一、全球氫能產(chǎn)業(yè)布局和投資

  隨著全球氣候壓力增大以及能源轉(zhuǎn)型加速,氫能以其清潔,靈活高效和應(yīng)用場(chǎng)景豐富等優(yōu)勢(shì)受到全球矚目，各國(guó)相繼出臺(tái)具有實(shí)操性的氫能戰(zhàn)略，為氫能發(fā)展添油助力。2021年初，國(guó)際氫能委員會(huì)（Hydrogen Council）與麥肯錫聯(lián)合發(fā)布《氫能洞察》報(bào)告，從全球視角觀察氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。氫能促進(jìn)會(huì)根據(jù)此報(bào)告相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析研判，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外情況，帶來(lái)全新氫能產(chǎn)業(yè)視角，形成全球氫能觀察2021系列研報(bào)。本篇為系列研報(bào)的第一篇，全球氫能產(chǎn)業(yè)布局和投資分析，讓我們一起開(kāi)啟氫能新視野。

  產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，全球有超過(guò)200個(gè)已宣布的氫能項(xiàng)目

  根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，在全球范圍內(nèi)，氫能產(chǎn)業(yè)鏈目前已有228個(gè)已建、在建及規(guī)劃項(xiàng)目（見(jiàn)圖1）。其中，有17個(gè)是已公開(kāi)的兆瓦級(jí)綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目（即>1GW可再生能源和>20萬(wàn)噸/年的低碳?xì)洚a(chǎn)能項(xiàng)目），主要分布在歐洲、澳大利亞、亞洲、中東、智利等國(guó)家和地區(qū)。

  歐洲在已公開(kāi)的氫能項(xiàng)目數(shù)量方面處于全球領(lǐng)先地位（126個(gè)項(xiàng)目，占比55%），澳大利亞、日本、韓國(guó)、中國(guó)和美國(guó)緊隨其后。歐洲已公開(kāi)氫能項(xiàng)目中，有105個(gè)氫氣生產(chǎn)項(xiàng)目，其他項(xiàng)目涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈，重點(diǎn)布局在工業(yè)應(yīng)用和交通運(yùn)輸應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)歐洲以密切的跨行業(yè)和政策合作為特色，支持多個(gè)綜合氫經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目（例如，荷蘭北部的氫谷）。日本和韓國(guó)在交通運(yùn)輸應(yīng)用、綠色氨、液氫和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫項(xiàng)目方面實(shí)力雄厚。 國(guó)內(nèi)方面，僅2021年上半年就公布了近40個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目，其中不乏有光伏企業(yè)入局光伏制氫、石油化工能源企業(yè)紛紛布局氫能產(chǎn)業(yè)的亮點(diǎn)投資，可再生能源制氫（碳中和目標(biāo)）、液氫及液氫裝備（液氫標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布）、燃料電池及汽車（示范城市群推動(dòng)）、加氫站（合建站、綜合站加速布局）等項(xiàng)目在多重因素下引爆為投資熱點(diǎn)。同時(shí)，與外企合作的項(xiàng)目也持續(xù)增多，說(shuō)明國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、外資入局，國(guó)內(nèi)上市公司與外企的合作開(kāi)始加速落地。國(guó)內(nèi)整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈條更加完整，示范項(xiàng)目逐步增多，相關(guān)行業(yè)企業(yè)開(kāi)始入圈、布局氫能，奠定產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展基礎(chǔ)。

     到2030年，全球氫能投資將超過(guò)3000億美元

    根據(jù)全球氫能項(xiàng)目公告、實(shí)現(xiàn)各國(guó)政府生產(chǎn)目標(biāo)所需的投資、支出等數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，全球氫能產(chǎn)業(yè)鏈的投資總量將超過(guò)3000億美元——相當(dāng)于全球能源投資的1.4%。鑒于氫能產(chǎn)業(yè)仍處于早期發(fā)展階段，這些投資中的絕大多數(shù)(75%)未公布投資總額。預(yù)計(jì)到2030年全球?qū)⒂?00億美元的成熟投資，其中包括處于規(guī)劃階段的450億美元，和已承諾的項(xiàng)目或在建、已投產(chǎn)或已投入運(yùn)營(yíng)的項(xiàng)目380億美元（見(jiàn)圖2）。

   從地域分布上來(lái)看，預(yù)計(jì)歐洲的投資份額占比最大（約45%），其次是亞洲，而中國(guó)以約亞洲總投資50%的份額領(lǐng)先。從產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)分布來(lái)看，制氫項(xiàng)目將占投資的最大份額。由于終端應(yīng)用項(xiàng)目要為燃料電池和道路車輛平臺(tái)提供資金，氫能應(yīng)用在成熟項(xiàng)目中的投資占比也較高。

   氫能企業(yè)投資增速也將快速增長(zhǎng)。與2019年的投資相比，預(yù)計(jì)到2025年各企業(yè)投資總額將增加六倍，到2030年增加16倍。企業(yè)傾向于將其在氫能領(lǐng)域的投資瞄準(zhǔn)三個(gè)特定領(lǐng)域：已公布或計(jì)劃項(xiàng)目的資本投資、研發(fā)或并購(gòu)。

