（報(bào)告出品方/作者：國(guó)信證券，商艾華）
1.1.氫能補(bǔ)齊頂層設(shè)計(jì)“1”
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035 年）》補(bǔ)齊了我國(guó)氫能頂層設(shè)計(jì)“1+N”中的“1”，意義在于從國(guó)家層面給予產(chǎn)業(yè)一個(gè)“身份證”。作為國(guó)家中長(zhǎng)期氫能頂層規(guī)劃：2021-2025年，目標(biāo)明確，量化清晰。2025-2035年，遠(yuǎn)景規(guī)劃方向明確，量化指標(biāo)隨著N個(gè)政策的出臺(tái)將逐步明確。
1.2.氫能“1+N”政策體系將逐步完善
《規(guī)劃》延續(xù)了碳中和“1+N”政策文件要求?！兑?guī)劃》是一個(gè)偏宏觀趨勢(shì)、從點(diǎn)到面、“大而全”的中長(zhǎng)期規(guī)劃，“N”部分將繼續(xù)由各部委進(jìn)行延續(xù)。《規(guī)劃》符合國(guó)家安全、能源革命、“雙碳”目標(biāo)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等大背景要求。
1.3.雙碳目標(biāo)下，氫能中長(zhǎng)期三點(diǎn)定位
氫能是未來國(guó)家能源體系的重要組成部分。 充分發(fā)揮氫能作為可再生能源規(guī)模化高效利用的重要載體作用及其大規(guī)模、長(zhǎng)周期儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)異質(zhì)能源跨地域和跨 季節(jié)優(yōu)化配置，推動(dòng)氫能、電能和熱能系統(tǒng)融合，促進(jìn)形成多元互補(bǔ)融合的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系。
氫能是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體。 以綠色低碳為方針，加強(qiáng)氫能的綠色供應(yīng)，營(yíng)造形式多樣的氫能消費(fèi)生態(tài)，提升我國(guó)能源安全水平。發(fā)揮氫能對(duì)碳達(dá)峰、 碳中和目標(biāo)的支撐作用，深挖跨界應(yīng)用潛力，因地制宜引導(dǎo)多元應(yīng)用，推動(dòng)交通、工業(yè)等用能終端的能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型和高 耗能、高排放行業(yè)綠色發(fā)展，減少溫室氣體排放。
氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。 以科技自立自強(qiáng)為引領(lǐng)，緊扣全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)，加快突破氫能核 心技術(shù)和關(guān)鍵材料瓶頸，加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)壯大，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈良性循環(huán)和創(chuàng)新發(fā)展。踐行創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)氫能技術(shù)裝備取得 突破，加快培育新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式，構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系，打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的新增長(zhǎng)點(diǎn)，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展 注入新動(dòng)能。
2.1.氫能作為跨行業(yè)跨部門的二次能源具有變革作用
氫能作為二次能源,屬于零碳能源。氫能非常高效，熱值是汽油的3倍， 氫燃料電池的效率可達(dá)60%。氫能可以作為電、熱、氣等能源互聯(lián)的媒介，是在可預(yù)見的未來實(shí)現(xiàn) 跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化的唯一途徑。在2060年碳中和情景下，氫能在我國(guó)終端能源消費(fèi)中占比將達(dá)20%左右， 可再生能源制氫產(chǎn)量約為1億噸。
