为碳中和创造可行的氢经济

1、06公司角度07观点总结08“能源的未来”系列刊物09联系我们目录01简介02氢需求03氢供应04氢能分布05政策角度行业概览技术概览09 联系我们“能源的未来”系列刊物08氢需求行业概览氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结01 简 介简介“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济0109 联系我们“能源的未来”系列刊物0807 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览全球脱碳全球能源结构正从化石燃料转向可再生能源，以实现二氧化碳减排的目标19802520202100050全球一次能源总量（按来源分类）全球能源中二氧化碳净

2、排放量维持现状巴黎协定05001,000202019802100EJ/年二氧化碳排放量（十亿吨二氧化碳当量）可再生能源化石2070年净零排放注：EJ = 艾焦(Exajoule) = 118 焦耳数据来源：德勤未来能源方案：Shell Sky 1.5 场景01 简 介“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济02德勤未来能源场景但其程度和速度取决于全球动态和社会对气候变化的反应，这两个关键的不确定性跨越了我们未来 能源方案的空间2020年，德勤发 布了未来能源 场景这四个既合理又 不同的能源场景 旨在帮助领导者 及时决策、及时 行动前瞻性反应性独立的区域经济开放、协作的全 球经济准

3、备、行动、创新自身及自身资源同一个团队，同一个梦想乘风破浪由于各国政府未能有效地应对气候变化，私营企业 不得不自主创新以降低碳排放。可再生能源的扩增 依赖于企业，因为各国政府之间的沟通和协调有 限，阻碍了技术的推广。贸易壁垒和技术限制/知识转让等保护主义盛行。 各国政府竞相争取廉价而稳定的能源资源。创新的 重点是开发本地资源，包括可再生资源和碳氢化合 物。各国应对气候变化的态度迥异且被动，但大多 侧重于本地基础设施建设，而非减排。消费者行为有利于促进企业长期健康发展，保障企业 的环境、经济和社会利益，创造全球合作的环境，从 而成功地将低碳技术商业化，实现全面脱碳。各国政 府均引入了全球碳定价机

4、制。能效、低价和易得等特点驱动着消费者的行为，导致 可再生能源和碳氢化合物的需求增长。大国优先考虑 短期经济增长，促进了大多数人的财富和生活质量的 提升。技术发展为应对气候变化提供了新的选择。社会对气候变化的反应全球动态09 联系我们07 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览01 简 介“能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济03混合能源电气化过去的十年里，集中于能源系统电气化的投资赋予了太阳能和风能极佳的成本竞争力，带动了电力 在能源市场中份额的提升0200100300201020152020202

5、5F2030F燃气煤太阳能光伏发电1.3万亿美元的投资 10-19预计成本下降88% 10-30太阳能光伏发电和风力发电的成本能源总消耗量（按来源分类）（EJ/年）风力发电1.0万亿美元的投资 10-19预计成本下降69% 10-3018%21%27%82%79%73%353电力2010燃料20202030F403444LCOE(US$/MWh)注：LCOE=能源的平均成本=资产寿命期内每兆瓦时的平均成本；太阳能PV发电指太阳能光伏电；EJ=艾焦=1.18焦耳 数据来源：Shell sky场景、BloombergNEF09 联系我们07 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布400

6、03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览01 简 介“能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济04“通往巴黎之路”脱碳替代方案的优先次序在电气化受限或电气化成本效益不高的领域，可以选择氢作为燃料使用成为能源脱碳的方案局限性脱碳替代方案成本增加节能增效使用少量能源行为上生态上社会上物理上经济上氢能生物燃料.电气化的物理限制：高温燃烧难以实现移动应用时需要高能量密度存储时要求灵活的时间和空间工业加工领域的进料使用电气化使用可再生电力可持续燃料用绿色成分作为能源载体碳捕集与封存防止二氧化碳排放到大气中抵消排放量节约其他碳排放07 观点总结06 公司角度05 政策

7、角度04 氢能分布03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览01 简 介“能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们注：“通往巴黎之路”是一场全球气候行动，旨在将全球表面平均气温维持在不超过工业革命前水平2摄氏度以下。05到2050年的能源电气化潜力（占2018年消费量的百分比：EJ；DE,NL,BE）在能源方面，大约20%-50%的需求无法实现物理上或经济上的电气化4.8工业建筑环境运输4.33.1隔热性差的建筑物不适合使用电热泵集中供热在城区经济效益更高电气化的局限性：2018年能源消费无法实现电气化已经实现电气化12.24.3 EJ1.21.