   國(guó)內(nèi)方面，我會(huì)預(yù)計(jì)，2020-2025年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)投資額將高速增長(zhǎng)，平均年增速將達(dá)45%，2025-2030年投資增速有所放緩，但仍維持約20%以上增速。其中電解水制氫規(guī)模及需求增長(zhǎng)迅猛，投資規(guī)模將增加30-100倍以上；由于氫儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)需要大量資金投入研發(fā)及產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，投資占儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)總投資的85%以上；應(yīng)用領(lǐng)域中燃料電池和氫冶金的投資增速較快，未來(lái)市場(chǎng)資金還將繼續(xù)加速進(jìn)入。

  各國(guó)政府氫能政策將助推產(chǎn)業(yè)投資加速的勢(shì)頭

 全球各國(guó)政府已投入總計(jì)約700億美元，用以支持氫能戰(zhàn)略。由于全球脫碳化進(jìn)程的加快，越來(lái)越多的國(guó)家提出發(fā)展氫能：占世界GDP總量50%的75個(gè)國(guó)家已提出凈零排放目標(biāo)，占世界GDP總量80%的國(guó)家出臺(tái)二氧化碳定價(jià)機(jī)制（見(jiàn)圖3）。

   氫能是實(shí)現(xiàn)凈零排放（碳中和）戰(zhàn)略的關(guān)鍵二次能源，當(dāng)前已有30多個(gè)國(guó)家制定了氫能發(fā)展路線圖，另有6個(gè)國(guó)家（包括中國(guó)）正在起草氫能戰(zhàn)略。

   除了各國(guó)氫能發(fā)展路線圖外，行業(yè)層面的監(jiān)管和目標(biāo)也是助推氫能投資加速的基礎(chǔ)。交通領(lǐng)域，已有20多個(gè)國(guó)家宣布在2035年前禁止銷售燃油車。世界范圍內(nèi)，保有量超1億輛汽車的35個(gè)城市正在制定更嚴(yán)格的排放限制，25個(gè)城市承諾從2025年起只購(gòu)買和應(yīng)用零排放公交車。在全球范圍內(nèi)，預(yù)計(jì)到2030年，燃料電池汽車保有量將超過(guò)450萬(wàn)輛，其中中國(guó)、日本和韓國(guó)將帶頭推動(dòng)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，屆時(shí)全球?qū)⒔ㄔO(shè)10,500個(gè)加氫站，為這些車輛提供燃料。

  在工業(yè)領(lǐng)域，各國(guó)也提出了氫能發(fā)展目標(biāo)。例如，歐盟建議各成員國(guó)將低碳?xì)錃馍a(chǎn)納入可再生能源指令（REDII指令），通過(guò)此舉可顯著推動(dòng)煉油廠和燃料供應(yīng)商應(yīng)用氫氣。此外，四個(gè)歐盟國(guó)家（法國(guó)、德國(guó)、葡萄牙和西班牙）最近在其國(guó)家戰(zhàn)略中宣布了針對(duì)特定行業(yè)的清潔氫消耗目標(biāo)，這四個(gè)歐盟國(guó)家還將就航空和航運(yùn)燃料配額進(jìn)行深入討論。其他國(guó)家也已經(jīng)通過(guò)稅收優(yōu)惠的方式建立了對(duì)低碳?xì)鋺?yīng)用的激勵(lì)措施，例如美國(guó)的45Q法案（按照捕獲與封存的碳氧化物數(shù)量抵免所得稅）。同樣，在法國(guó)，工業(yè)用戶可以通過(guò)使用綠氫來(lái)規(guī)避碳稅成本；而荷蘭正加大對(duì)海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目、天然氣和電網(wǎng)改造項(xiàng)目進(jìn)行投資，以用氫能替代化石燃料。

  由于對(duì)氫能的日益關(guān)注和各國(guó)政府支持的增加，全球已公布的2030年綠氫的年產(chǎn)能從之前的230萬(wàn)噸增加至670萬(wàn)噸（見(jiàn)圖4）。

   我國(guó)政府對(duì)發(fā)展氫能持積極態(tài)度，已在多項(xiàng)產(chǎn)業(yè)政策中明確提出要支持中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，各省、地市積極規(guī)劃布局氫能產(chǎn)業(yè)，截至2021年6月，全國(guó)已有11個(gè)省,14個(gè)市在十四五規(guī)劃中明確提出要發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。目前我國(guó)各省市到2025年的氫能規(guī)劃產(chǎn)值總額已接近萬(wàn)億，巨大市場(chǎng)潛力下的規(guī)模效應(yīng)，將是我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)。

二、全球綠氫供應(yīng)趨勢(shì)觀察

   氫能作為實(shí)現(xiàn)“碳中和”戰(zhàn)略的重要組成部分，備受全球主要國(guó)家和地區(qū)的青睞，雖然可再生能源制氫現(xiàn)階段只占全球氫氣產(chǎn)量的4%左右，但潛力巨大，將引領(lǐng)制氫行業(yè)未來(lái)方向。2021年初，國(guó)際氫能委員會(huì)（Hydrogen Council）與麥肯錫聯(lián)合發(fā)布《氫能洞察》報(bào)告，從全球視角觀察氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。氫能促進(jìn)會(huì)根據(jù)此報(bào)告相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析研判，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外情況，帶來(lái)全新氫能產(chǎn)業(yè)視角，形成全球氫能觀察2021系列研報(bào)。本篇為系列研報(bào)的第二篇，全球綠氫供應(yīng)趨勢(shì)觀察，讓我們一起開(kāi)啟氫能新視野。

