1、“氫能時(shí)代”大幕拉開
1.1 氫能是第三次能源變革的重要媒介
全球能源行業(yè)正經(jīng)歷著以低碳化、無(wú)碳化、低污染為方向的第三次能源變革，隨著全球能源需求不斷增加，全球電氣化趨勢(shì)明顯，未來(lái)以可再生能源增長(zhǎng)幅度最大的 電力能源結(jié)構(gòu)將持續(xù)變化，進(jìn)一步形成以石油、天然氣、煤炭、可再生能源為主的多元化能源結(jié)構(gòu)。
氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，可通過(guò)一次能源、二次能源及工業(yè)領(lǐng)域等多種途徑獲取，氫能將成為第三次能源變革的重要媒介。氫能可以用 于交通運(yùn)輸，作為石油精煉、氨生產(chǎn)的原料，以及金屬精煉和住宅部門的加熱和烹飪 等方方面面。而且，氫氣有潛力成為整合不同基礎(chǔ)設(shè)施的能源載體，以提高經(jīng)濟(jì)效率、 可靠性、靈活性，而且其中許多用途將有助于減少電力和交通部門的碳排放。氫還可 以為電力部門提供大規(guī)模的長(zhǎng)期能量存儲(chǔ)。此外，氫能源存儲(chǔ)系統(tǒng)可以提供輔助電網(wǎng) 服務(wù)，如應(yīng)急、負(fù)荷跟蹤和調(diào)節(jié)儲(chǔ)備，這些服務(wù)可以提供額外的能量來(lái)源，從而降低 電解制氫的成本。氫還可以成為 VRE 和交通部門之間的另一座橋梁。
1.2 投資總結(jié)：“政策扶持”&“技術(shù)進(jìn)步”雙引擎驅(qū)動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
2019 年氫能源首次寫入《政府工作報(bào)告》，將氫能納入中國(guó)能源體系之中，我國(guó) 真正開啟氫能大發(fā)展元年，按照白皮書路線規(guī)劃，預(yù)計(jì)到 2050 年氫能在中國(guó)能源體 系中的占比約為 10%，氫氣需求量接近 6000 萬(wàn)噸，年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過(guò) 10 萬(wàn)億元，全 國(guó)加氫站達(dá)到 10000 座以上，燃料電池汽車年產(chǎn)量達(dá)到 520 萬(wàn)輛。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈分為制氫、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站、氫燃料電池應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)。與鋰電池產(chǎn) 業(yè)鏈相比，氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈更長(zhǎng)，復(fù)雜度更高，理論經(jīng)濟(jì)價(jià)值含量更大。從 氫能實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，氫燃料電池汽車是氫能高效利用的最有效途徑，當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)鏈 已初具雛形，且燃料電池系統(tǒng)性能已滿足商業(yè)化需求，但燃料電池汽車的大規(guī)模商業(yè) 化應(yīng)用依然受經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性制約。因此，產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的政策扶持顯得尤為重要， 政策扶持下產(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)模化-降本-開拓市場(chǎng)的良性內(nèi)循環(huán)，此外，持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步也 將反哺解決各環(huán)節(jié)核心技術(shù)的成本制約，進(jìn)一步提升商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)力。
從經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)進(jìn)步角度來(lái)看，各環(huán)節(jié)都將分階段發(fā)展?jié)M足商業(yè)化需求：
制氫產(chǎn)業(yè)：短期優(yōu)先選用工業(yè)副產(chǎn)氫，中期采用化石能源制氫結(jié)合碳捕捉技術(shù)， 長(zhǎng)期采用可再生能源電解水制氫；
氫能儲(chǔ)運(yùn)：將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的技術(shù)發(fā)展方向，逐步提升氫氣 的儲(chǔ)存和運(yùn)輸能力；
燃料電池系統(tǒng)：將持續(xù)圍繞功率、性能、壽命、成本四大要素而發(fā)展。具體應(yīng)用 集中在交通領(lǐng)域，從商用車切入、乘用車跟進(jìn)。
2、 氫能是中國(guó)構(gòu)建多元化能源體系關(guān)鍵一環(huán)
2.1 氫能開發(fā)利用是能源清潔化的大勢(shì)所趨
氫能大儲(chǔ)量、零污染、高效率
氫（H）是宇宙儲(chǔ)量最豐富的元素，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的 75%，在地球上排第三， 大儲(chǔ)量保證其作為能源供給的充足性。氫元素主要以水的形式存在，原料非常容易獲 取。此外，氫氣的供能方式主要是和氧氣反應(yīng)生成水釋放化學(xué)能，其產(chǎn)物除了水無(wú)其 他中間產(chǎn)物，整個(gè)供能過(guò)程無(wú)浪費(fèi)、零污染。