8、91.2高：80%很可能实现电气化可实现电气化60%很可能无法实现90%电气化40%70%60%70%20-50%的能源实现 无法电气化。低：50%高温加热很难实现电气化重新设计新能源工艺的成本每公斤和每立方米的能量密度（范围）（航运和航空）开发周期不确定07 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览01 简 介“能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们数据来源：德勤能源系统模型基于欧统局能源平衡表（2020年6月(DE，NL，BE)）、经合组织、Shell Sky场景、国际能源机构SDS 和

9、Zsiborcs等，Electronics 8（2019年）；欧洲经济区06为什么是现在？尽管氢能几经讨论，但当前现状发生了变化技术赋能可再生能源商业化使绿氢生产成为可能可再生能源已经处于供大于求的状态，因此需要储能。如同太阳能光伏和风力涡轮机，电解器的成本开始急剧下降。欧洲一些地区（如荷兰）的电力并网阻碍了可再生能源的进一步部署， 因此需要运输能源的替代方案。政府推动政策重心由可再生能源电力转向复杂行业的脱碳作为疫情后复苏计划的一部分，欧洲各国政府正在加大对氢基础设施的投资。国家氢战略的制定为实现战略优势创造条件。07 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布03 氢供应技术概览0

10、2 氢需求行业概览01 简 介“能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们07化石燃料的使用和氢能潜力替代的可能性.为氢能创造机会，特别是在工业化学原料、工业过程加热、电力系统和货运方面化工原料领域例如，制肥工艺加热领域例如，钢熔炼缓冲器领域例如，汽轮机石油、天然气、煤炭乘用领域例如，私家车电气化（利基市场的氢能应用）货运领域例如，卡车运输氢能空间加热领域例如，散热器电气化（利基市场的氢能应用）氢能工业原料工业用热电力生产移动出行建筑环境07 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览01 简 介“

11、能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09烹饪领域例如，煤气灶联系我们08可再生能源价值链与氢的作用为能源价值链创造新的要素电解可再生能源发电合成烃类存储（可选）电力生产H2H2H2H2H2ee消费工业原料移动工业用热建筑环境运输eCx HxH2上游中游下游分散式电解e07 观点总结06 公司角度05 政策角度04 氢能分布03 氢供应技术概览02 氢需求行业概览01 简 介“能源的未来”系列刊物08“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们注：“e”指代电力0901 简 介氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结“能源的未

12、来”系列刊物0802 氢需求行业概览氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们1001 简 介氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结“能源的未来”系列刊物08细分行业采氢示例项目动力因素阻碍因素工业原料现有需求氢应用装置已经到位。原料氢较之转化烃（灰氢代替天然气）以及碳氢化合 物而言更具竞争优势。灰氢（蒸汽甲烷重整炉）生产资产已到位（已折旧），灰氢边际成本较低。由于距终端消费者较远，故难以获得绿色能源的溢价。例如，1 Gw电解器可取代来自小型模块化反应堆（small modular reactors - SMRs）的灰氢，用于泽 兰省(荷兰)的 i

13、/a 化肥（Yara）和精炼（Lukoil-Total Renery）。工业原料新需求原料氢较之转化烃（灰氢代替天然气）以及碳氢化合 物而言更具竞争优势。氢的生产和应用需要新资产支持。由于距终端消费者较远，故难以获得绿色能源的溢价。例如，LKAB、Vattenfall和SSAB的合资企业Hybrit试点使用氢代替焦炭直接还原铁矿石。在工业原料生产方面，由于可以替代转化后的碳氢化合物，氢能潜在竞争力更强可再生能源价值链与氢的作用02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们数据来源：SDR(2020)“1GW 泽兰氢工厂”；Hybrit公司网站1101 简

14、 介氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结“能源的未来”系列刊物08在工业用热方面，氢有潜力取代消费品公司的化石燃料，而公司可以从可再生能源的使用中获得 溢价细分行业采氢示例项目动力因素阻碍因素工业用热B2C消费品公司基于其绿色企业形象向消费者处获得溢 价，直接得益于氢能源的转型。通常能源成本在总运营成本的中的占比最小。技术壁垒较低，例如燃烧器和炉灶的能源可以较容 易换成氢。面向消费者的公司谨慎地平衡利益和风险，因为任何 的失败都与公司品牌息息相关。例如，联合利华在其阳光港工厂的工业规模锅炉中试 点采用氢能来助力家庭和个护产品的制造，并通过特定管道输送爱萨石油提供的蓝氢。工业用热B2B

15、技术壁垒较低，例如燃烧器和炉灶的能源可以较容 易换成氢。燃烧器也可以转换为在0%-100%天然气氢气含 量下运行，降低因氢能供应有限而停机的风险。由于B2B客户并不愿意为可再生能源支付溢价，故而 公司承担了额外的成本。较B2C公司而言，能源成本往往在总成本中占比较 大，因此向氢能转型的成本影响随之加大。例如，Nedmag开发了一款混合燃烧器，能够处理0%-100%的天然气/氢气混合物。处理不同的混合物可以缓解供应锁定的风险并实现向（绿色）氢能的平稳过渡。氢能在工业用热中的潜力02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们1201 简 介03 氢供应技术概