  三大因素促綠氫成本快速下降

  可再生能源制氫的生產(chǎn)成本正以超預(yù)期的速度快速下降。進(jìn)入2021年，全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的提升，也使得我們對(duì)綠氫生產(chǎn)成本有了更低的預(yù)期。

 目前主要有三個(gè)因素正在推動(dòng)綠氫成本的加速下降。一是可再生能源平準(zhǔn)化度電成本（LCOE）正在下降。電費(fèi)成本是制氫成本構(gòu)成的主要部分，占比達(dá)到60-70%。由于全球范圍內(nèi)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用，可再生能源的成本將持續(xù)降低，到2030年，光伏發(fā)電成本預(yù)計(jì)將下降25%至0.1元/kWh，陸上風(fēng)電成本下降50%至0.2元/kWh，海上風(fēng)電成本有望下降33%。全球來(lái)看，預(yù)計(jì)資源最佳的地區(qū)度電成本下降幅度最大，包括西班牙、智利和中東等地。

 二是電解槽成本正在加速下降。預(yù)計(jì)到2030年，電解槽成本將顯著下降——系統(tǒng)級(jí)（包括電解槽、電源和整流器、干燥/凈化、壓縮設(shè)備）約下降至200-250美元/千瓦。由于電解槽供應(yīng)鏈規(guī)模的加速發(fā)展，對(duì)比去年成本的預(yù)測(cè)大幅降低了30-50%，近期多家電解槽制造商已宣布產(chǎn)能擴(kuò)大計(jì)劃，總計(jì)將新增超過(guò)3GW的電解槽生產(chǎn)產(chǎn)能。同時(shí)，大型綜合可再生能源制氫項(xiàng)目的電解槽利用率水平正逐步提高。這種表現(xiàn)主要受生產(chǎn)集中化、可再生能源（例如陸上風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏）耦合和系統(tǒng)集成優(yōu)化（例如，為了優(yōu)化利用而擴(kuò)大可再生能源裝機(jī)量與電解槽產(chǎn)能）的推動(dòng)。

  三是技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)成本下降。當(dāng)前電解水制氫效率約為55kWh/kg氫氣（即生產(chǎn)1立方氫需要約4.5度電）；隨著制氫項(xiàng)目更大規(guī)?；⒏鼉?yōu)秀的制造工藝、以及更好的質(zhì)量品控，輔以在其他環(huán)節(jié)技術(shù)和材料的優(yōu)化（如更薄的隔膜、更高效的催化劑、減少稀有金屬的使用等），未來(lái)電解槽的效率有望降低至40kWh/kg氫氣（即生產(chǎn)1立方氫需要約3.7度電），同時(shí)由于材料及催化劑的優(yōu)化，設(shè)備折舊、其他原材料成本也有望降低50%以上，從而推動(dòng)綠氫生產(chǎn)成本持續(xù)下降。（見(jiàn)圖1）

   全球綠氫規(guī)模效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)

  全球已有約70個(gè)在建中的綠氫項(xiàng)目，其中吉瓦級(jí)項(xiàng)目22個(gè)，主要分布在歐洲（11個(gè)）和澳大利亞（7個(gè)），中東和南美也有巨大潛力。從綠氫產(chǎn)能來(lái)看，全球規(guī)劃中的吉瓦級(jí)綠氫項(xiàng)目產(chǎn)能合計(jì)144.1GW，其中歐洲和澳大利亞占了接近93%，處于絕對(duì)領(lǐng)先。按照之前歐盟提出的2024年電解槽規(guī)模達(dá)6GW、2030年達(dá)40GW的目標(biāo)來(lái)看，現(xiàn)有規(guī)劃中的綠氫項(xiàng)目如能順利投產(chǎn)則將大幅超額達(dá)標(biāo)。

  隨著全球綠氫項(xiàng)目的快速擴(kuò)張，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?yīng)將逐漸顯現(xiàn)。到2030年，可再生能源制氫項(xiàng)目中電解槽、電源和整流器、干燥/凈化（99.9%純度）、壓縮設(shè)備（壓縮至30巴）等核心設(shè)備的投資成本預(yù)計(jì)將從目前的1120美元/kW下降至230美元/kW。同時(shí)設(shè)備運(yùn)輸、安裝和裝配（電網(wǎng)連接）、建筑成本（用于室內(nèi)安裝）以及項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)和試運(yùn)行等間接成本也將隨著行業(yè)規(guī)模化發(fā)展而有所下降。綠氫項(xiàng)目投資的總成本中還包括融資成本，符合項(xiàng)目加權(quán)平均資本成本(WACC)要求的邊際收益應(yīng)與其他資本支出要素成比例，例如，將WACC從7%降低到5%將使項(xiàng)目的總體投資成本減少近20%。

  當(dāng)前國(guó)內(nèi)電解水制氫總產(chǎn)能約為70萬(wàn)噸，市場(chǎng)投資總額約38.5億元。預(yù)計(jì)2025-2030年，制氫技術(shù)將以堿水制氫、PEM制氫技術(shù)為主，電解槽綜合成本在技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)模化發(fā)展下逐漸降至5000元/kW，2025年國(guó)內(nèi)電解水制氫總產(chǎn)量將達(dá)到300萬(wàn)噸，市場(chǎng)投資額約為1022億元；到2030年，國(guó)內(nèi)電解槽總?cè)萘繉⑦_(dá)到75GW，投資額增長(zhǎng)至3750億元。

