氢能有望成为21世纪的终极能源。氢能具有零碳、高效、可储存、安全可控等显著优势，是实现碳中和目标较为理想的解决方案。按照氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）的定义，氢能是国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳的重要载体。

氢气及氢能产业化

氢气的制取主要有化石能源重整、工业副产提纯和电解水制氢三种工艺，电解水制氢有望成为最终选择。氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式，应用场合不同，相应匹配的氢气储存方式不同。氢气运输分为气态输送、液态输送和固态输送，气态和液态为目前的主流方式。我们预计，交通、工业和建筑等领域或将成为未来氢能应用的主战场，氢能有望助力上述行业的脱碳历程。

根据制备方法的不同，氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢。

灰氢是通过煤、天然气等化石燃料重整生产的氢气，是当下占比最高的氢源。我国“富煤、缺油、少气”的能源禀赋，决定了煤制氢是主要技术路线。2019年，煤制氢产量达到国产氢气总产量的63.54%。第二大氢气来源是天然气制愧氢，2020年在氢气总产量中占比达到18%。煤制氢、天然气制氢的优势是技术成熟、成本低，劣势是生产伴随大量碳排放。

蓝氢是利用焦炉煤气、化肥生产、氯碱制造等过程中的工业副产品制取氢气，优势是生产过程使用碳捕集和碳封存技术，减少了碳排放，缺点是副产品需要提纯和去除杂质才能出产高纯度氢，这个环节增加了成本、限制了产量。因此，蓝氢不能成为大规模的氢能来源。

绿氢是利用风电、水电、光伏等清洁能源，电解水生产的氢气，生产过程没有碳排放，是绿色无污染的制氢方式。2030年全球绿氢产量将达3.6万吨，2050年达到3.2亿吨。

氢能产业化进程开始加速。

1）从顶层设计和具体措施两方面，政策层面都对氢能项目的建设给予有力支持，已有多个省市制定并发布本地氢能产业规划，并密集上马风光制氢一体化项目。

2）当前制约绿氢大规模使用的关键问题还是成本问题，评估氢供应成本时需考量氢制取、氢储运、氢加注三个过程的成本因素。

3）随着氢能产业化进程加快，制氢核心设备电解槽有望迎来放量，中国绿氢生产环节电解设备市场有望达到千亿级别，碱性水电解在国内水电解制氢行业中占主导地位。头部电解水制氢装备制造企业的市场占有率较高，市场相对集中。

绿氢供应激增，来源于蓝氢成本激增

低碳氢以绿氢和蓝氢为主，低碳氢在帮助能源系统脱碳方面发挥着重要作用。

低碳氢主要是绿氢和蓝氢，绿氢通过使用可再生能源进行电解制取，蓝氢用天然气（或煤炭）制取，同时捕集和封存相关的碳排放。氢贸易通过地区性管道或全球航运进行，具体取决于氢的使用形式。

目前，在世界大部分地区，生产蓝氢的成本普遍低于绿氢。然而，最近的政策举措（如美国的《通货膨胀削减法案》）和俄乌军事冲突导致欧洲和亚洲天然气价格上涨，二者叠加，削弱了一些国家和地区的这种成本优势。随着技术和制造效率的提高带来的可再生能源和电解槽价格的降低，这种成本差异在展望期间会进一步削弱。

因此，到2030年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，绿氢将占低碳氢的60%左右，到2050年，这一比例将增加到65%左右。其余大部分氢由蓝氢提供，少量由生物能源结合碳捕集与封存技术（BECCS）制取。蓝氢是绿氢供应的重要补充，在某些地区提供了一种成本较低的替代品，也提供了一种稳定（不变的）低碳氢供应来源。

