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2021年，在《光伏治沙+光伏制氫——沙漠太陽(yáng)花的掘金術(shù)成為西部經(jīng)濟(jì)崛起新動(dòng)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(guó)“沙漠太陽(yáng)花”將開(kāi)遍世界，通過(guò)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(yáng)花”爭(zhēng)先恐后盛開(kāi)。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(guó)內(nèi)，中國(guó)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(kù)車綠氫項(xiàng)目；在國(guó)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(kāi)發(fā)協(xié)議，雙方將共同開(kāi)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(wàn)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(yáng)和CO2成為工業(yè)原料來(lái)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(duì)未來(lái)社會(huì)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(chǎng)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(guò)管道或?qū)Ｓ密囕v運(yùn)輸?shù)交な褂玫兀l(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(dòng)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(duì)如何開(kāi)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(yáng)光能，出現(xiàn)前所未有的新產(chǎn)業(yè)。”

經(jīng)過(guò)近30年的不懈努力，借助光伏產(chǎn)業(yè)崛起契機(jī)，中國(guó)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(guó)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(dòng)鄉(xiāng)村振興”多個(gè)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。如庫(kù)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(chǎng)模式，從而形成了中國(guó)沙漠生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)。

中國(guó)沙產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)是什么？中國(guó)“農(nóng)光互補(bǔ)治沙”是產(chǎn)業(yè)化治沙模式，將過(guò)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(huì)緊密合作的、可持續(xù)發(fā)展的“賺錢生意”。庫(kù)布其治沙帶頭人、億利集團(tuán)董事長(zhǎng)王文彪說(shuō)曾表示：“市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化治沙是庫(kù)布其治沙的關(guān)鍵。沒(méi)有市場(chǎng)化，就不可持續(xù)。沒(méi)有產(chǎn)業(yè)，不可能把沙漠治理持續(xù)下去，庫(kù)布其三十年的實(shí)踐足以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。”

中國(guó)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(kāi)始，一批光伏企業(yè)，如陽(yáng)光電源等提出推動(dòng)光伏制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2021年中石化新疆庫(kù)車綠氫項(xiàng)目代表沙漠氫化工模式探索。

中國(guó)沙產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力是什么？能源安全、雙碳目標(biāo)共同驅(qū)動(dòng)中國(guó)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(zhēng)進(jìn)一步引起了歐洲乃至全球范圍內(nèi)對(duì)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(guó)代表的歐洲國(guó)家，正在積極討論以氫氣部分或完全替代天然氣以擺脫對(duì)俄羅斯的化石能源依賴尷尬境況。同時(shí)，俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)間接驗(yàn)證了中國(guó)十多年前就開(kāi)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(dòng)。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(duì)9個(gè)行業(yè)制定詳細(xì)的碳核算、盤查、監(jiān)測(cè)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(lái)這三個(gè)領(lǐng)域的碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)域勢(shì)必將會(huì)有非常大的減碳需求。

“綠電+綠氫”被認(rèn)為是未來(lái)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(guó)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(yíng)，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(dòng)下，進(jìn)入快速發(fā)展階段。習(xí)總書(shū)記曾提到，“中國(guó)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(guó)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(jiàn)》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(wèn)題回答

問(wèn)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(shí)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(chǔ)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(shí)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(guó)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(guó)家，推動(dòng)西北能源工業(yè)清潔化建設(shè)，助力西部大開(kāi)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(shì)。

問(wèn)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(chǔ)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(duì)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(lái)30年中國(guó)“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(guó)是世界上沙漠化最為嚴(yán)重的國(guó)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(guó)沙漠化的98.00%以上，地廣人稀但化石能源儲(chǔ)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(shì)。

中國(guó)是本輪全球氣候治理進(jìn)程主要推動(dòng)者。雙碳目標(biāo)疊加能源安全，中國(guó)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(zhǎng)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(guó)能源工業(yè)新模式、中國(guó)“沙產(chǎn)業(yè)”的新名片。

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