  2030年前綠氫將實(shí)現(xiàn)與灰氫同價(jià)

  灰氫和藍(lán)氫的碳排成本，是加速綠氫與灰氫同價(jià)的重要因素之一。如引入碳排成本，綠氫或?qū)⒃?028年實(shí)現(xiàn)與灰氫同價(jià)。假設(shè)到2030年碳排成本增長(zhǎng)至為50美元/噸（二氧化碳當(dāng)量），2040年150美元/噸，2050年300美元/噸，可將綠氫與灰氫實(shí)現(xiàn)同價(jià)的時(shí)間提前至2028年至2034年。確切的時(shí)間將取決于各地資源稟賦和政策要求。

  在擁有最佳可再生資源但天然氣成本較高的國(guó)家（例如智利），綠氫最早將在2028年實(shí)現(xiàn)與灰氫同價(jià)。在可再生能源和天然氣資源都一般的地區(qū)（例如，德國(guó)），可能會(huì)在2032年實(shí)現(xiàn)綠氫與灰氫同價(jià)。到2034年，可再生能源和天然氣資源均豐富的地區(qū)（例如，美國(guó)部分地區(qū)）可實(shí)現(xiàn)綠氫與灰氫同價(jià)。（見(jiàn)圖2）。

   綜上所述，對(duì)比2020年國(guó)際氫能委員會(huì)的預(yù)測(cè)，以上這些因素將共同推動(dòng)綠氫成本預(yù)測(cè)曲線在平均成本區(qū)間降低20%，在最佳成本區(qū)間降低30%。

  例如中歐的海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目（或同類普通資源的綠氫項(xiàng)目），制氫成本將從2020年的5.4美元/公斤下降到2030年的2.3美元/公斤，其中LCOE的下降對(duì)綠氫成本的影響最大。由于電力成本的相關(guān)性更高，擁有低成本可再生能源的地區(qū)，綠氫降本趨勢(shì)也將更快。而例如中東的光伏制氫項(xiàng)目（或同類低成本可再生能源制綠氫項(xiàng)目），到2030年，制氫成本將下降到1.5美元/公斤。在這種情況下，與海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目相比，電解槽投資成本的下降對(duì)推動(dòng)綠氫成本下降的影響更大。

  同時(shí)，兩類項(xiàng)目也可以應(yīng)用風(fēng)光耦合或通過(guò)集成設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化制氫系統(tǒng)，在可再生能源產(chǎn)能過(guò)剩導(dǎo)致的電量損失和電力減少導(dǎo)致的制氫系統(tǒng)低利用率之間取得平衡。如澳大利亞、智利或沙特阿拉伯等風(fēng)光資源充足的國(guó)家將從這種綜合資源優(yōu)勢(shì)中受益（見(jiàn)圖3）。

  國(guó)內(nèi)方面，在現(xiàn)階段約97%的氫氣都是由化石能源制氫或副產(chǎn)氫獲得，為實(shí)現(xiàn)碳減排和化石能源替代的目標(biāo)，后續(xù)應(yīng)主要發(fā)展藍(lán)氫和綠氫，并逐步替代灰氫。發(fā)展藍(lán)氫是我國(guó)獨(dú)有的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但采用CCUS的化石能源制氫及副產(chǎn)氫最多只能降低80%碳排放，可作為灰氫向綠氫的過(guò)渡階段。

  未來(lái)十年我國(guó)風(fēng)電、光伏每年新增裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)分別在5000萬(wàn)千瓦和7000萬(wàn)千瓦左右，可再生能源發(fā)電成本將進(jìn)一步下降，到2030年綠氫潛在產(chǎn)能預(yù)計(jì)可以超過(guò)400萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)電解水制氫設(shè)備方面，隨著技術(shù)發(fā)展和自主化的提升、電解槽生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大以及自動(dòng)化水平提高，到2030年電解水制氫設(shè)備的固定成本有望降低50-60%。

  根據(jù)氫促會(huì)預(yù)測(cè)，在“十四五”期間，我國(guó)將在積極利用工業(yè)副產(chǎn)氫的同時(shí)，大力發(fā)展可再生能源電解水制氫示范，氫氣平均制備成本降至20元/kg；到2030年，國(guó)內(nèi)電解水制氫規(guī)模將達(dá)到75GW左右，氫氣平均制備成本15元/kg左右；遠(yuǎn)期到2050年，我國(guó)將以可再生能源發(fā)電制氫為主，副產(chǎn)氫、化石能源制氫配合CCUS技術(shù)、生物制氫和太陽(yáng)能光催化分解水制氫等技術(shù)為有效補(bǔ)充，氫氣平均制備成本降至10元/kg。

三、全球氫儲(chǔ)運(yùn)與供應(yīng)鏈發(fā)展趨勢(shì)觀察

  今年6月，中國(guó)石油啟動(dòng)國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)氫氣運(yùn)輸管道項(xiàng)目建設(shè)（定州-高碑店145公里），設(shè)計(jì)輸氫量10萬(wàn)噸/年；而在此前，由日本川崎重工建造的全球首艘液氫運(yùn)輸船“SUISOFRONTIER（氫先鋒號(hào)）”于今年5月24日在神戶市面向媒體公開(kāi)，該船單次航行可運(yùn)輸1250立方米的液化氫，同時(shí)計(jì)劃在今年內(nèi)開(kāi)啟從澳大利亞到日本的試運(yùn)輸項(xiàng)目；與此同時(shí)，在世界的另一端，挪威也致力在本國(guó)西海岸建立一條氫供應(yīng)鏈，以船舶為運(yùn)輸工具向加氫站供氫。

