氫能作為清潔零碳能源，對(duì)能源安全轉(zhuǎn)型、應(yīng)對(duì)氣候變化意義重大。我國(guó)高度重視氫能發(fā)展，2022年首次發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021~2035年）》，明確了氫能在新型能源體系中的戰(zhàn)略定位、發(fā)展目標(biāo)和重大舉措。氫能產(chǎn)業(yè)前景漸趨明朗，亦面臨不少挑戰(zhàn)。如何更加準(zhǔn)確把握大勢(shì)，推動(dòng)我國(guó)氫能發(fā)展從穩(wěn)健起步邁向行穩(wěn)致遠(yuǎn)，需要業(yè)界學(xué)界深入研究、破題解鎖。2023年12月28日，中國(guó)石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院基于多年工作積累，研究編制了《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)展望報(bào)告》，這是該院在《中國(guó)能源展望2060》系列報(bào)告框架下首個(gè)專(zhuān)項(xiàng)能源品種的研究成果。報(bào)告顯示，2060年我國(guó)氫能消費(fèi)規(guī)模將接近8600萬(wàn)噸，產(chǎn)業(yè)規(guī)模4.6萬(wàn)億元。供給側(cè)的制氫低碳化和消費(fèi)側(cè)的應(yīng)用多元化將成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大特征。預(yù)計(jì)到2060年，我國(guó)制氫用能結(jié)構(gòu)和氫能消費(fèi)結(jié)構(gòu)將發(fā)生根本性變化，綠氫成為氫源主體，交通將和工業(yè)一道成為氫能消費(fèi)的主要部門(mén)。本版文圖由 中國(guó)石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 提供

發(fā)展動(dòng)因與戰(zhàn)略定位

⒈ 全球氫能發(fā)展動(dòng)因主要源自產(chǎn)業(yè)變遷、經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)與技術(shù)突破的協(xié)同牽引

第一次工業(yè)革命（18世紀(jì)60年代~19世紀(jì)40年代）開(kāi)啟氫能商品化進(jìn)程；第二次工業(yè)革命（19世紀(jì)70年代~20世紀(jì)初）展現(xiàn)氫能工業(yè)原料價(jià)值；第三次工業(yè)革命（20世紀(jì)50年代~21世紀(jì)初）激發(fā)替代能源重要屬性；第四次工業(yè)革命（21世紀(jì)以來(lái)）推動(dòng)零碳二次能源新發(fā)展。

⒉ 各國(guó)對(duì)氫能的差異化戰(zhàn)略主要基于各自的資源條件、科技支撐和轉(zhuǎn)型壓力

近年來(lái)，世界主要經(jīng)濟(jì)體相繼發(fā)布國(guó)家層面的氫能戰(zhàn)略，推動(dòng)低碳?xì)淠馨l(fā)展。不同經(jīng)濟(jì)體能源體系演進(jìn)、能源資源稟賦、能源轉(zhuǎn)型壓力和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)存在差異，打造碳中和方案、爭(zhēng)奪產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)、保障能源安全或推動(dòng)氫能出口，各國(guó)氫能戰(zhàn)略重心有所不同。

⒊ 我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷數(shù)十年成長(zhǎng)，已進(jìn)入轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期

新中國(guó)成立以來(lái)，氫能發(fā)展歷經(jīng)起步期和拓展期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模實(shí)現(xiàn)飛躍發(fā)展，已成為全球最大氫氣產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)。2020年，我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)后，氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段。

⒋ 國(guó)家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃為我國(guó)氫能發(fā)展謀篇布局、把舵定向

“雙碳”目標(biāo)確立以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)發(fā)布一系列重大政策舉措，明確了氫能在我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和重大舉措，為氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展指明了方向、描繪了藍(lán)圖。

單位：萬(wàn)噸氫      2060年中國(guó)氫流圖

研究邏輯與情景設(shè)計(jì)

基本判斷：氫能是推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)綠色變革的關(guān)鍵抓手

碳中和目標(biāo)下，氫能將成為推動(dòng)新型能源體系實(shí)現(xiàn)“能源三角動(dòng)態(tài)平衡”的關(guān)鍵角色?？稍偕茉粗茪洹⒌吞?xì)淠芴娲蜌潆婑詈限D(zhuǎn)換，將在推進(jìn)能源體系、電力系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)體系轉(zhuǎn)型升級(jí)進(jìn)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

⒈ 基于產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)型關(guān)鍵領(lǐng)域，構(gòu)建氫能預(yù)測(cè)體系