16、览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们消费品公司可以从化石燃料转向氢燃料来吸引消费者。对于营销和运营费用来说，成本增幅是最小的消费品公司能源成本3,0003,50001,5002,5005002,0001,00064%化石燃料$ / 吨69%21%0%氢能64%15%化石燃料21%2%13%氢能14%0%17%14%1%69%16%能源成本营销其它营业费用营业毛利注：假设化石燃料使用100%的天然气，成本为5美元/千兆焦耳，氢气为35美元/千兆焦耳。 数据来源：2019年度公司年度报告；2019年度公司环境绩效指标约1,950 美元/

17、吨约3,250美元/吨从化石能源向氢过渡只会略微增加消费品 公司的总成本，因为能源成本在总成本中 所占的份额相对较小。02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1301 简 介03 氢供应技术概览氢能分布政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们在电力系统方面，氢可以作为可再生能源电力生产的存储介质；与直接用电相比，氢可以从缓冲、 套利和替代运输中获益氢能发电潜力电力过剩电解存储替代方案罐储由于资本支出过高，罐储与电池 相比不具竞争优势。无位置限制地下储藏资本支出较低，可实现季节性 存储。区位限制和技术复杂性电力生产氢涡轮调峰电

18、站燃料电池电力生产优势：缓冲：通过存储介质匹配电力生产和消费的供需套利：在电价低时生产和储存能源，在电价高时出售电力运输：防止电网堵塞，将现有天然气网络转换为氢气运输网络02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1401 简 介氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们氢能为移动出行的脱碳提供了机会，高储能密度增强了续航能力、加快了充电速度氢能在移动领域的潜力OMERI)细分行业采氢示例项目动力因素阻碍因素卡车和公共汽车商业车队的成本优势：续航里程更长（1200公里，普通电池型为800公里）和充电速度更快（15分钟，普

19、通电池型为60分钟）。需要新的加气网络。较普通电力而言，每公里能源成本更高。特斯拉汽车与纯电动汽车相比，续航里程更长、充电速度更快、更为便利。但一般私人旅行不需要。需要新的加气网络。较普通电力而言，每公里能源成本更高。丰田航运就储能密度而言，氢能比电池更适合全球范围内的航运。可用于燃料电池或燃烧过程。行业将决定是否利用燃料技术更换化石燃料，或将使用氨能源。韩国造船 海洋设备 研究院（K铁路运输规避了电气化铁轨成本过高的情况。因此适合于长途、低利用率的轨道运输（例如农村或采矿货运）。较普通电力而言，每公里能源成本更高。施泰德空运储能密度优于电池。两者都可以在涡轮机中燃烧以助力起飞，通过使用燃料电

20、池驱 动飞行。在入市前，需要在推进技术和飞机机身设计上进行大量的研发 投资。空客专业设备比电池充电速度更快，成本优势明显，可用于24小时仓库的叉车。现场只需使用少量续能设施。较普通电力而言，每公里能源成本更高。丰田注：全距充电时间数据来源：交通与环境(2020)“氢和电动卡车之比较”；公司网站02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1501 简 介04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们虽然氢对于当今的专业设备而言只是一个可行的替代方案，但在未来货运领域的潜力巨大氢能在未来移动领域的潜力公路货运的二氧化碳

21、排放量占全球碳排放总量的9%。人们普遍认为，使用纯电动重型卡车的续航里程和充电 时间会受到限制，氢燃料电动汽车(FCEV)将是最有可能 的解决方案。然而，一项正在进行的关于公路货运脱碳的研究表明， 对重型卡车而言，纯电动汽车因其负载循环的优势可能 会有一席之地。航运的二氧化碳排放量占全球碳排放总量的3%我们的研究表明，氢是“未来燃料”有力竞争者之一， 而氨也在竞争行列之中。虽然使用了氢离子，但绿色氨能作为燃料时所需的基础 架构与氢不同。2030年2050年卡车和公共汽车03 氢供应技术概览汽车航运铁路运输空运专业设备数据来源：国际能源署“二氧化碳排放量按行业分类”使用纯电动重型卡车的续 航里程

22、和充电时间会受到 限制，氢燃料电动汽车（FCEV）将是最有可能的 解决方案氢是“未来燃料”有力竞 争者之一，而氨也在竞争 行列之中02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1601 简 介03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们在建筑环境领域，氢气可以在燃气网络中与其他能源混合满足家庭需求氢能在建筑环境领域的潜力现有用途短期长期在建筑行业，氢已经可以通过与其他能源进行少量混 合来使用。5%-10%的掺氢比有助于扩大氢的生产，使其价格更 能为大众所接受以此可以得到更好的混合效果，提升率达3

23、0%，特别是燃气管网的部分部件完成改进之后；或现行规例进行调整之后。当燃气网络完全由氢能网络取代或新的氢基础设施准 备完毕之时：氢锅炉可实现零碳排放；制氢发电联产系统和燃料电池提供热量和电力，使离网系统成为可能。50% H250% GasH2HeatElectricityFuel-cellH202 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1701 简 介03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们到2030年，氢在建筑环境中的应用正在进行试点项目氢能在建筑环境领域的潜力利兹（英国）霍赫芬（荷兰）

