伴随着全球能源革命，氢能的重要性日益突显。当前，中国氢能产业发展已实现从“0”到“1”的突破，具备生产绿氢(可再生能源制氢)的条件。但下一步如何普及氢能，实现从“1”到“N”的跨越正成为业界关注焦点。

据国际氢能委员会预测，在实现净零排放的情况下，2050年氢能在全球能源消费结构中所占比重将达22%。同时，要实现净零排放目标，氢能全产业链到2030年就需要有7000亿美元的直接投资，这意味着未来氢能有望成为万亿美元级别的大市场。

一、目前灰氢占据主要地位，但绿氢替代灰氢是必然趋势

根据氢能制取方式和碳排放量，分为灰氢、蓝氢和绿氢三种。氢能的制取方式主要有三 种：1）以化石燃料（煤炭、天然气等）为原料制氢、工业副产制氢（通过焦炉气或氯碱制 氢），这类制氢路线技术最为成熟，但碳排放量较高，制氢过程中存在污染，因此被称为 “灰氢”；2）在“灰氢”基础上应用碳捕捉、碳封存等技术防止碳排放至大气，可大幅降低 碳排放，通过此方式制得氢气为“蓝氢”；3）而“绿氢”是指通过光伏发电、风电、太阳能 等可再生资源电解水制备氢气，这种制氢方式不会产生任何碳排放，且氢气纯度高，是未来 主要发展方向，但目前技术尚未成熟，成本相比灰氢、蓝氢更高，这也是限制其发展的主要 因素。

化石燃料为制氢主要方式，电解水制氢占比极低。经过多年的工业积累，我国已是世界 上最大的制氢国，2021 年我国氢气产量约 3300 万吨。从供给结构来看，由于我国天然气紧 缺依赖进口，煤炭资源丰富，目前我国氢气供给仍然以煤制氢为主；根据中国氢能联盟统计， 目前煤制氢占比 63%，天然气制氢占比 13%，工业副产气制氢占比 21%，电解水制氢 3%。

相比灰氢，绿氢在碳排放、制氢纯度、储能等方面更具优势，绿氢替代灰氢是必然趋势。 绿氢具备零碳排放的优势，每生产 1 吨氢气碳排量仅 0.03 吨；而煤制氢每生产 1 吨氢气平 均需要消耗煤炭约 6-8 吨，排放 15-20 吨左右的二氧化碳，此外还会产生大量高盐废水及工业废渣；天然气制氢路线下每吨氢气的生成将排放 9-11 吨二氧化碳，在双碳目标要求下灰 氢势必被更清洁的绿氢所取代。同时，绿氢制氢纯度高，具有明显优异性，适用于对氢气纯 度、杂质含量要求苛刻的冶金、陶瓷、电子、航天航空等行业。此外，绿氢储能具有规模大、 时间长、储存与转化形式多样等优势，可解决新能源消纳问题。在我国可再生能源发电装机 结构占比不断提升的背景下，风光等清洁能源发电成本持续下行为绿氢构建了资源基础，未 来绿氢占比有望不断提升。

二、从市场需求来看，国内外绿氢发展动力十足

随着全国氢能产业的进一步发展，氢能成为更多省份的重点产业。据氢云链统计， 2023 年已有 9 个省份公布 35 个氢能产业项目，总投资额超 650 亿，其中绿氢项目达到 7 项， 主要分布在宁夏、河北和江苏等风光资源优势地区，进一步推进绿氢商业化发展。

国内市场 23 年招标项目密集落地，成为绿氢量产元年。为了获取新能源建设指标，五 大四小等能源集团，纷纷布局风光氢一体化项目。截止 23 年 2 月，大规模绿氢项目中，已 开标和在建项目合计近 2GW，对应电解槽 500 台；规划的待开标项目近 15GW，对应电解 槽需求 3000 台左右，按照项目进度将于今年年中开始陆续招标。从区域上看，项目多集中 于内蒙古，其次为新疆、吉林等地。从国内招标情况来看，我们预计今年招标量有望突破 500-600 台，实际出货量有望达到 300-400 台，实现翻番增长。

海外市场需求高速增长，关键设备电解槽出货量快速提升。根据高工锂电数据，2022 年全球电解槽市场出货量达到 1GW ，其中中国电解槽总出货量超过 800MW，同比增长 129%以上，全球占比超过 80%。碱性电解槽设备凭借运行稳定、售价低廉等优点，2021 年 出货量达到 776MW，为目前市场主流选择。根据 BloombergNEF 数据， 2023 年中国电解 槽出货量将持续保持高增，出货量有望达到 1.4-2.1GW，占当年全球出货量的 60%以上， 同比增加 75%-163%。