中國(guó)在實(shí) 現(xiàn)2060年碳中和的路徑風(fēng)電和太陽能發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)中的占比提高到 80%；氫能占終端能源消費(fèi)的份額從目前的較低水平提高到16%。（氫 的消費(fèi)量將從目前的極低水平增長(zhǎng)至2060年的17艾焦耳/年以上。相當(dāng) 于5.8億噸煤當(dāng)量） 氫能在終端能源消費(fèi)占比無論是16%，還是20%，我國(guó)要實(shí)現(xiàn)“3060 目 標(biāo)”必然需要?dú)淠茏鳛橹匾M成部分參與國(guó)家能源體系。因此，氫能作為跨行業(yè)跨部門能源，加快發(fā)展氫能能夠?qū)ο嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn) 生變革作用。
2.2.氫能與電能作為重要的二次能源
2019 年，中國(guó)的碳排 放占全球碳排放總量 的 27%。作為世界上 最大的能源消費(fèi)國(guó)和 碳排放國(guó)，中國(guó)將逐 漸擺脫對(duì)煤炭的依賴， 轉(zhuǎn)向可再生能源和清 潔能源。這一轉(zhuǎn)變將推動(dòng)低碳 和無碳能源、技術(shù)以 及新型增長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展，從而帶來巨大的 機(jī)遇，氫能與電能作 為重要的二次能源在 能源供給以及各行業(yè) 終端消費(fèi)中的應(yīng)用替 代優(yōu)勢(shì)明顯。
2.3.氫能是未來國(guó)家能源體系的重要組成部分
2020年我國(guó)氫氣產(chǎn)能大概在4100萬噸，年產(chǎn)量在3300多萬噸。目前，中國(guó)氫氣產(chǎn)能已超過4100萬噸/年,其中化石原料（煤制氫、天然氣重整等）制氫占70％，工業(yè)副產(chǎn)氫占比近30％，而電解水 制氫占比不到1％。要實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)，氫能將在重工業(yè)、運(yùn)輸、建筑供暖等難以脫碳的行業(yè) 發(fā)揮重要作用。2060年氫氣的年需求量將從目前3300多萬噸，增加到1.3億噸左右，需求可能要翻4倍。交通領(lǐng)域到2060年用氫能的量也要超過4000萬噸，交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用對(duì)氫氣的需求是完全新增長(zhǎng)的一個(gè)量。
3.1.能源革命：能源生產(chǎn)方式及消費(fèi)方式發(fā)生變革
2020 年 9 月，中國(guó)政府提出“3060 目標(biāo)”，即于 2030 年前達(dá)到二氧化碳排放峰值，并力爭(zhēng)于 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。實(shí)現(xiàn) 3060 目標(biāo)并非易事。要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，時(shí)間緊任務(wù)重，中國(guó)必須以前所未有的速度，對(duì)其能源體系實(shí)施根本性變革。
3.2.能源轉(zhuǎn)型中氫能的作用
第一，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高效可再生能源的消納；第二，在不同行業(yè)和地區(qū)間進(jìn)行能量再分配；第三，充當(dāng)能源緩沖載體提高能源系統(tǒng)韌性；第四，降低交通運(yùn)輸過程中的碳排放；第五，降低工業(yè)用能領(lǐng)域的碳排放；代替焦炭用于冶金工業(yè)降低碳排放，降低建筑采暖的碳排放。
3.3.氫能作為零碳能源推動(dòng)較難實(shí)施減排行業(yè)減碳
中國(guó)實(shí)現(xiàn)3060要變革中國(guó)能源體系，變革能源供應(yīng)和能源終端需求使用行業(yè)，尤其是較難實(shí)施減排的交通運(yùn)輸和工業(yè) 等行業(yè)。目前，工業(yè)排放占中國(guó)能源相關(guān)二氧化碳排放總量的24%，交通運(yùn)輸行業(yè)排放占11%。中國(guó)重工業(yè)規(guī)模大，中國(guó)水泥和 粗鋼產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的60%，重要工業(yè)化學(xué)品產(chǎn)量占30%。重工業(yè)仍然是能源需求與消費(fèi)的重要來源。因此，鋼鐵、水泥和化工等行業(yè)將需要優(yōu)先考慮以低碳?xì)淠芎蜕镔|(zhì)燃料 來替代煤炭作為主要能源。
4.1.鼓勵(lì)發(fā)展綠氫符合能源安全戰(zhàn)略