24、Stad aan het Haringvliet （荷兰）示例说明改造现有气栅以容纳100%的氢气年均总需求量=5.9 TWh蓝氢产量每年15万公吨英国主要城市天然气正在逐步100%转为氢气供应到2035年实现370万套住房和企业改造，到2050年这一数 字将达到1,570万新建和现有居住区现有燃气基础设施正在100%转换为绿氢（本地）获得绿氢是在建筑环境中进一步发展和应用氢能 的先决条件改造100个新住宅和400个现有住宅居民区现有燃气管网正在实现100%改氢由于老旧和独立住宅无法达到规定的隔热水平，全电热泵无 法作为替代方案就近连接风力涡轮机进行绿氢制造改造600所现有住宅，并尽可能在20

25、50年前使整个城市达 到气候中和数据来源：H21.green；利兹气候委员会；Proefproject Hoogeveen Publiek Rapport 2020；S02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1801 简 介氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们第一批有氢需求行业将是工业用热和消费品公司的公路货运，可以从消费者中获得溢价氢能在各需求行业的潜力20302050氢能潜力评估工业原料现有低高潜力大，与（更昂贵的）灰氢而非直接与化石燃料相较由于现有的灰色氢资产边际成本低，难以获得溢价，导致应用缓慢新建中高

26、潜力大，与（更昂贵的）转化碳氢化合物而非直接与化石燃料相较难以满足对新技术和新资产的需求、难以获得溢价工业用热B2C高高潜力大，因为消费品公司可以从客户获得绿色能源的溢价，以弥补较高的能源支出B2B低高潜力大，技术壁垒低由于难以获得溢价且能源成本占总成本的比例较高，导致应用缓慢电力生产低中灵活服务潜力尚可储存过剩的可再生能源，在高峰时段使用运输服务潜力尚可管道较电缆的成本优势超过转换带来的损失移动出行卡车和公共汽车中高潜力大，相对于电动汽车，续航里程更长、充电时间更短、成本优势更为明显需要足够的加油站设施才能实现运营汽车低低潜力小，因为电动汽车维持低价策略，且一般的乘用车对续航里程和充电时间的

27、要求不高航运中中行业将决定是否利用燃料技术更换化石燃料由于储能密度高，氢具有获利潜力，但氨能或成为强劲对手铁路运输低中潜力小，因为多数火车使用电气驱动比氢能成本更低在电气化成本高的情况下，一些长距离、低利用率轨道运输潜力尚可空运低中潜力小，因为航空对储能密度要求极高，而生物燃料或合成碳氢化合物拥有更高的储能密度专业设备高高潜力大，相对于电动设备，续航里程更长、充电时间更短、成本优势更为明显因为其仅限于现场使用，所以通常只需要少量的蓄能设施建筑环境低中潜力尚可在无法实现电气化或区域供暖或无生物量替代方案的情况下，尤其是市中心老旧建筑的保温性能差02 氢需求行业概览02 氢需求行业概览“能源的未来

28、”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济1901 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们中国氢能发展新进展顶层设计逐渐清晰，相关政策涉及氢能产业链各环节：中国尚未出台针对氢能发展的专项政策，但氢能发展措施出现在各大部委发文中，综合相关政策来看，顶层设计在氢能的制储运加用 各环节都有所布局；地方积极性高涨，氢燃料电池示范城市群鼓励政策为驱动：财政部等五部委采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励，目前30多省市自治区陆续发布氢能规划；目前中国氢气80%来自化石能源，

29、氢能80%用于工业领域：中国氢源结构为煤制氢的氢气占比约62%、天然气制氢占19%，工业副产占18%，电解水制氢仅占1%；氢能消费结构为生产合成氨用氢占比37%、甲醇 用氢占比19%、炼油用氢占比10%、直接燃烧占比15%、其他19%；长期来看绿氢成为氢源主要选择：可再生能源制氢在2030年有望达到平价，2060年可再生能源制氢规模有望达到1亿吨，占氢能总需求量的80%，终端能源消费占比20%，减排量约占当 前中国二氧化碳总排放量的13%。央企积极布局氢能产业链：储运及加氢站（中国石化、中国石油），氢能装备（国家能源集团、中船重工），氢燃料电池及核心部件（国家电投、东方电气），终端应用（东风集

30、 团、宝武集团）。02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2001 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们碳达峰碳中和目标及技术进步推动中国氢能发展驶入快车道中国氢气年需求量及终端能源消费占比（万吨，%）中国各类制氢成本及供应结构预测25003715600013000202020302050206010%5%1%20%数据来源：中国氢能联盟、德勤研究0102030402020203020402050绿氢元/kg蓝氢、灰氢02 氢需求行业概览“能源的未来”系列

