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2021年，在《光伏治沙+光伏制氫——沙漠太陽花的掘金術(shù)成為西部經(jīng)濟(jì)崛起新動力》一文中，筆者提出：“光伏+治沙”生態(tài)綜合治理進(jìn)入新階段，按照“光伏治沙-光伏制氫-氫化工”發(fā)展節(jié)奏——中國“沙漠太陽花”將開遍世界，通過沙漠掘金產(chǎn)業(yè)鏈，將“死地”變?yōu)?ldquo;活地”，打造零碳經(jīng)濟(jì)新范式、出現(xiàn)前所未有的沙漠新產(chǎn)業(yè)！

2022年，沙漠光伏制氫這朵“太陽花”爭先恐后盛開。根據(jù)氫應(yīng)用區(qū)別，氫云鏈認(rèn)為中外沙產(chǎn)業(yè)處于不同階段。在國內(nèi)，中國已經(jīng)進(jìn)入“光伏治沙-光伏制氫-氫化工”的第三階段，目標(biāo)是氫工業(yè)，如中石化庫車綠氫項(xiàng)目；在國外，沙特、澳大利亞、非洲、中亞也出現(xiàn)了一批沙漠光伏制氫項(xiàng)目，多數(shù)屬于光伏制氫第二階段，目標(biāo)氫貿(mào)易。如近日澳大利亞與日本的合作項(xiàng)目。

據(jù)悉，澳大利亞公司Aqua Aerem和日本大阪燃?xì)猓∣saka Gas）達(dá)成價(jià)值107.5億美元的綠色氫氣聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，雙方將共同開發(fā)位于澳大利亞北領(lǐng)地滕南特克里克的Desert Bloom Hydrogen項(xiàng)目。該項(xiàng)目初期的產(chǎn)量約為每天2500公斤，然后逐步提升至每天35000公斤，進(jìn)入第二階段之后，每年生產(chǎn)多達(dá)41萬噸綠色氫氣，成本低于2美元/公斤。

概言之，“光伏治沙-光伏制氫-氫化工”的思路是農(nóng)業(yè)治沙、工業(yè)脫貧；以太陽和CO2成為工業(yè)原料來源，工農(nóng)產(chǎn)業(yè)融為一體的沙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展模式，基本契合錢學(xué)森基于對未來社會第六次產(chǎn)業(yè)革命的思考的構(gòu)想。

上篇文章闡述了“沙產(chǎn)業(yè)”的基本特征，在本文中，筆者將重點(diǎn)論述“沙產(chǎn)業(yè)”背后的邏輯，為讀者完整地呈現(xiàn)“沙漠之花”新產(chǎn)業(yè)的全貌。

一、“光伏-制氫-氫化工”的發(fā)展階段和邏輯

本文將“光伏-制氫-氫化工（治沙+化工）”定義為“光伏制氫”與“光伏治沙”相結(jié)合的一種市場化、工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化治沙新模式。具體而言，將沙漠光伏生態(tài)電站獲取的綠電進(jìn)行電解水制氫，然后將制取的綠氫通過管道或?qū)Ｓ密囕v運(yùn)輸?shù)交な褂玫?，發(fā)展氫化工等耗氫應(yīng)用。筆者認(rèn)為，其最大特點(diǎn)是將光伏發(fā)電、沙漠治理、綠氫制取、氫化工等零碳產(chǎn)業(yè)相結(jié)合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)綠色零碳新經(jīng)濟(jì)模式，有望推動沙漠地區(qū)，如新疆乃至西北化工產(chǎn)業(yè)發(fā)生顛覆性變化。

針對如何開發(fā)和利用地球上的荒漠難題，錢學(xué)森在1985年在《在第六次產(chǎn)業(yè)革命和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)》一文中提出“沙產(chǎn)業(yè)”這一宏偉構(gòu)想：“引入高新技術(shù)及高新技術(shù)產(chǎn)品新材料、信息技術(shù)等，充分利用沙漠戈壁地區(qū)豐富的太陽光能，出現(xiàn)前所未有的新產(chǎn)業(yè)。”