  由上不難看出，各國(guó)氫能供應(yīng)“動(dòng)脈”的建設(shè)正在加速，助推全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展邁進(jìn)快速發(fā)展時(shí)代。本篇為全球氫能觀察2021系列研報(bào)的第三篇——全球氫儲(chǔ)運(yùn)與供應(yīng)鏈發(fā)展趨勢(shì)觀察，以當(dāng)前氫能供應(yīng)鏈形式、多種儲(chǔ)運(yùn)方式成本對(duì)比及各情景下儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為視角，對(duì)未來(lái)全球氫能儲(chǔ)運(yùn)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行梳理，讓我們一起開(kāi)啟氫能新視野。

  未來(lái)全球氫儲(chǔ)運(yùn)成本或低于2-3美元/公斤

  隨著氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提升，氫儲(chǔ)存、配送、運(yùn)輸在整個(gè)氫供應(yīng)鏈中的重要性日益凸顯。當(dāng)前國(guó)際間的氫供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，是由于各國(guó)及地區(qū)可再生能源稟賦及利用率、傳統(tǒng)化石能源（天然氣、煤炭、石油等）對(duì)外依存度、現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施及其建造的便利性和時(shí)效性、土地使用限制（?；饭苤疲┑炔町悓?dǎo)致的氫供應(yīng)成本不均，迫使部分用氫需求較大、但氫供應(yīng)成本過(guò)高的國(guó)家和地區(qū)（如歐洲、韓國(guó)、日本及我國(guó)部分地區(qū)）采取從供應(yīng)成本較低的國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口氫來(lái)滿足自身需求。（見(jiàn)圖1）。

  受全球各地區(qū)氫源稟賦不同，氫應(yīng)用規(guī)模大小、形式各異等因素影響，氫儲(chǔ)運(yùn)可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，主要構(gòu)建出三種氫供應(yīng)鏈：在可再生能源或傳統(tǒng)化石能源資源（煤炭、石油、天然氣）富集地區(qū)，大型氫供應(yīng)中心采用就地制氫并直接應(yīng)用，這樣氫儲(chǔ)運(yùn)的成本幾乎為零；較小的采購(gòu)商，例如加氫站、建筑和家庭供能等，則需要以區(qū)域內(nèi)短途氫運(yùn)輸?shù)姆绞焦?；在缺少氫源的地區(qū)，采購(gòu)商將依賴進(jìn)口或長(zhǎng)途氫能運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。（見(jiàn)圖2）。

   預(yù)計(jì)到2030年，全球大規(guī)模綠氫生產(chǎn)基地和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施布局完備，屆時(shí)氫可以從澳大利亞、智利或中東等地運(yùn)送到美國(guó)、歐洲、日本等需求中心地區(qū)，儲(chǔ)運(yùn)成本為有望降低至2-3美元/公斤。低廉的氫獲取成本加上具有經(jīng)濟(jì)性的儲(chǔ)運(yùn)成本，將促成全球氫能貿(mào)易格局，釋放更多氫能應(yīng)用（例如運(yùn)輸、化工、冶煉、原料等）的需求（見(jiàn)圖3）。下文將展開(kāi)討論。

  多形式儲(chǔ)運(yùn)筑成靈活高效的全球氫供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)

  氫可以通過(guò)三種運(yùn)輸載體（管道、輪船或卡車）以多種形態(tài)在全球范圍內(nèi)儲(chǔ)運(yùn)（氫氣、液氫、有機(jī)液態(tài)氫﹝LOHC﹞、氨、甲醇、LNG/LCO2﹝去程運(yùn)載液化天然氣、回程運(yùn)載液態(tài)CO2的兩用船﹞和固態(tài)儲(chǔ)氫）。全球各地氫儲(chǔ)運(yùn)方式需要綜合運(yùn)輸距離、地理位置和終端應(yīng)用等因素來(lái)決策最佳的儲(chǔ)運(yùn)解決方案。

  對(duì)于中短距離運(yùn)輸，在現(xiàn)有管道的基礎(chǔ)上，經(jīng)改造后輸氫，可實(shí)現(xiàn)最低的儲(chǔ)運(yùn)成本（500公里以內(nèi)的管道輸氫成本可低于0.1美元/公斤）。但對(duì)于無(wú)管道分布或氫需求不穩(wěn)定的地區(qū)，以卡車運(yùn)輸氫（氣態(tài)或液態(tài)）是最經(jīng)濟(jì)的選擇（每300公里約1.2美元/公斤的儲(chǔ)運(yùn)成本），根據(jù)最終應(yīng)用及需求規(guī)模可選擇高壓氣態(tài)或低溫液態(tài)方式進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。

   對(duì)于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，應(yīng)用新建或改造后的海底輸氫管道進(jìn)行大規(guī)模氫氣運(yùn)輸，成本比航運(yùn)更具經(jīng)濟(jì)性，但并非適用于所有國(guó)家和地區(qū)。在沒(méi)有管道的情況下，目前主要以液氫、LOHC和氨的形式儲(chǔ)存，并以船實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。同時(shí)由于三種形態(tài)的儲(chǔ)運(yùn)成本差距較小，因此最佳儲(chǔ)運(yùn)方式取決于目的地的終端應(yīng)用形式、氫氣純度和壓力水平等因素（見(jiàn)圖4）。