31、刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2101 简 介02 氢需求行业概览氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结思想领导力联系我们氢供应技术概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2201 简 介02 氢需求行业概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们天然气中水蒸气重整生成灰氢或者蓝氢（利用二氧化碳捕获和封存技术），可再生能源发电电解生 成绿氢03 氢供应技术概览制氢方法灰氢H2O水CH4蒸汽 重整装置水汽 变换反应CO2二氧化碳H2灰氢甲烷蓝氢H 2O水CH4CO2二氧化碳H2蓝氢碳捕集与封存甲烷蒸汽 重整装

32、置水汽 变换反应绿氢风能电力H2O太阳能H2绿氢O2电解器目前的制氢过程几乎全部是天然气生产的灰氢灰氢的碳排放量高蓝氢制备方法与灰氢相同，但使用了碳捕集与封存技术产能可控，因此不需要储存或成为实现绿色氢能的途径水氧气绿氢是目前唯一的100%可再生氢的生产方法需要储存以平衡可再生能源的产量浮动和稳定需求之间 的矛盾鉴于电解工艺的差异，要实现稳定供电，最好采用成熟 的碱性点解技术，而间歇供电最好采用新开发的PEM 技术“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2301 简 介02 氢需求行业概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系

33、我们若可再生电力价格下降且电解器成本下跌，同时碳税削弱了化石燃料的竞争力，那么绿氢的成本竞 争力会提升绿氢制备工艺绿氢的成本竞争力由以下因素决定：可再生电力成本，即主要变动成本，持续下跌大规模的集中电解可在最终结点产出绝大部分氢能绿氢风能电力H2O水太阳能H2绿氢电解器123O2氧气12电解器成本，即主要固定成本，由于技术改进和规模化生产而 下降（如太阳能光伏）3碳税使得无碳绿氢较之于化石燃料更具竞争力03 氢供应技术概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2401 简 介02 氢需求行业概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物080

34、9 联系我们随着技术的成熟，蓝氢可以在短期内开始供应，而无需等待绿氢成本下跌蓝氢制备工艺蓝氢的成本竞争力由以下因素决定：对于来不及等待绿氢成本下降的公司而言，蓝氢可作为低碳氢来过渡。蓝氢H 2O水CH4CO2二氧化碳H2蓝氢碳捕集与封存甲烷蒸汽 重整装置水汽 变换反应1231天然气，即主要可变成本，价格便宜，供应充足2蒸汽重整器，即主要的固定成本，技术成熟，比电解器更具成 本优势3碳捕集与封存/使用技术可提升成本效益（例如在枯竭的气井中 或在甲醇中实现再利用），节省碳税注：（1）也可以使用其他碳氢化合物，如煤或精制燃料气体03 氢供应技术概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经

35、济2501 简 介02 氢需求行业概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们绿氢虽短期内高于蓝氢，我们预测其成本将大幅下降。两者若在政策和碳税扶持，未来能与化石燃 料比肩制氢成本预测制氢（而非仅提取）的成本往往比化石燃料更高，因此需要政策激励来增强其成本竞争力2.03.50.00.51.01.52.53.04.04.55.02.5美元-4.6美元1.4美元-2.9美元 1.4美元-2.9美元 1.2美元-2.8美元0.7美元-1.7美元1.5美元-3.0美元2020203020502019年氢价（美元/公斤）2019年氢价（美元/千兆焦

36、耳）35.331.828.324.721.217.714.110.67.13.50.0成本范围预测：绿氢蓝氢天然气03 氢供应技术概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济数据来源：彭博社NEF (2020)“氢经济展望”2601 简 介02 氢需求行业概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们尽管氢系统的效率会因转换过程中的能量损失而降低，但就系统成本而言，它比电气化更具优势氢转化效率与系统成本注：未考虑运输和储存方面的低效率；仅以热值计算效率。 数据来源：Hydrogen Europe与直接用电相较，电转氢再转电/热

37、的转换过程会产生能量损失，转 换效率仅为25-50%然而，相对于电气化而言，低系统成本要好于低系统效率 鉴于电气化有物理限制，氢可帮助终端用户实现脱碳 每单位能量的氢气管道运输比电缆运输成本低8至15倍 氢能可以封存，达到100%的间歇可再生电力的集聚。可再生能源发电电解最终使用燃料电池最终使用燃烧eH2eC40-60%氢转电效率特定情况下 氢转热效率25-50%系统效率60-80%系统效率60-80%电转氢效率03 氢供应技术概览“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2701 简 介02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物0809 联系我们氢供应技术概览氢能分布政策角度公司

38、角度观点总结氢能分布“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2801 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们由于氢的每立方米储能密度较低，目前以氢的形式运输能源比运输化石燃料更昂贵04 氢能分布氢的储能密度和运输的影响每立方米氢气的储能密度较低（相当于天然气的1/3），这意味着同 一辆卡车或管道可以运输的能量较少，因此需要执行额外的压缩或冷却操作，导致成本增加拉长货运行程，导致费用增加每千克氢的储能密度越高，运输的重量就越少氢的流速更快（比天然气快约3倍），这意味着在管道运输评估时，部分储能