三、从应用场景来看，绿氢市场空间广阔

氢能的应用场景逐渐从交通领域向工业领域、发电领域和建筑领域拓展。目前氢能的成 本较高，使用范围较窄，氢能应用处于起步阶段。氢能源主要应用在工业领域和交通领域中， 在建筑、发电和发热等领域仍然处于探索阶段。根据 IEA 数据，2021 年全球氢气需求量超 9400 万吨，同比增长 5%，其中增量中约 67%是来自化工领域。2021 年全球氢气需求来源 中，炼油、合成氨、甲醇、钢材的氢气需求比例分别为 42.6%、36.2%、16.0%和 5.3%。 根据中国氢能联盟预测，到 2060 年工业领域和交通领域氢气使用量分别占比 60%和 31%， 电力领域和建筑领域占比分别为 5%和 4%。

碳中和目标下，氢能大规模推广应用刻不容缓。目前，炼化领域是氢气重要的使用场景， 氢气主要用于加氢硫化以去除原油中的硫含量，以及加氢裂化将重渣油升级为更高价值的产 品，全球对空气质量的持续关注的背景下，最终精炼产品中的硫含量持续降低，加氢裂化越 发重要，我们预测到 2030 年全球炼化领域对氢气需求量有望达到 4530 万吨。合成氨为第 二大应用场景，主要用作制造尿素和硝酸铵等化肥的原料，通过绿氢生产合成氨有望有效降 低合成氨领域碳排放强度，我们预测到 2030 年全球炼化领域对氢气需求量有望达到 4530 万吨。甲醇用氢量排第三，主要用于生产化学甲醛及塑料、涂料等，与合成氨类似，绿氢是 甲醇脱碳的重要手段，我们预测到 2030 年全球甲醇用氢需求有望达到 1755 万吨，绿氢替 代空间广阔。此外，“双碳”目标下，钢铁行业面临巨大的碳减排压力，目前，化石燃料以 焦炭形式在炼钢过程中用作还原剂，并用于炼钢及炼铁过程中各热密集阶段，这些未来将被 低碳氢逐步取代，我们预测到 2030 年全球炼钢领域对氢气需求量有望超过 500 万吨。

四、加大技术创新力度，做大做强绿氢产业

我国氢能产业仍然处于发展初期，面临产业创新能力不强、技术装备水平不高、支撑产业发展的基础性制度滞后等诸多挑战，需加强顶层设计，引导产业健康有序发展。

“当前推动氢能特别是绿氢产业发展，需要破解成本、技术、政策等方面难题。”王一鸣认为，要从突破关键核心技术和扩大产业应用两方面发力，降低氢能综合利用成本。聚焦短板弱项，鼓励产学研用结合，对关键核心技术进行攻关，解决卡脖子难题，鼓励企业加大技术和产品的创新力度，通过技术创新降低成本。

隆基绿能科技股份有限公司总裁李振国表示，发展氢能技术的本质是降低单位氢成本，降低电力成本是制氢端氢气成本降低的关键。除此之外，还要不断降低制氢单位电耗，提高能效，用同样的电来制更多的氢。单位制氢成本越低，绿氢就越具有经济性。在今年1.5吉瓦产能基础上，公司将建立更大规模电解水制氢装备能力，推出间歇式绿电制绿氢的应用解决方案。

中国科学院院士李灿认为，碱水制氢的最大优势是电催化过程用的是非贵金属，可以低成本，制氢设备寿命也会更长。如果可再生电价降到每度电0.2元，每立方米制氢电耗4.3度，可以做到每立方米氢气1元钱，基本接近煤制氢成本。

“通过可再生能源的规模化来降低成本，能够推动多元化应用，这是氢能产业高质量发展的路径。通过风光电资源的高效利用消纳，从而带动终端的交通、化工、冶金等领域的绿色零碳发展。”国家能源集团国华投资(氢能公司)党委书记、董事长刘小奇说。

尽管氢能前景广阔，但张雷强调，在传统能源向新能源转型过程中，切忌不能理想主义，应务实地一步一个脚印逐渐降低对化石能源的依赖，做到“先立后破”，“全球去碳转型势在必行，但在破它之前，还是要加大绿色能源的‘立’”。

“只有立得快、立得高效、立得高质量、立得充分和完善，这个‘破’才能相应地得到有效的推行。”张雷说。

文章来源： 未来智库,人民网，中国新闻网