  從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氫氣管道運(yùn)輸是最具成本效益的儲(chǔ)運(yùn)方式，管道輸氫可僅以輸電線路1/8的成本傳輸其10倍的能量。此外，氫氣管道的使用壽命比輸電線路更長(zhǎng)，并具有雙重功能，既可以作為綠色能源的傳輸介質(zhì)，也可以作為存儲(chǔ)介質(zhì)。氫氣管道的實(shí)際建設(shè)成本由材料、距離、管徑、壓力、社會(huì)成本及其他條件決定。部分國(guó)家和地區(qū)有鼓勵(lì)改造天然氣管道的政策，具有一定成本優(yōu)勢(shì)。例如，在荷蘭，允許企業(yè)逐步淘汰天然氣應(yīng)用，并在原有的天然氣管道基礎(chǔ)上改造成氫氣管道。

  根據(jù)目前的項(xiàng)目來(lái)看，陸上氫氣管道的改造成本約為60-120萬(wàn)美元/公里，新建管道成本約為220-450萬(wàn)美元/公里；對(duì)于海上/海底氫氣管道，根據(jù)新建或改造的具體條件和建設(shè)難度，成本要比陸上管道高出1.3到2.3倍；而短途配送管道由于其較小的管徑和較低的壓力要求，建設(shè)和改造成本比傳輸管道便宜得多（大約只占傳輸管道成本的15%），但只有未來(lái)住宅和商業(yè)建筑對(duì)氫氣的需求超過(guò)天然氣摻氫臨界值（20%）的情況下，短途配送管道的大規(guī)模建設(shè)才具有經(jīng)濟(jì)性。（見(jiàn)圖5）

   對(duì)于長(zhǎng)距離的海上運(yùn)輸，氫氣需要轉(zhuǎn)換成能量密度更大的形態(tài)進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。目前液氫、LOHC和氨的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)更具有競(jìng)爭(zhēng)力，成本最優(yōu)的解決方案取決于終端應(yīng)用、純度要求和存儲(chǔ)時(shí)間。

   如果目的地需要液態(tài)或高純度氫氣，液氫儲(chǔ)運(yùn)的效率最高。與氨和有機(jī)液態(tài)氫相比，液氫無(wú)需脫氫或裂解即可轉(zhuǎn)化為氫氣，不僅節(jié)省成本，且無(wú)需提純。液氫的主要缺點(diǎn)是體積能量密度相對(duì)較低，限制了船運(yùn)的載氫量，同時(shí)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中會(huì)有蒸發(fā)損失。雖然液氫儲(chǔ)運(yùn)是一種經(jīng)過(guò)驗(yàn)證和商業(yè)化的技術(shù)，但大規(guī)模液氫儲(chǔ)運(yùn)仍處于試運(yùn)營(yíng)階段；氨擁有比液氫更高的體積能量密度，因此以氨的形式運(yùn)輸比液氫儲(chǔ)運(yùn)更具經(jīng)濟(jì)行。但氨后續(xù)裂解成氫的成本較高，且可分離的氫純度較低。此外，由于氨具有毒性，所以在特定區(qū)域會(huì)有儲(chǔ)運(yùn)限制；液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫可以應(yīng)用現(xiàn)有的柴油基礎(chǔ)設(shè)施，長(zhǎng)期安全儲(chǔ)存氫，且不會(huì)發(fā)生損耗。但LOHC的主要缺點(diǎn)是脫氫過(guò)程需要大量的熱量，且與液氫和氨相比載氫能力有限。（圖6預(yù)測(cè)了2030年從沙特阿拉伯向西歐運(yùn)輸綠氫的三種儲(chǔ)運(yùn)成本構(gòu)成情況，包括制氫成本，到岸價(jià)格在3-5美元/公斤。）

  中國(guó)將構(gòu)建安全、高效、多元的氫儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)

  目前，我國(guó)液氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫等新型氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)還不成熟，仍主要以高壓氣態(tài)形式進(jìn)行氫儲(chǔ)運(yùn)。當(dāng)前行業(yè)正積極推進(jìn)液氫儲(chǔ)運(yùn)的示范運(yùn)行，并進(jìn)行天然氣摻氫、管道輸氫、有機(jī)液體儲(chǔ)運(yùn)、固體材料儲(chǔ)運(yùn)等技術(shù)的開(kāi)發(fā)和布局。

  國(guó)內(nèi)氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)未來(lái)的主要發(fā)展方向是推進(jìn)70MPaIV型瓶的標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、氣瓶用碳纖維的自主化、降低氫氣液化能耗和氫氣液化成本、國(guó)產(chǎn)民用液氫技術(shù)和裝備的逐步突破。預(yù)計(jì)在2025年可以實(shí)現(xiàn)70MPaIV型瓶的廣泛使用，初步實(shí)現(xiàn)液氫裝備自主化，開(kāi)展一批液氫存儲(chǔ)示范項(xiàng)目；至2030年，98MPaIV型瓶將實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，氣瓶成本進(jìn)一步下降，液氫裝備可以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，成本顯著下降，在中遠(yuǎn)距離大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)方面實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。遠(yuǎn)期（2050年）氫氣管網(wǎng)將密布于城市、鄉(xiāng)村，車載儲(chǔ)氫將采用更高儲(chǔ)氫密度、更高安全性的儲(chǔ)氫技術(shù)。