在國(guó)家戰(zhàn)略和能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)指引下，研究團(tuán)隊(duì)深化對(duì)能源中長(zhǎng)期演變規(guī)律及底層邏輯的基本認(rèn)識(shí)，以宏觀(guān)、中觀(guān)、微觀(guān)研究相互銜接、互為印證作為基礎(chǔ)，構(gòu)建以氫能產(chǎn)業(yè)鏈+細(xì)分領(lǐng)域和關(guān)鍵產(chǎn)品研究為支撐的氫能預(yù)測(cè)邏輯及方法體系。

⒉ 依托能源系統(tǒng)層和氫能產(chǎn)業(yè)層，建立氫能供需預(yù)測(cè)方法

識(shí)別區(qū)分氫能的原料、燃料和儲(chǔ)能介質(zhì)等屬性，以氫能應(yīng)用場(chǎng)景為網(wǎng)格建模，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈和能源消費(fèi)體系兩個(gè)層面實(shí)現(xiàn)分層均衡，并根據(jù)不同場(chǎng)景下氫能解決方案的比較競(jìng)爭(zhēng)力，形成我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本判斷。

⒊ 基于多情景分析，研判氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模

面對(duì)未來(lái)的不確定性，研究團(tuán)隊(duì)利用情景分析工具研判產(chǎn)業(yè)前景。作為能源“1+N”研究體系的重要單元，氫能研究承接《中國(guó)能源展望2060（2024年版）》協(xié)調(diào)發(fā)展、綠色緊迫和安全挑戰(zhàn)三個(gè)情景的基本設(shè)定，形成了氫能展望的高、中、低三個(gè)情景，以氫能對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和的貢獻(xiàn)度為目標(biāo)值，在優(yōu)化匹配終端減碳效用和制氫用能規(guī)模的基礎(chǔ)上，形成了對(duì)氫能發(fā)展路徑和應(yīng)用潛力的判斷。

我國(guó)專(zhuān)門(mén)制氫環(huán)節(jié)用能變化情況

產(chǎn)業(yè)展望與遠(yuǎn)期圖景

總體展望

（1）經(jīng)歷示范發(fā)展、加快推廣、多元應(yīng)用等階段，2060年氫能消費(fèi)規(guī)模近8600萬(wàn)噸

2020年~2060年，我國(guó)氫能消費(fèi)規(guī)模將從3173萬(wàn)噸增為近8600萬(wàn)噸，高情景下有望在1億噸以上；產(chǎn)業(yè)規(guī)模將從2020年的3700多億元增至4.6萬(wàn)億元，高情景下超過(guò)5萬(wàn)億元。

（2）依托源頭減碳和終端替代，氫能對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的貢獻(xiàn)度可達(dá)10%

“雙碳”目標(biāo)是氫能轉(zhuǎn)型發(fā)展的最大動(dòng)力。從測(cè)算結(jié)果看，氫能幾乎可在所有關(guān)鍵減碳路徑中發(fā)揮重要作用。屆時(shí)，氫能產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的貢獻(xiàn)度將達(dá)到10%。

需求研判

（1）氫能將成為終端用能部門(mén)實(shí)現(xiàn)深度脫碳的關(guān)鍵選擇

長(zhǎng)期看，氫能是需求側(cè)推動(dòng)工業(yè)、交通、建筑、電力部門(mén)難脫碳領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)減碳目標(biāo)的關(guān)鍵，由此將推動(dòng)氫能應(yīng)用多元化。氫能在工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用占比為95%，2060年降至57%，交通部門(mén)增至28%，其他15%來(lái)自電力、建筑和農(nóng)業(yè)等部門(mén)。氫能減碳方案的比較競(jìng)爭(zhēng)力，決定了其在各部門(mén)的部署潛力。

（2）工業(yè)部門(mén)：用氫規(guī)模穩(wěn)步提升，長(zhǎng)期保持氫能應(yīng)用主體地位

工業(yè)部門(mén)用氫目前以原料為主，未來(lái)將向燃料拓展，規(guī)模將從2020年的3000萬(wàn)噸增至2060年的4500萬(wàn)噸。其中，氫能占工業(yè)用能比重將從2020年的5%增至2060年的11%。

（3）交通部門(mén)：需求快速增長(zhǎng)，成為僅次于工業(yè)部門(mén)的第二大應(yīng)用部門(mén)，燃料電池汽車(chē)將與電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)多元、補(bǔ)位發(fā)展