39、密度被抵消相对于化石燃料而言，氢能的管道运输比卡车运输具有更大的成 本优势00204060汽油20406080100120140160储能密度重量上（兆焦耳/千克）焦炭储能密度体积上（兆焦耳/立方米）1氢能液化石油气液化天然气天然气化石燃料氢能注：（1）压强为3,000 psi数据来源：WEO2019；Grey Cells Energy - “氢市场”；Shell(2018)“氢研究”“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济2901 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物08氢运输的替代方案与我们熟知的化石燃

40、料类似，即货车（低容量），管道（高容量）和长距离（洲际） 轮船最有效的氢运输替代方案（从距离和体积而言）分布量（吨/日）运输距离（公里）货船分布管道输送管道本地洲际城际城区不可行10,0001101001,00001,000110100货车例如，欧洲氢能主 干计划 例如，北非和欧洲 之间以及澳大利亚 和日本之间的液体 氢运输计划例如，DSOs在建筑 环境中氢分布计划例如，一些工业企 业将少量氢气输送 至加气站和试点项 目场地04 氢能分布“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们数据来源：彭博社NEF (2020)“氢经济展望”3001 简 介02 氢需求行业概览03

41、氢供应技术概览05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物08氢能为分散式电解工艺提供了新的可能性，其优点在于完全不需要任何运输设施分散式电解工艺的成本效益分布量（吨/日）运输距离（公里）货船分布管道输送管道本地洲际城际城区10,0001101001,00001,000110货车分散式电解工艺成本效益更高例如，加气站中集装箱 大小的电解器在以下情况下，分散式电解工艺的成本效益比货车运输更高：分散选址可降低可再生能源电力的成本（从电网或专用太 阳能光伏或风能的角度）对于充分利用电解器而言体积足够大；但对于管道输送而 言体积较小到中央电解器的距离很长，因此可节省大量的运输成本0

42、4 氢能分布“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们数据来源：彭博社NEF (2020)“氢经济展望”；德勤摩立特分析报告3101 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们储存在通过稳定供需实现氢过渡方面发挥着至关重要的作用，因为制氢方法是按照间歇性可再生能 源的模式氢的储存和释放注：制氢的方式按照欧洲风力发电的模式。 图表中的数据仅用于说明。氢的需求，尤其是工业方面需求，将始终稳定绿氢产量将随着间歇性可再生能源 电力的产量而产生波动因此，储存环节是至关重要的，因 为很大一部分氢的

43、供应和需求都将 通过储存和释放来实现这要求运输目的地对生产变化迅速 做出反应，而这只能通过管道运输 来实现储能是政府推动氢转化的重点，也 是企业发展所面临的机遇Hydrogen volume一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月储存（产大于需）释放（需大于产）需求存储量（未按比例）04 氢能分布“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济数据来源：欧洲风能协会；国际能源署；德勤摩立特分析报告32简介氢需求行业概览氢供应技术概览政策角度公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们从长远来看，地理环境将决定氢成本，因此进口商会选择从可再生能源电力成本最低的

44、地区进口（无论是通过管道运输或是航运）远期氢成本北非欧洲氢能联合宣言“根据欧洲和北非的联合氢战略，到2050年将建立一个由50%可再生能源电力和50%绿氢构成的欧洲能源系统。”氢非洲和欧洲之间的桥梁澳大利亚日本的减排“氢之路”“这一项目由联盟注资5亿美元打造，旨在从世界首批零排 放能源供应链中实现褐煤制备氢气。”金融评论报葡萄牙与荷兰加强绿氢方面的双边合作“两国申明，计划打造战略进出口价值链，以确保绿氢的 生产以及从葡萄牙到荷兰及其腹地的运输。”荷兰政府报04 氢能分布“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济数据来源：国际能源署“氢的未来”33简介氢需求行业概览03 氢供应技术概

45、览05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物08合成碳氢化合物燃料可以利用可再生电力制得的氢，以及废物流或空气中直接生产的二氧化碳合成烃类燃料的生产工艺太阳能光伏发电二氧化碳活化二氧化碳472千克直接从空气中捕集氢气2.8千兆焦耳电力4.7千兆焦耳合成一氧化碳270千克 2.5千兆焦耳合成碳氢化合物燃料5.5 千兆焦耳200美元/桶大气二氧化碳供水电解氢气4.9千兆焦耳电力9.6千兆焦耳04 氢能分布“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们数据来源：O. Kraan：“论能量转换的出现-焦耳”（2019）3401 简 介02 氢需求行业概览“能源

46、的未来”系列刊物08氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结政策角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济09联系我们3501 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们各国政府依据其总体能源和工业政策议程，正着手开发氢生态系统以降低氢成本.全球氢政策目标欧盟：所有方面沙特阿拉伯：供应推动澳大利亚：供应推动能源进口国希望脱碳并实现能源独立绿色能源、技术补贴与需求刺激利用化工和管道基础设施 日本：需求拉动能源进口国希望在运输领域有所创新聚焦移动领域和电力生产能源出口国希望创造不依赖化石燃料

