了主旋律。内蒙古、山西、甘肃、吉林等地区为光伏制氢示范项目地区建设速度明显加速，以内蒙古为代表，2021年8月份就优选了7个风光制氢示范项目(鄂尔多斯市5个，包头市2个)，规划有光伏发电建设总规模1.85 × 10¹² W，电解水制氢6.69 × 10⁴ t∙a⁻¹。

2020年和2025年湖南氢矿探明地质储量规模，分别相当于约18个和39个新疆库车绿氢项目。横向对比，湖南省新能源和氢能产业格局均存在明显短板(尚处于蓝氢时代和发展初始阶段、新能源产业规模小、氢能产业尚处车端)，但发展空间巨大，新能源或氢能产业大有可为。

5. 结论

新能源是能源转型的核心，氢能是现代能源的重要载体，氢能产业发展迅速，氢能开发与利用正在引发深刻的能源革命。

可再生能源转化为氢能，形同氢矿开采，氢矿是联系一次能源和能源终端用户的纽带。氢矿作为自然资源，有限性特点显著，可以用氢当量热值和等价热值来评价氢矿的资源储量。

把可再生能源视为氢矿来进行管理，可以促进能源变革的顶层设计以及资源、能源的最优配置，为能源、资源的可持续利用和有效保护提供依据，现实意义重大。

湖南省“十三五”期间新能源增长迅速，但氢矿资源储量总体较小，新能源和氢能产业格局存在短板，但发展空间巨大，新能源和氢能产业大有可为，未来可期。只要坚持国家“1 + N”政策体系的设定目标，搭建好新能源和氢能舞台，因地制宜推动绿色低碳可持续发展，为碳达峰碳中和贡献力量，就可以实现绿色湖南、美丽湖南的愿景。

基金项目

本论文受湖南省地质院科技项目支持(编号HNGSTP202108、HNGSTP202207)。

文章引用

彭文彪,刘俊峰,张艳军,张飞庆,刘 虹. 基于自然资源属性的新能源评价
New Energy Evaluation Based on Natural Resource Attributes[J]. 可持续发展, 2022, 12(04): 1019-1030. https://doi.org/10.12677/SD.2022.124117

参考文献