此外，蓝氢的增长还减少了可再生能源从直接消耗的脱碳电力中转移的程度。

氢贸易的性质可能因其最终用途而异。对于需要纯氢的活动和过程——例如工业中的高温加热过程或道路运输中的使用——氢气很可能通过管道从区域市场进口，这反映出纯氢运输成本高昂。相比之下，对于可以使用氢能衍生物的活动，如海运中的氨和甲醇或钢铁制造中的氢源热压铁（HBI），运输这些氢能衍生物的成本较低，因此可以从全球最具成本优势的地方进口。

比如，到2030年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，欧盟生产大约70%的自用低碳氢，到2050年这一比例将下降到60%左右。在欧盟进口的低碳氢中，大约一半是通过管道从北非和其他欧洲国家（挪威和英国）运输的纯氢；另一半以氢能衍生物的形式从全球市场通过海运进口。

交通与运输仍是氢应用最有活力的场景

随着世界向更可持续的能源系统过渡，低碳氢的使用越来越多，有助于实现工业和运输业中难以减排的工艺过程和活动脱碳。低碳氢的使用在“快速转型情景”和“净零情景”里最为明显，通过在难以电气化的场景充当低碳能源载体，推动能源系统加快电气化。在“新动力情景”里，脱碳程度较低，意味着低碳氢的作用相对有限。

展望期前十年左右，低碳氢的增长相对缓慢，这反映出确立低碳氢项目的准备时间漫长，激励使用低碳氢替代成本更低的替代能源也需要政策大力支持。到2030年，对低碳氢的需求在“快速转型情景”和“净零情景”里为3000-5000万吨/年之间，其中大部分作为碳含量更低的替代能源，替代现有的天然气制氢和煤制氢实现减排，两者作为工业原料，用于提炼和生产氨和甲醇。

本世纪30年代和40年代，随着生产成本下降和碳排放政策收紧，低碳氢能在难以减排的工艺过程和活动中与现有燃料竞争，尤其是在工业和运输领域，增长速度会加快。2030年至2050年间，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢的需求将增长10倍，分别达到接近3亿吨/年和4.6吨/年（35-55艾焦）。

到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢在钢铁生产中的使用约占工业氢总需求的40%，它可以替代煤碳和天然气，既是还原剂，又是能源。氢的其余工业用途是在重工业的其他行业，如化学品和水泥生产，这些也需要高温加热处理。到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢在工业用终端能源总量中约占5-10%。

氢在运输中的使用主要集中在氢衍生燃料的生产中，氢衍生燃料用于海运（以氨、甲醇和合成柴油的形式）和航空（以合成喷气燃料的形式）中长途运输的脱碳。

到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，这些氢衍生燃料占最终航空能源需求的10-30%，占海运行业终端能源用量的30-55%。其余大部分直接用于重型公路运输。到2050年，在“快速转型情景”和“净零情景”里，低碳氢和氢衍生燃料占运输行业最终总能耗的10-20%。

随着世界转向更低碳的替代能源，石油在交通运输中的作用下降，氢的作用有所上升。

中型、重型卡车和公共汽车也不再依赖柴油，在“净零情景”和“快速转型情景”里，柴油卡车在全球汽车总量中所占份额，将从2021年的90%左右下降到2035年的70%-75%，到2050年降到5%-20%。主要的转变就是转向电气化，但氢燃料卡车也会发挥着越来越大的作用，特别是在重型、长途使用的情况下。不同国家和地区对电气化和氢的选择各不相同，关键取决于影响电力和低碳氢相对价格的政策，也取决于监管政策及充电与加油基础设施的发展情况。

氢燃料（氨燃料、甲醇和合成柴油）提供海运所用油基产品的主要替代品。在“快速转型情景”和“净零情景”里，这些燃料的渗透集中在展望期的后半期，到2050年，它们将占海运所用能源总量的30%到55%。相比之下，在“新动力情景”里，到2050年，石油在海运能源需求中仍将占四分之三以上。

低碳氢以绿氢和蓝氢为主，氢贸易既涉及区域性管道，也涉及全球海运贸易。

文章来源： ​国际能源网/氢能汇，信达证券 ，左飘飘右霏霏