  我國(guó)“三北”地區(qū)風(fēng)光資源尤其豐富，也是棄風(fēng)棄光率較高的區(qū)域。未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)大循環(huán)的推動(dòng)、儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)逐步突破及氫能儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)布局，三北地區(qū)利用豐富的可再生資源制氫，并通過(guò)儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)輸送到用氫集聚區(qū)，實(shí)施“西氫東輸”戰(zhàn)略，不僅解決了東部氫源較少的問(wèn)題，還將有效提高三北地區(qū)風(fēng)光資源利用率，拓寬全國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)貿(mào)易市場(chǎng)。

四、全球氫能應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)觀察

  氫能將在多領(lǐng)域成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的碳減排解決方案

  在國(guó)際氫能委員會(huì)（Hydrogen Council）在《氫能洞察》報(bào)告中，梳理預(yù)測(cè)了未來(lái)各領(lǐng)域氫能應(yīng)用與傳統(tǒng)能源和低碳替代能源的競(jìng)爭(zhēng)力對(duì)比。從總體擁有成本（TCO）的角度來(lái)看，在全球制氫、儲(chǔ)運(yùn)、配送成本快速下降的趨勢(shì)下，氫能在各領(lǐng)域的應(yīng)用潛力將逐步凸顯，到2030年，氫能可在22種終端應(yīng)用中成為最具競(jìng)爭(zhēng)力的減碳解決方案，包括煉油、化肥、商用車、長(zhǎng)途卡車運(yùn)輸、航運(yùn)和氫冶煉等應(yīng)用領(lǐng)域。（見(jiàn)圖1）。

  其中四種終端應(yīng)用擁有附加成本驅(qū)動(dòng)因素：全球控制碳排放的背景下，綠氫應(yīng)用為傳統(tǒng)化工、煉油等領(lǐng)域深度脫碳；通過(guò)氫能直接還原鐵和廢鋼的綠色技術(shù)路線，助力冶煉領(lǐng)域降低碳排壓力及提高成本競(jìng)爭(zhēng)力；隨著燃料電池技術(shù)的改進(jìn)，提高氫在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的傳統(tǒng)能源替代率；以及氫或氫基燃料的新型應(yīng)用。這些應(yīng)用隨著未來(lái)各國(guó)對(duì)環(huán)境要求的提高、政府目標(biāo)、能源安全、終端應(yīng)用客戶的需求（無(wú)碳方案重視的提高）、ESG投資、和能源的“綠色溢價(jià)”等因素都將影響各領(lǐng)域具體的投資和購(gòu)買決策。例如，在新冠疫情背景下全球航空、游輪、集裝箱運(yùn)輸和鋼鐵行業(yè)正在努力推動(dòng)更為環(huán)保的市場(chǎng)重啟。

  應(yīng)用成本下降助力氫能在各領(lǐng)域加速推廣

  根據(jù)2030年各領(lǐng)域中傳統(tǒng)技術(shù)與氫應(yīng)用成本對(duì)比預(yù)測(cè)（見(jiàn)圖2），可以看到，以1.6-2.3美元/千克的氫能終端應(yīng)用成本計(jì)算，在不考慮碳排成本的情況下，氫能僅在大型公路運(yùn)輸應(yīng)用（不包括乘用車）方面具有競(jìng)爭(zhēng)力。若增加各領(lǐng)域碳排放成本（以100美元/噸CO2計(jì)算），氫能將在大多數(shù)道路運(yùn)輸和工業(yè)應(yīng)用中具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)（見(jiàn)圖3）。

  工業(yè)應(yīng)用方面，氫的制、儲(chǔ)、運(yùn)成本下降對(duì)其應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)力的提升尤為重要。其中在煉油領(lǐng)域，未來(lái)十年內(nèi)氫原料將逐步轉(zhuǎn)向以綠氫供應(yīng)；對(duì)于肥料生產(chǎn)，到2030年，歐洲生產(chǎn)的灰色氨每噸二氧化碳的成本將達(dá)50美元，屆時(shí)使用可再生能源生產(chǎn)的綠色氨將具有非常大的成本競(jìng)爭(zhēng)力；鋼鐵是最大的工業(yè)二氧化碳排放源之一，亦可能通過(guò)應(yīng)用氫能成為成本最低的脫碳應(yīng)用之一，到2030年，經(jīng)氫冶煉的粗鋼成本僅為515美元/噸，同時(shí)每噸節(jié)省碳排成本45美元。

  交通運(yùn)輸方面，到2030年，燃料電池汽車（FCEV）可在不考慮碳排成本的情況下比多數(shù)傳統(tǒng)運(yùn)輸方案有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別是在重型卡車和遠(yuǎn)程運(yùn)輸領(lǐng)域。在重載長(zhǎng)距離運(yùn)輸中，如果加氫端價(jià)格達(dá)到4.5美元/千克（包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)和加氫成本），F(xiàn)CEV方案可在2028年實(shí)現(xiàn)與柴油車同價(jià)。CCTC®此外，燃料電池在功率和續(xù)航時(shí)間要求非常高的領(lǐng)域（如重型礦用卡車等）提供了一種可行的替代方案。