經(jīng)過近30年的不懈努力，借助光伏產(chǎn)業(yè)崛起契機(jī)，中國逐漸探索出一個(gè)產(chǎn)業(yè)化治沙、發(fā)展沙產(chǎn)業(yè)新思路，形成具有中國特色的“農(nóng)光互補(bǔ)治沙”模式：將光伏發(fā)電、沙漠治理、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)旅游、經(jīng)濟(jì)發(fā)展融為一體；探索出“板上發(fā)電、板下種植、板間養(yǎng)殖、治沙改土、帶動鄉(xiāng)村振興”多個(gè)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。如庫布其沙漠光伏治沙模式、騰格里沙漠光伏治沙模式、青海共和沙地光伏治沙模式、烏蘭布和沙漠光伏治沙模式等，并探索出“西菜東送”、“西藥東送”等新市場模式，從而形成了中國沙漠生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

中國沙產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)是什么？中國“農(nóng)光互補(bǔ)治沙”是產(chǎn)業(yè)化治沙模式，將過去需要依靠政府投入的沙漠治理”花錢任務(wù)”，成功變成一個(gè)政府、企業(yè)和社會緊密合作的、可持續(xù)發(fā)展的“賺錢生意”。庫布其治沙帶頭人、億利集團(tuán)董事長王文彪說曾表示：“市場化、產(chǎn)業(yè)化治沙是庫布其治沙的關(guān)鍵。沒有市場化，就不可持續(xù)。沒有產(chǎn)業(yè)，不可能把沙漠治理持續(xù)下去，庫布其三十年的實(shí)踐足以說明這個(gè)問題。”

中國完成了“光伏治沙-光伏制氫-氫化工”的第一階段，目前進(jìn)入第二、第三階段同步探索階段，處于全球里領(lǐng)先地位。從時(shí)間節(jié)點(diǎn)看，2019年開始，一批光伏企業(yè)，如陽光電源等提出推動光伏制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2021年中石化新疆庫車綠氫項(xiàng)目代表沙漠氫化工模式探索。

中國沙產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動力是什么？能源安全、雙碳目標(biāo)共同驅(qū)動中國的光伏制氫、氫化工能夠同步發(fā)展。

能源安全考慮。俄烏戰(zhàn)爭進(jìn)一步引起了歐洲乃至全球范圍內(nèi)對于能源安全的討論，加速了可再生能源建設(shè)與化石能源替代的進(jìn)程。以德國代表的歐洲國家，正在積極討論以氫氣部分或完全替代天然氣以擺脫對俄羅斯的化石能源依賴尷尬境況。同時(shí)，俄烏戰(zhàn)爭間接驗(yàn)證了中國十多年前就開始大力發(fā)展可再生能源，提出多能互補(bǔ)、實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的前瞻性戰(zhàn)略眼光。

“雙碳”目標(biāo)推動。工信部《2021年碳達(dá)峰碳中和專向行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》對9個(gè)行業(yè)制定詳細(xì)的碳核算、盤查、監(jiān)測以及產(chǎn)品碳足跡等的標(biāo)準(zhǔn)。其中石化化工、鋼鐵和建材是計(jì)劃中三星標(biāo)注（最為緊迫）最多的行業(yè)，未來這三個(gè)領(lǐng)域的碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)域勢必將會有非常大的減碳需求。

“綠電+綠氫”被認(rèn)為是未來電力、交通運(yùn)輸、化工、建筑、冶金等領(lǐng)域深度脫碳的最佳選擇之一，國內(nèi)西北地區(qū)已經(jīng)有多個(gè)綠氫化工、綠氫冶金項(xiàng)目投建或投入運(yùn)營，探索化工、鋼鐵領(lǐng)域的節(jié)能降碳路徑。

在雙碳"1+N"政策推動下，進(jìn)入快速發(fā)展階段。習(xí)總書記曾提到，“中國將持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)加快規(guī)劃建設(shè)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目。”今年2月，發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》提出，以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)，加快推進(jìn)大型風(fēng)電、光伏發(fā)電基地建設(shè)。