47、的就业机会太阳能和风电场中的绿氢作为肥料原料2030愿景计划的一部分能源出口国重点关注蓝氢出口日本中国：技术推动能源进口国最具成本竞争力的技术（电解器和燃料电池）到2030年实现100万辆燃料电池电动车的目标研发资助、使用奖励05 政策角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济3601 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们除了针对具体国家的氢战略之外，欧盟的氢和能源系统一体化战略将设定一个新的清洁能源投资议程欧盟氢能战略促进欧洲可再生氢能源的生产氢作为原料、燃料或能源载体和储存介质，应用

48、于工业、运输、电力和建筑行业“下一代欧盟”（欧盟委员会经济复苏计划）强调将氢能投资放在首位，促进经济增 长、加强增长韧性、促进当地就业并巩固欧盟的全球领导地位范围扩大规模投资前景现在至2030年：电解器投资从240亿欧元上升至420亿欧元要求：2,200亿欧元至3,400亿欧元的投资用于扩大规模，并直 接将80-120吉瓦的太阳能和风能生产能力连接到电解器，以提 供必要的电力CCS改造：现有工厂的一半约110亿欧元运输和基础设施投资：650亿欧元现在至2050年：欧盟的生产能力投资将达到1,800亿欧元至4,700亿欧元需大量投资帮助终端行业转向氢消费和氢基燃料现在至2024年安装6吉瓦（可再

49、 生氢）以上的电 解器可再生氢能产量 达100万吨2025年至2030年欧盟综合能源系 统的一部分电解器：高于40吉瓦的可再生能源可再生氢能产量1,000万吨2030年至2050年可再生氢能将大 规模应用于脱碳 困难的行业需求创造逐步打造新的主导市场；加强工业应用，赋能移动领域工业上：1）减少和取代（制氨和新式甲醇生产）精炼厂所使 用碳密集型氢气；2）零碳炼钢工艺移动领域：1）自用：例如本地城市公交、商用车（例如，出 租车）或铁路交通的中无法电气化的特定部分 2）重型公路车 辆、氢燃料电池列车、内河航道和短海航运、航空和海洋相关 行业05 政策角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行

50、的氢经济3701 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们欧洲各国为应对新冠肺炎疫情制定的财政刺激计划中列明了针对于氢能专项投资，也是政府给予人 民的承诺2020年欧洲氢能投资公告欧盟德国法国西班牙葡萄牙荷兰欧洲委员会六月：概述新冠肺炎疫情后的经济复苏计划，包括90亿欧元的投资用于扩大氢产能九月：计划投资70亿欧元于氢能产业，其中20亿欧元是1000亿欧元后疫情时代经济复苏计划的一部分十月：批准包括4吉瓦电解设施在内的氢战略，该战略需要89亿欧元的政府和社会的联合投资五月：国家氢能战略发布，预计到2030年

51、投资额达到70亿欧元三月：经济事务和气候政策部部长发表Kamerbrief Kabinetsvisie Waterstof九月：公布“国家成长基金”，制定200亿欧元预算用于长期投资七月：发布氢能战略，预计到2050年氢能投资从1,800亿欧元增长至4,700亿欧元政府投资将主要用于有利于市场的基础设施（例如加油站、管道）建设和生产的第一推动者（例如第一台电解器）数据来源：公告05 政策角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济3801 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们混合义务创新预

52、算市场工具根据投资公告，各国政府采取了各种措施刺激氢能市场的发展，例如混合义务、创新预算和利用市 场工具等市场开发工具说明供应商在天然气中交付一定份额的氢气(约5%至15%) 的义务创造对氢的额外需求，赋能氢市场的发展政府可以强制执行混合义务对市场的影响显著需要少量投资，例如，只需替换压缩装置和阀门以及 应用装置，即可增加氢能的百分比小额投入只能助力市场启动，无法扩大市场规模将高溢价产品与商品产品混合可能会令氢能贬值示范项目供资计划（例如创新型基金、增长型基金等）推动经济增长以应对气候变化对非商业性项目的融资支持银行融资风险下降研发加快只限于一次性融资帮助商业从事者满足供资要求，即使与项目的策

53、略无关特定产品的补贴（例如SDE+)提升特定产品的税收（例如碳税）结构性财政支持财政支持是技术中立的氢能暂时无法用于商业化的市场融资市场工具并不是针对能源载体所设计，无法与太阳能和 风能相较05 政策角度优势缺点“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济3901 简 介02 氢需求行业概览“能源的未来”系列刊物0809 联系我们氢供应技术概览氢能分布政策角度公司角度观点总结公司角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济4001 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们钢材原料创办