  同樣，氫能在列車、海運(yùn)和航空領(lǐng)域也在不斷發(fā)展。預(yù)計(jì)到2030年，清潔氨作為運(yùn)輸燃料將是集裝箱運(yùn)輸脫碳的最具成本效益的方式，可與重質(zhì)燃油（HFO）實(shí)現(xiàn)平價(jià)，同時(shí)每噸節(jié)省碳排成本85美元。航空領(lǐng)域可以通過(guò)氫和氫基燃料實(shí)現(xiàn)具有競(jìng)爭(zhēng)力的脫碳。中短程飛行航線可以通過(guò)使用液氫燃料替代原有燃油，每噸節(jié)省碳排成本90-150美元。遠(yuǎn)程飛行航線可根據(jù)具體情況，使用氫合成燃料，每噸節(jié)省碳排成本可達(dá)200-250美元。

  氫能在建筑和電力等其他終端應(yīng)用將需要更高的碳成本才能具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。然而，為了永久解決全球的大規(guī)模天然氣管網(wǎng)脫碳問(wèn)題，天然氣摻氫應(yīng)用也將快速發(fā)展；因氫能儲(chǔ)運(yùn)的機(jī)動(dòng)性，還可以建立分布式能源網(wǎng)絡(luò)，做到區(qū)域或城市電力、熱能和冷能的聯(lián)合供應(yīng)；同時(shí)，氫能作為一種備用電源解決方案，尤其是在數(shù)據(jù)中心等高功率場(chǎng)景下，也越來(lái)越受到重視。

  氫能在我國(guó)未來(lái)能源體系中有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景

  當(dāng)前我國(guó)各地氫能發(fā)展方向多局限于燃料電池汽車領(lǐng)域，示范應(yīng)用主要集中在以公交車為主要應(yīng)用場(chǎng)景的交通領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景單一，產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化突出。實(shí)際上，對(duì)于燃料電池技術(shù)路線更具優(yōu)勢(shì)的中重型卡車的示范運(yùn)營(yíng)尚未真正開(kāi)展，而化工、冶煉、軌道交通、航空航天、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供等其他領(lǐng)域仍需全面挖掘氫能價(jià)值和潛力。

 石油及化工領(lǐng)域是我國(guó)氫能發(fā)展的催化劑，一方面是因?yàn)橛脷湫枨蟠螅軌蛞砸?guī)模效益來(lái)降低氫氣供應(yīng)鏈成本，另一方面是企業(yè)相對(duì)集中，可在基礎(chǔ)設(shè)施等方面率先行動(dòng)，并帶動(dòng)全社會(huì)氫能發(fā)展。未來(lái)隨著工業(yè)脫碳要求的提高，配備CCUS技術(shù)生產(chǎn)的藍(lán)氫將作為向綠氫過(guò)渡階段的主要?dú)湓?，后續(xù)隨著可再生能源制氫成本的下降，傳統(tǒng)煉化、化工生產(chǎn)用氫氣將逐步替代為綠氫，實(shí)現(xiàn)化工領(lǐng)域的深度脫碳。

  鋼鐵行業(yè)碳排放占全國(guó)碳排放的18%，僅次于電力行業(yè)，是碳中和的重要責(zé)任主體，而氫冶金技術(shù)可助力鋼鐵行業(yè)深度脫碳。氫冶金是將氫氣代替焦炭作為高爐的還原劑，以減少乃至完全避免冶煉生產(chǎn)中的二氧化碳排放。隨著氫冶金成本的逐步下降，同時(shí)傳統(tǒng)冶煉在碳中和背景下需疊加碳稅等成本，預(yù)計(jì)到2030年氫冶金成本對(duì)比傳統(tǒng)煉鋼將擁有成本和減排優(yōu)勢(shì)，氫冶金總量將實(shí)現(xiàn)規(guī)?；鲩L(zhǎng)。

  目前隨著國(guó)家燃料電池汽車示范城市政策的出臺(tái)，未來(lái)會(huì)極大促進(jìn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各地會(huì)加大示范運(yùn)行，提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。預(yù)計(jì)到到2030年，國(guó)內(nèi)燃料電池汽車年產(chǎn)量達(dá)到40萬(wàn)輛，銷售量達(dá)到38.9萬(wàn)輛，國(guó)內(nèi)保有量達(dá)到108萬(wàn)輛，商用車平均成本達(dá)到50萬(wàn)元，乘用車平均成本達(dá)到20萬(wàn)元，交通領(lǐng)域氫氣需求量達(dá)到256.9萬(wàn)噸左右。CCTC®

  根據(jù)我會(huì)預(yù)測(cè)，到2030年，我國(guó)氫氣年均需求量將達(dá)到4800萬(wàn)噸，其中在能源方面的需求總量2000萬(wàn)噸，在國(guó)內(nèi)能源需求體系中占比將達(dá)到2.3%。2030年，以綠氫和藍(lán)氫為主的氫能應(yīng)用將極大助力碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在預(yù)測(cè)的氫能供應(yīng)規(guī)模下，通過(guò)可再生能源電解水或配備碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術(shù)獲取低碳?xì)涮娲娋W(wǎng)電力和傳統(tǒng)化石能源生產(chǎn)，將產(chǎn)生至少1.8億噸/年的碳減排效應(yīng)。在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中，氫能將作為重要的清潔能源和良好的能源載體，實(shí)現(xiàn)跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化，并助力工業(yè)、能源、交通、建筑等主要終端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳化轉(zhuǎn)型。

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