2020年，交通用氫主要來(lái)自甲醇等氫基燃料，終端氫氣用量不足1萬(wàn)噸；2025年后，技術(shù)降本和場(chǎng)景擴(kuò)大推動(dòng)氫能應(yīng)用加快發(fā)展；2040年后、低碳?xì)淠懿饺氤墒?，用氫?guī)模大幅增加，2060年形成以道路交通用能為主、水路和航空用能多元發(fā)展態(tài)勢(shì)，氫能占交通用能比重從2020年的0.1%增至27%。

乘用車(chē)領(lǐng)域，純電動(dòng)車(chē)將占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；商用車(chē)領(lǐng)域，氫車(chē)將發(fā)揮長(zhǎng)距離、高載重優(yōu)勢(shì)，在重卡、城際物流和大巴等難電動(dòng)化車(chē)型方面加速滲透。具體看，2020年，我國(guó)氫車(chē)保有量約1萬(wàn)輛，2035年將突破100萬(wàn)輛，2060年增至3000萬(wàn)輛。

（4）建筑部門(mén)：立足既有設(shè)施，拓展熱電聯(lián)供

建筑用氫需求來(lái)自居民和商業(yè)設(shè)施的綜合能源服務(wù)，包括天然氣摻氫和氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供等。2030年前，建筑用氫以試點(diǎn)示范為主；2040年后，隨著低碳?xì)浣?jīng)濟(jì)性提升，用氫規(guī)模將增至250萬(wàn)噸；2050年達(dá)到500萬(wàn)噸峰值后，在人口下行等因素影響下逐步降低，2060年為340萬(wàn)噸，占建筑部門(mén)用能比重維持在2%~3%。

（5）電力部門(mén)：建立電氫耦合體系，提供靈活性和安全性保障

電氫耦合轉(zhuǎn)換將在遠(yuǎn)期為電力系統(tǒng)提供靈活性、穩(wěn)定性和安全性保障。碳達(dá)峰階段，發(fā)電用氫以焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫為主，年均用氫100萬(wàn)噸；到2040年，在摻氨發(fā)電、摻氫發(fā)電和氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)帶動(dòng)下，用氫規(guī)模將超過(guò)200萬(wàn)噸；到2060年，突破800萬(wàn)噸，在供電應(yīng)急保障方面發(fā)揮重要作用。

供給研判

（1）低碳制氫：2035年后非化石能源成制氫用能主力，2060年占比達(dá)九成

2020年我國(guó)專(zhuān)門(mén)制氫幾乎全來(lái)自化石能源，隨著可再生能源制氫快速發(fā)展，2035年后非化石能源制氫用能規(guī)模將超過(guò)化石能源，2040年后我國(guó)低碳?xì)洚a(chǎn)量將超過(guò)灰氫產(chǎn)量。2060年制氫用能結(jié)構(gòu)將變?yōu)榛茉凑急炔蛔阋怀?，非化石能源占比九成?/p>

（2）制氫用能規(guī)模在能源消費(fèi)中占比大幅上升，2060年接近兩成

2020年我國(guó)專(zhuān)門(mén)制氫用能約占一次能源消費(fèi)總量的3%，隨著氫氣生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2045年制氫用能占比接近10%，到2060年增至18%。電解水制氫用電占全國(guó)總用電比重也將持續(xù)攀升，從2020年的不到0.1%，增至2045年的10%，2060年進(jìn)一步增至21%。

（3）2040年前低碳?xì)湫纬筛?jìng)爭(zhēng)力，科技進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)加快降本步伐

工業(yè)部門(mén)綠氫和藍(lán)氫將分別在2035年和2040年左右對(duì)灰氫形成競(jìng)爭(zhēng)力，科技進(jìn)步和規(guī)?；a(chǎn)將促進(jìn)綠氫生產(chǎn)降本增效和發(fā)展壯大；非工業(yè)部門(mén)，2040年左右終端供氫成本有望降至25元/千克，進(jìn)入多場(chǎng)景應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性區(qū)間。

（4）儲(chǔ)運(yùn)成本下降助力氫能擴(kuò)大應(yīng)用，高壓力、大規(guī)模是發(fā)展趨勢(shì)

陸上分布式運(yùn)氫以長(zhǎng)管拖車(chē)為主，規(guī)?；\(yùn)氫以管道輸送為主，隨著壓力等級(jí)提高和儲(chǔ)運(yùn)規(guī)模擴(kuò)大，氫能儲(chǔ)運(yùn)成本存在大幅下降空間。近中期，從氫能海上運(yùn)輸看，運(yùn)氫的經(jīng)濟(jì)性不及運(yùn)氨。