二、“光伏-制氫-氫化工”兩個(gè)核心問題回答

問題一：“光伏-制氫-氫化工”與“農(nóng)光互補(bǔ)治沙”有何區(qū)別？

整體看是發(fā)展農(nóng)業(yè)和發(fā)展工業(yè)的區(qū)別。“農(nóng)光互補(bǔ)治沙”產(chǎn)業(yè)生態(tài)以光伏電站、農(nóng)業(yè)、旅游為核心，趨近錢學(xué)森提出沙漠戈壁的“知識密集型農(nóng)業(yè)”特征；本文提出的“光伏-制氫-氫化工”產(chǎn)業(yè)生態(tài)以光伏電站、氫儲能、氫電耦合、零碳化工等能源工業(yè)為主，趨近錢學(xué)森提出的“知識密集型工業(yè)”特征。

這意味著，圍繞沙漠、戈壁、荒漠周邊，一個(gè)凈零排放的綠色氫化工產(chǎn)業(yè)或?qū)M空出世！中國的沙漠經(jīng)濟(jì)學(xué)將從農(nóng)業(yè)走向零碳工業(yè)，從西部邊疆走向“一路一帶”沿線國家，推動西北能源工業(yè)清潔化建設(shè)，助力西部大開發(fā)宏偉目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)“前所未有的新產(chǎn)業(yè)”，符合氣候治理和零碳工業(yè)發(fā)展新趨勢。

問題二：推廣“光伏-制氫-氫化工”模式需要滿足哪些約束條件？

“光伏-制氫-氫化工”是在“農(nóng)光互補(bǔ)治沙”基礎(chǔ)上，依托三個(gè)條件發(fā)展：1、光伏度電成本低；2、化石資源儲量豐富；3、土地空間廣袤。滿足三個(gè)條件才能夠規(guī)模化建設(shè)光伏電站、發(fā)展制氫和耗氫工業(yè)。目前看，這三個(gè)因素缺一不可。同時(shí)，“光伏-制氫-氫化工”涉及農(nóng)業(yè)、沙漠生態(tài)治理和綠色工業(yè)，本質(zhì)上是屬于三產(chǎn)融合發(fā)展模式，也是對零碳經(jīng)濟(jì)的一種新探索。

筆者認(rèn)為，“光伏-制氫-氫化工（治沙+化工）”示范將是在雙碳目標(biāo)下未來30年中國“沙產(chǎn)業(yè)”最為重要的創(chuàng)新實(shí)踐：一方面，受益于技術(shù)發(fā)展，光伏發(fā)電、綠氫成本將大幅降低，2050年光伏發(fā)電將成為主要的發(fā)電方式之；另一方面，中國是世界上沙漠化最為嚴(yán)重的國家之一，新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等西部地區(qū)沙漠化程度是全國沙漠化的98.00%以上，地廣人稀但化石能源儲藏豐富，化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模較大，具備推廣“光伏-制氫-氫化工”示范項(xiàng)目、大力發(fā)展“沙產(chǎn)業(yè)”的三個(gè)條件。如果示范成功，將加快能源工業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移趨勢。

中國是本輪全球氣候治理進(jìn)程主要推動者。雙碳目標(biāo)疊加能源安全，中國乃至全球的“沙產(chǎn)業(yè)”將進(jìn)入光伏-治沙-應(yīng)用的第三階段：大型化工工業(yè)區(qū)將圍繞沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)拔地而起，荒地上鋪滿光伏或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，制得的氫氣就地供應(yīng)附近的油氣、煤炭資源發(fā)展石油化工、煤化工，或是吸收大型化工企業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳 、制備甲醇，再進(jìn)一步延長化工產(chǎn)業(yè)鏈！沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)“光伏制氫-氫化工”也有望成為中國能源工業(yè)新模式、中國“沙產(chǎn)業(yè)”的新名片。

原標(biāo)題：光伏-制氫-氫化工——中國沙漠經(jīng)濟(jì)學(xué)和零碳工業(yè)的創(chuàng)新實(shí)踐