氫能源生產(chǎn)和使用形成可循環(huán)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展
1970 年通用汽車首次提出“氫經(jīng)濟(jì)”的概念。近年來(lái)，隨著燃料電池的迅速發(fā)展， 氫能作為最適宜的燃料也隨之進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展階段。氫能來(lái)自于水用，使用后的產(chǎn) 物仍為水，由此形成一個(gè)可循環(huán)閉環(huán)系統(tǒng)，具有可持續(xù)性。
氫氣比能量高，易于實(shí)現(xiàn)輕量化和高續(xù)航
氫氣是常見燃料中熱值最高的（142KJ/g），約是石油的 3 倍，煤炭的 4.5 倍。 這 意味著消耗相同質(zhì)量的石油、煤炭和氫氣，氫氣所提供的能量最大，這一特性是滿足 汽車、航空航天等實(shí)現(xiàn)輕量化的重要因素之一。
現(xiàn)階段來(lái)看，氫氣作為能量載體的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是鋰電池。目前電池市場(chǎng)發(fā)展已 經(jīng)很成熟，然而氫能具備電池所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，氫氣的比能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電池，并且 沒有工作溫度限制（電池工作溫度范圍在-20℃~60℃）。
2.2 能源短缺和環(huán)境惡化，加速推動(dòng)全球氫能開發(fā)
脫碳加氫和清潔高效是百年來(lái)能源科技進(jìn)步的趨勢(shì)
縱觀能源的發(fā)展歷史，從最初使用固態(tài)的木柴、煤炭，到液態(tài)的石油，直至氣態(tài) 的天然氣，不難看出其 H/C 比提高的趨勢(shì)和固-液-氣形式的漸變過(guò)程。木柴的氫碳比 在 1:3～10 之間，煤為 1:1，石油為 2:1，天然氣為 4:1。在 18 世紀(jì)中葉至今，氫碳 比上升超過(guò) 6 倍。每一次能源的“脫碳”都會(huì)推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步和文明程度的提高， 可以預(yù)見未來(lái)能源利用形式中，氫能的占比將會(huì)繼續(xù)提高。
氫雖然主要用作化工基礎(chǔ)原料，但在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中，其更重要的是作為一種清 潔能源和良好的能源載體，具有清潔高效、可儲(chǔ)能、可運(yùn)輸、應(yīng)用場(chǎng)景豐富等特點(diǎn)。 氫能能夠幫助工業(yè)、建筑、交通等主要終端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳化，包括作為燃料電池 汽車應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域，作為儲(chǔ)能介質(zhì)支持大規(guī)模可再生能源的整合和發(fā)電，應(yīng)用 于分布式發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)為建筑提供電和熱，為工業(yè)領(lǐng)域直接提供清潔的能源等。
目前全球用氫量約 1.15 億噸，其中約 61%用于煉油和生產(chǎn)化肥等，39%用于生 產(chǎn)甲醇和其他化學(xué)品以及燃料等。預(yù)計(jì) 2050 年氫能將承擔(dān)全球 18%的能源需求，氫 能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造 3000 萬(wàn)個(gè)工作崗位，減少 60 億噸 CO2排放，創(chuàng)造 2.5 萬(wàn)億美元的市 場(chǎng)價(jià)值。日本、美國(guó)、歐洲等主要工業(yè)國(guó)家均將氫能列入國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略，氫能產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展已初具規(guī)模，但發(fā)展重點(diǎn)有所不同。
日本政府大力推進(jìn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，致力實(shí)現(xiàn)“氫能社會(huì)”
為解決過(guò)度依賴進(jìn)口化石能源、核電重啟困難以及國(guó)內(nèi)可再生能源稟賦一般等問(wèn) 題，日本政府高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省（METI）2019 年提出了《氫 能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》，其目標(biāo)是：第一階段創(chuàng)造需求，到 2025 年加速推廣和 普及氫能交通、民用市場(chǎng)；第二階段解決供應(yīng)問(wèn)題，到 2030 年實(shí)現(xiàn)氫燃料發(fā)電和通 過(guò)擴(kuò)大氫能進(jìn)口解決大規(guī)模供給；到 2040 年，建立起零碳排放的供氫體系，使氫加 入傳統(tǒng)的“電、熱”系統(tǒng)構(gòu)建全新的二次能源結(jié)構(gòu)。截至 2018 年底，日本建有加氫站 113 座，氫燃料車 2839 輛，家用氫燃料電池 22 萬(wàn)臺(tái)。
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