角色使命

（1）電氫崛起是趨勢(shì)，2060年氫能在終端用能占比將增至12%

在終端領(lǐng)域，電并非無(wú)所不能，氫也并非無(wú)所不為。低碳?xì)淠軕?yīng)用的長(zhǎng)項(xiàng)是綠電難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的難脫碳領(lǐng)域和能源安全領(lǐng)域。從分部門(mén)滲透率看，2020年氫能相當(dāng)于我國(guó)終端用能規(guī)模的4%；2040年前，除工業(yè)部門(mén)外，氫能在電力、建筑和交通部門(mén)占比不會(huì)超過(guò)5%；到2060年，占比將增至12%。

（2）氫能角色從以原料為主轉(zhuǎn)向原料燃料并舉，低碳燃料地位提升

隨著氫能在交通、發(fā)電和建筑領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，其能源角色將更加名副其實(shí)，即更多以燃料方式應(yīng)用為主。2020年，95%的氫能用作工業(yè)原料，到2060年，氫能作為低碳替代燃料的應(yīng)用規(guī)模將在氫基碳中和等新技術(shù)支撐下持續(xù)提升，氫能作為燃料的應(yīng)用比重將超過(guò)非燃料，達(dá)到55%，氫能用于燃料的占比將超過(guò)非燃料。

遠(yuǎn)期圖景

（1）氫能將逐步擺脫化石能源依賴(lài)，建成綠色高效低碳?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)體系

伴隨氫能社會(huì)建設(shè)日趨成熟，氫能將與電力和熱力并立，成為在我國(guó)終端用能結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位的零碳二次能源。在可再生能源大發(fā)展的支撐下，除工業(yè)原料等用途外，以燃料電池等高能效技術(shù)為核心，氫能將在更廣泛的終端領(lǐng)域得到利用。

（2）灰氫退出和綠氫主導(dǎo)將重構(gòu)氫能產(chǎn)業(yè)體系及供用模式

未來(lái)中國(guó)氫流圖將發(fā)生根本性變化。一是能源變革將為氫源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型帶來(lái)革命性變化，綠氫將取代目前灰氫的主導(dǎo)地位，2060年在氫氣總產(chǎn)量中的占比將突破八成；二是低碳?xì)淠軐⒊蔀橥苿?dòng)產(chǎn)業(yè)變革的重要力量，在工業(yè)、交通、建筑和電力部門(mén)實(shí)現(xiàn)規(guī)模部署，為低碳?xì)湟苯?、低碳?xì)浠霞叭剂系刃屡d行業(yè)發(fā)展帶來(lái)巨大商機(jī)。

我國(guó)氫能分部門(mén)消費(fèi)結(jié)構(gòu)

核心結(jié)論

發(fā)展邏輯

“雙碳”目標(biāo)催生電力革命、能源革命和產(chǎn)業(yè)變革，重塑氫能發(fā)展底層邏輯和戰(zhàn)略路徑，而氫能的原料、燃料和儲(chǔ)能介質(zhì)等多重屬性，支撐其應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)展空間。

產(chǎn)業(yè)路徑

未來(lái)10~15年將是低碳?xì)鋸呐嘤谧呦蛏虡I(yè)化的關(guān)鍵階段，消除瓶頸、探索場(chǎng)景、降低成本是關(guān)鍵；再用15年時(shí)間，低碳?xì)鋵⒃谥饕I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模部署，成為助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要力量。

利用規(guī)模

2060年氫能利用規(guī)模將接近8600萬(wàn)噸，應(yīng)用領(lǐng)域從以原料為主轉(zhuǎn)向原料與燃料并進(jìn)，工業(yè)、交通分別為第一、第二大用氫領(lǐng)域，電氫耦合轉(zhuǎn)換為電力系統(tǒng)提供靈活性、穩(wěn)定性和安全性。

供給來(lái)源

綠氫將在2035年左右對(duì)灰氫形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，非化石能源制氫漸成主力，2060年占比在90%以上，制氫用能占全社會(huì)總用能比重接近20%。

減碳規(guī)模

源頭減碳和終端替代是實(shí)現(xiàn)氫能減碳的兩大路徑。其中，到2045年，以灰氫減退、源頭降碳為主，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳5億噸；到2060年，以綠氫替代、終端降碳為主，可再實(shí)現(xiàn)減碳6億噸，兩者合計(jì)11億噸。