54、合资企业，名为HYBRITT通过直接还原技术、使用氢作为原料生产钢材LKAB用生物燃料加热制粒铁；Vattenfall为制氢提供绿色 能源试点阶段至2024年，2025年后完成建厂钢材原料通过直接还原技术、使用氢作为原料蒂森克虏伯在鼓风炉中注入氢气进行实验RWE（将）提供氢计划2022年将所有鼓风炉完成转换钢材用热在瑞典奥沃科集团旗下的一家工厂进行了一项实验，内容 是在轧钢前使用氢气对钢材进行加热氢气已取代液化石油气成为燃烧燃料化工原料Haldor Topsoe开发了一项新的“绿色”制氨技术 SOEC利用可再生能源，SOEC可生产氢气和氮气，两者皆作为氨 能原料SOEC助力氨厂发展，达到目前最

55、先进的设施的节能标准SOEC示范工厂计划于2025年建成，预计2030年投入使用化工原料与a.o.旗下的集团Haldor Topsoe、Axpo和西门子能源 股份公司进行合作将氢与二氧化碳废气结合制成“乙醇”，用作燃料或原料计划2023年投入使用镁材用热正在着手开发一种混合加热方案，能够处理不同的天然气/ 氢混合物（氢含量0%-100%）处理不同的混合物以降低供应锁定的风险并实现向（绿 色）氢能的平稳过渡将于2020年在Nedmag的某一地点进行测试鉴于氢能的可观前景，一些公司已注资开始项目试点，主要围绕氢作为工业原料的使用氢能试点项目Source: company websites, 06

56、公司角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济41简介氢需求行业概览氢供应技术概览氢能分布政策角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们NortH2绿氢由能源供应商、电网和港口运营商组成的联盟旨在打造从离岸风能到绿氢制、输、储、供一体化的链条2030年的目标产能为3-4吉瓦，满足荷兰和西北欧洲其他地区的工业用户的需要通过计划氢气中的荷兰氢网再利用天然气管道运输，并储存在盐穴中最终投资前的阶段Zero Carbon Humber蓝氢由能源供应商及用户、电网和港口运营商组成的联盟目标是到2040年将Humber产业集群转变为英国首个净零碳集群氢能在Triton燃气发

57、电厂的应用满足了挪威国家石油公司（Enquinor）首个生产装置（600MW）的能源需求产能可继续扩大，并通过当地管网向钢铁、化工等行业提供工业用热最终投资前的阶段正在制定大规模氢气供应项目氢能数据来源：项目网站06 公司角度“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济4201 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度06 公司角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们根据投资公告，各国政府采取了各种措施刺激氢能市场的发展，例如混合义务、创新预算和利用市 场工具等06 公司角度市场开发工具B2B商业安排实例及思考制氢并非新技术。其在石

58、化行业的应用已有数十年。所谓 变化只是从一个行业组成部分转变成为主流洁净能源之 一，氢的应用预计有潜力以每年超过5%的复合增长率发 展，从石化园区走入各种商业终端应用。因此，与其说氢 技术的突破，或者开发其实不缺的应用场景，更确切地说 氢的应用推广瓶颈在于如何以具竞争力的成本搭建完整应 用产业链条。归根结底这离不开资金的循环支持。借鉴其他清洁能源，政府的多种政策手段同样能扶持氢产 业发展，有前瞻性的绿色资金也能助其一臂之力。但这些 支持不会永远存在，更何况还有其他待支持的清洁能源产 业在抢占资金。氢企业和市场参与者也需要有创新的发展 渠道可持续地布局产业链及时获得投资回报。国际一家以蓝氢提供运

59、输车辆、园区后勤车队、机器人、 小型电网、备用电源等燃料电池和储能解决方案的P上市 龙头氢企业与其下游重大核心客户就开创了纯商业利益捆 绑的氢业务。其中一个利益捆绑方式为4年前这家氢企业和世界最大电 商之一A达成了以P企的认股权证（高达P企2成的股权） 回馈长期采购氢解决方案的合同。该方案下A电商需在合同期结束前采购不少于6亿美元的 氢解决方案以换取认股权证的行使权。截至今日，该纯 市场行为为A电商录得超过3个亿美元的上市股票投资 收益；为P氢企赚取超过6亿美元得业务收入，稳定现金流，以及持续更长久的强强合作，从业务发展角度是个成 功的互惠互利商业案例。“能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创

60、造可行的氢经济4301 简 介02 氢需求行业概览03 氢供应技术概览04 氢能分布05 政策角度07 观点总结“能源的未来”系列刊物0809 联系我们通过联盟和生态系统进行合作对于获取专业知识和加快发展至关重要大型氢项目（按公司和地域划分）十大氢电解器项目（按公司分列）大型氢项目（按地域划分）数据来源：Rystad Energy ReneratableCube（2020）；美国能源经济和金融分析研究所分析报告CWP RenewablesInterContinental Energy京能清洁能源Hydrogen Renewables AU GasunieAustrom Hydrogen She