本次《規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)貫徹“四個(gè)革命、一個(gè)合作”能源安全新戰(zhàn)略：推動(dòng)能源消費(fèi)革命、能源供給革命、能源技術(shù)革命、能源體制革命， 全方位加強(qiáng)國(guó)際合作。本次《規(guī)劃》四大原則之一：安全為先，清潔低碳。不僅要確保氫能利用安全可控，重點(diǎn)在構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體 系，重點(diǎn)發(fā)展可再生能源制氫，嚴(yán)格控制化石能源制氫。在中長(zhǎng)期頂層規(guī)劃中將綠氫作為保障氫安全的重大發(fā)展方向做了明確指引。
4.2. 綠氫能夠推動(dòng)化工和煉鋼等難以脫碳的行業(yè)脫碳
氫元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，而氫能作為一種二次能源，需要通過制氫技術(shù)進(jìn)行提取。目前，現(xiàn)有制氫 技術(shù)大多依賴化石能源，無法避免碳排放。而根據(jù)氫能生產(chǎn)來源和生產(chǎn)過程中的排放情況， 2019年6月“世界能源理事會(huì)”把伴有大量 CO2排放的氫稱為“灰氫”，把CO2通過CCUS或CCS利用或封存避免排放的氫稱為“藍(lán)氫”。用可再生能源電解水制得的氫被稱為“綠氫”， 是未來制氫的發(fā)展方向。目前，市面上絕大多數(shù)氫氣是灰氫，約占當(dāng)今全球氫氣產(chǎn)量的95％。
綠氫是發(fā)展氫能的初衷。所謂綠氫，是指利用可再生能源分解水得到的氫氣，其燃燒時(shí)只產(chǎn)生水，從源頭上實(shí)現(xiàn)了二氧化碳零排放，是 純正的綠色新能源，在全球能源轉(zhuǎn)型中扮演著重要角色。因此，灰氫、藍(lán)氫與綠氫相比在生產(chǎn)氫能的過程卻并不是百分之百“零碳”。發(fā)展氫能就是為了能源的“去碳化”，無碳能源生產(chǎn)“綠色的氫”才是真正清潔氫，是全球?qū)崿F(xiàn)凈零排放路徑的關(guān)鍵和各國(guó)能源結(jié)構(gòu)的 關(guān)鍵支柱，依靠清潔氫路徑可以減少全球溫室氣體排放量的15%（二氧化碳排放量的20%）。
鋼鐵和化工等能源密集型的基礎(chǔ)材料行業(yè)，隨著全球財(cái)富和城市人口數(shù)量增加，需求量持續(xù)增長(zhǎng)，由于這些能源密集型行業(yè)的溫室氣體 （GHG）排放比高。雖然行業(yè)變得高效，但其生產(chǎn)系統(tǒng)依賴化石燃料，導(dǎo)致相關(guān)碳排放難以降低。2017年，僅鋼鐵和化工行業(yè)的溫室氣體 排放量，就分別在總計(jì)369億噸的全球與能源、工業(yè)相關(guān)的溫室氣體排放量中，占比達(dá)到8%和5%。在鋼鐵行業(yè)，2019年消耗的21EJ能量 中，有40%來自煤炭，33%來自化石氣體，20%來自電力。
隨著綠氫生產(chǎn)成本的逐漸降低，綠氫有望成為一些難以脫碳的工業(yè)領(lǐng)域共同的“脫碳解決方案”政策制定者在支持能源轉(zhuǎn)型時(shí)，可以使 用解決方案，其中包括綠氫、電氣化、提高能源效率、提高材料效率、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和碳捕獲等。
4.3.綠氫發(fā)展目標(biāo)量化數(shù)字進(jìn)一步明確
氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035）中，對(duì)2025年明確了兩個(gè)數(shù)字，一個(gè)是燃料電池車輛保有量約5萬輛；另一個(gè)重要的量化目 標(biāo)是可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年，綠氫成為除化石原料制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫兩大氫源之外的第三大氫源。
4.4.可再生能源將替代傳統(tǒng)化石能源占據(jù)主導(dǎo)地位
隨著我國(guó)“十四五”電力規(guī)劃的實(shí)施，我國(guó)正加速能源清潔化轉(zhuǎn)型，脫碳減排需求日益增長(zhǎng)，在“十四五”期間，風(fēng)電、光伏等可 再生能源將迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)，可再生能源將逐步替代傳統(tǒng)化石能源占據(jù)能源領(lǐng)域主導(dǎo)地位。風(fēng)電、光伏等可再生能源作為波動(dòng)性和間歇性能源，配置儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決當(dāng)前大規(guī)模棄風(fēng)、棄光問題的有效手段，還能提高電力系 統(tǒng)靈活性。也是解決我國(guó)可再生能源發(fā)電量過剩的根本辦法。氫能作為一種理想的能量?jī)?chǔ)存介質(zhì)，可有效的解決我國(guó)可再生能源消納和并網(wǎng)穩(wěn)定性問題。
