當前能源體系主要由電網、熱網、油氣管網共同構成，憑借燃料電池技術，氫能可以在不同能源網絡之間進行轉化，可同時將可再生能源與化石燃料轉化成電力和熱力，也可通過逆反應產生氫燃料替代化石燃料或進行能源存儲，從而實現不同能源網絡之間的協同優化。
中國目標爭取在2030年前實現“碳達峰”，2060年前實現“碳中和”。“碳達峰”和“碳中和”里的碳是指二氧化碳。過去的200年里，人類向大氣層排放了數萬億噸二氧化碳，如同給地球穿了個“棉襖”，讓地球無法散熱，溫度持續升高。
不少科學家認為，碳排放導致全球變暖，極端天氣事件增加，對生命系統形成威脅。在這一背景下，世界各國以全球協議的方式減排溫室氣體，我國由此提出“碳達峰”和“碳中和”目標?！疤歼_峰”是指在某一個時點，二氧化碳的排放不再增長，達到峰值，之后逐步回落;“碳中和”是指在一定時間內，通過植樹造林、節能減排等途徑，抵消自身所產生的二氧化碳排放量，實現二氧化碳“零排放”。
全球二氧化碳排放量在2018年達到了335億噸，其中96%由化石能源的使用產生。2018年全球碳排放的第一大來源是火力發電，占比42%，其次是交通行業，占比25%，工業占比23%，主要在冶煉、煉化等領域產生。由于煤炭資源豐富，火力發電是我國主要的發電方式，長期占據全國總發電量七成左右比例。要減少碳排放，首先要考慮如何減少火力發電的碳排放。因此清潔能源是唯一實現碳中和的途徑。
氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源，人類對氫能的應用自200年前就產生了興趣，到20世紀70年代以來，世界上許多國家和地區就廣泛開展了氫能源研究。
發展氫能源，是優化能源結構、保障國家能源安全的戰略選擇。氫能源被認為是最有前途的零污染能源。氫氣是一種良好的能源載體和化工原料，可通過燃料電池把化學能轉換為電能，具有來源豐富、零污染、熱值高、能量密度高的特點，能有效滿足汽車、航空航天等輕量化發展需求，減少石油資源依賴。在常見燃料中，氫的熱值(142KJ/g)約是汽油的3倍，乙醇的5倍。在儲能材料中，氫的質量能量密度約是鋰電池的100倍，LNG的3倍。
根據中研普華出版的《2021-2025年中國氫能源行業深度發展研究與“十四五”企業投資規劃報告》顯示：
氫能源是傳統能源和新能源的互聯媒介，有望成為未來能源消費的主體。氫能源是支撐未來能源清潔轉型的二次能源，也是實現電力、熱力、液體燃料等各種能源品種之間轉化的媒介。當前能源體系主要由電網、熱網、油氣管網共同構成，憑借燃料電池技術，氫能可以在不同能源網絡之間進行轉化，可同時將可再生能源與化石燃料轉化成電力和熱力，也可通過逆反應產生氫燃料替代化石燃料或進行能源存儲，從而實現不同能源網絡之間的協同優化。
根據中國氫能聯盟的預計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產業鏈年產值約12萬億元。
山西省首支由政府引導基金發起設立的氫能產業基金近日在中國證券投資基金業協會完成備案。這支總規模10100萬元的基金將投向氫氣的制取、提純、運輸和存儲等氫能源全產業鏈。
作為一支專門針對氫能源及燃料電池相關產業發展的基金，該基金的運作將大力推廣燃料電池重型貨車車輛應用，并結合長治市現有制氫產業基礎和裝備制造優勢，建立健全氫能源產業鏈，帶動產業轉型升級和能源結構調整。
1、中國氫能源產品市場發展分析
氫能在能源市場的多種應用場景將降低氫能的整體使用成本
目前市場對氫能使用存在一個明顯的誤區，即將氫能的應用范圍局限于傳統化工生產領域這一單一應用場景，由此而擔憂氫能基礎設施投入開銷巨大，且使用成本高昂。
事實上，氫能作為儲能介質能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領域，促使能源供應端融合，提升能源使用效率，其應用模式可以抽象為以下三個方面：
1、電能到電能的轉換
電解制氫實現電能向氫能的轉化，必要時氫能可通過燃料電池再次轉化為電能。
2、電能到燃氣的轉換
電解制氫后，將氫氣直接混入天然氣管道，或者合成甲烷后混入天然氣管道;混合天然氣在終端作為燃料提供熱能。
3、電能到燃料的轉換
電解制氫后，氫氣作為燃料電池車的燃料，為汽車提供動力。
而氫能作為能源載體的具體應用模式涉及新能源制氫補充發電、燃料電池汽車、分布式發電等領域。
所以氫能的應用場景具有很強的多樣性，如未來能夠形成電力、供熱和燃料相互交叉的應用網絡，將大幅降低其使用成本。
圖表：氫能作為儲能介質能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領域
資料來源：中研普華
應用一：傳統石油化工生產的原材料
中國目前年產氫氣中50%用于石油和煤化工領域，45%用于合成氨。所以中國對于氫氣的應用主要集中在石化生產領域，即氫氣的傳統使用領域。
在這些生產過程中，氫氣是直接參與反應的原材料。相對于傳統應用領域，氫能在新能源方面的應用份額很低，說明中國氫能經濟的發展還處于萌芽階段。
圖表：氫氣的傳統應用領域
資料來源：中研普華
應用二：氫能可實現再生能源補充發電