4.5.風(fēng)電制氫技術(shù)基本原理和系統(tǒng)架構(gòu)
風(fēng)力發(fā)電制氫系統(tǒng)根據(jù)與電網(wǎng)連接情況可以分為并網(wǎng)型風(fēng)電制氫系統(tǒng)和離網(wǎng)型風(fēng)電制氫系統(tǒng)，目前我國(guó)離網(wǎng)條件下風(fēng)電耦合制氫技 術(shù)尚處于起步階段，大多采用并網(wǎng)型風(fēng)電耦合制氫系統(tǒng)。整體系統(tǒng)包括：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、儲(chǔ)能變流器（PCS）能量轉(zhuǎn)換級(jí)控制系統(tǒng)、電解槽制氫模塊、氫氣壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)氫罐等部分。
4.6.光伏發(fā)電制氫技術(shù)基本原理和系統(tǒng)架構(gòu)
光伏發(fā)電制氫即將太陽能面板轉(zhuǎn)化的電能供給電解槽系統(tǒng)電解水制氫，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)類似風(fēng)力發(fā)電制氫系統(tǒng)。其中光伏發(fā)電技術(shù)主 要是基于半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，光伏發(fā)電的主要核心元件是太陽能電池，其他還包括蓄電池組、控制器等元件等。
4.7.風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電制氫技術(shù)/多能耦合發(fā)電制氫
風(fēng)光互補(bǔ)耦合發(fā)電制氫系統(tǒng)由風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、電解制氫裝置及氫能儲(chǔ)存和利用系統(tǒng)組成。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：1、利用風(fēng)能、太陽能互補(bǔ)性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性；2、再保證 同樣供電的情況下，可大大減少儲(chǔ)能蓄電池的容量；3、通過合理涉及與匹配，很少或者基本不用啟動(dòng)備用電源如柴油的發(fā)電機(jī) 組等，符合脫碳減排理念。
4.8.電解水制氫技術(shù)迎來發(fā)展機(jī)遇期
目前國(guó)內(nèi)電解水制氫技術(shù)主要有堿性電解(AWE)、質(zhì)子交換膜（PEM）電解和固體氧化物（SOEC）電解三條技術(shù)路線：
（1）AWE堿性點(diǎn)解技術(shù)：已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備主要性能指標(biāo)接近國(guó)際先進(jìn)水平，設(shè)備成本較低，單槽電解制氫產(chǎn)量較大， 適用于電網(wǎng)電解制氫。
（2）PEM電解技術(shù)：技術(shù)成熟度、裝置規(guī)模、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性等方面與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大，在國(guó)外已有通 過多模塊集成實(shí)現(xiàn)百兆瓦級(jí) PEM 電解水制氫系統(tǒng)應(yīng)用的項(xiàng)目案例。PEM 電解技術(shù)運(yùn)行靈活性，反應(yīng)效率較高，能 夠以最低功率保持待機(jī)模式，因此與波動(dòng)性和隨機(jī)性較 大的風(fēng)電和光伏具有良好的匹配性。
（3）SOEC 電解技術(shù)的電耗低于堿性和 PEM 電解技術(shù)，但尚未廣泛商業(yè)化，國(guó)內(nèi)僅在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上完成驗(yàn)證示范。由于 SOEC 電解水制氫需 要高溫環(huán)境，其較為適合產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的光熱發(fā)電等系統(tǒng)。
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