近幾年，以德國為首的西歐國家正嘗試探索風電、太陽能電解制氫，并用天然氣管道輸送氫氣或氫氣制甲烷的氫能發展模式，即電轉氣(power togas，P2G)模式。
電轉氣(P2G)模式的第一步是利用風能和太陽能等可再生能源產生的電能電解水制取氫氣。
第二步是氫氣與二氧化碳反應制備甲烷，再通過天然氣管道與天然氣混合儲存運輸;或者直接將制得的氫氣與天然氣按一定比例混合后，再通過天然氣管道進行儲存運輸。
目前中國主要城市的天然氣管道建設已經較為完備，具有發展電轉氣(P2G)的初步基礎。中國發展電轉氣(P2G)具有多重重大意義。
一是通過發展電轉氣(P2G)可實現可再生能源補充發電。目前風能和太陽能等可再生能源發電的難點在于發電的波動性。波動的可再生能源使發電高峰和用電高峰產生錯配，造成并網困難。
但如果波動的可再生能源先轉化成氫能儲存起來，在用電高峰時，再轉化為電能，就可實現可再生能源補充發電。
二是降低氫能的儲運成本。目前氫氣主要通過高壓壓縮和液化等方式儲存和運輸，儲運費用占氫氣售價的40%至70%。儲運費用過高成為阻礙氫能推廣的一個重要原因。
如果通過現有天然氣管道輸送氫氣，則輸送壓力較低，且能夠連續供氣，所以氫氣的儲運成本可以大幅降低。
三是電轉氣(P2G)的應用能夠提高可再生能源在中國能源消費中的占比，減少化石燃料的使用，有助于減少污染和碳排放。
應用三：以氫燃料電池為核心的分布式能源網絡可提高能源利用率
氫能不但能夠實現前文所述的并網發電，還因其儲運的機動性，可以依托氫燃料電池技術，建立分布式能源網絡，做到區域或城市電力、熱能和冷能的聯合供應。
燃料電池自身的能源轉化效率高，且分布式能源系統的能源輸送距離短，以氫燃料電池為核心的能源網絡的能源利用率明顯高于傳統能源網絡。
日本東京天然氣公司和松下公司聯合研發的家庭分布式能源系統Ene-Farm已經在日本成功推廣。
該系統的燃料電池以天然氣管道輸送的氫氣為燃料，發電和用電地點相同，且發電產生的熱量也被用來供熱。整個系統的能源利用效率高達95%，而傳統天然氣發電加鍋爐供熱的能源效率僅有68.7%。
根據東京天然氣公司和松下公司公布的數據，Ene-Farm可以減少37%的一次能源使用量和49%的二氧化碳排放量。
應用四：燃料電池客車或成為中國氫燃料電池汽車發展的突破口
國外汽車生產廠商經過多年技術積累，已經為燃料電池車的商業化打下了良好基礎。配合靈活的銷售方案，包括美國、德國、丹麥、英國在內的國家的燃料電池汽車，正在從概念車逐步向商業化生產過渡。
目前豐田Mirai、現代iX35以及本田Clarity燃料電池汽車已實現商業化生產。
而燃料電池的研發和技術進步速度也在加快，預計未來2-3年內，會有多輛概念車型步入商業化。
而燃料電池客車因技術門檻相對較低、具有良好的宣傳推廣效應、以及加氫站布局存在優勢的原因，有可能成為中國燃料電池汽車發展的突破口。
2、氫能研發情況分析
我國在氫能領域取得較大成績。意識形成了一支專業研究人隊伍，目前，包括中科院、高等院校在內的幾十個科研機構在氫能領域開展研究工作;而是在氫能領域形成了一大批具有自主知識產權的新技術、新材料和新工藝;三是多家單位聯合開發成功了燃料電池、公交車和燃料電池轎車。并進入演示階段。以上海神力、中科院大連化物所以及武漢理工大學為代表的研究團隊提出初步建立了車用燃料電池自主知識產權體系，積累了燃料電池在車用經驗。
盡管如今國際社會對氫能特別是氫燃料電池車的研究持更加冷靜和務實的態度，但在氫能及燃料電池技術研發與示范方面的努力一刻也沒有停止。發達國家依然投入大量的人力物力開展研究，開發各種高效率、高可靠和低成本的新一代氫能利用新技術，以推動氫能及燃料電池的科技進步，促進其商業化進程。
3、氫能投資情況分析
2019年以來，氫能行業內投資事件呈現持續井噴的狀態。僅上半年，單個項目最大投資額度達到100億元級別，氫能產業總金額超過1000億元。對比2018年，2019年氫能產業投資金額和項目數量均有大幅提高。其中，廣東地區投資項目數量最多;浙江投資金額最大;國內五大氫能產業集群中，長三角與珠三角在投資項目數量與項目金額上保持了領先的態勢。
從全局來看，目前出臺的政策對于氫能產業發展還是十分有利的，未來投資重點主要在制氫和加氫站兩塊。比如，一些氫氣產能需要提純，才能達到燃料電池的使用要求。同時，加氫站的數量還不是很多，也需要推廣。此外，電堆等核心部件廠家也會成為投資對象。
國家發展改革委積極推進風電、光伏發電轉型發展，支持各類主體按照市場化原則投資建設儲能系統，統籌規劃氫能開發布局。目前，吉林、內蒙古、青海、四川、寧夏等省區也已計劃利用風電等可再生能源制氫。為氫能的投資奠定了基礎，促進我國的氫能行業發展。
欲了解更詳實的中國氫能源行業發展前景分析請點擊《2021-2025年中國氫能源行業深度發展研究與“十四五”企業投資規劃報告》
2021-2025年中國氫能源行業深度發展研究與“十四五”企業投資規劃報告
根據中國氫能聯盟的預計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二...
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