編者按

氫能作為一種清潔零碳能源，具有原料、燃料和儲能介質(zhì)等多重屬性，是重要的“能源連接器”，必將在新型能源體系中占據(jù)重要一席之地。根據(jù)國際氫能理事會和麥肯錫聯(lián)合發(fā)布的數(shù)據(jù)，全球做出最終投資決定的清潔氫能項目投資額已從2020年約100億美元增至2024年約750億美元。

本專題整理了國際氫能理事會和麥肯錫聯(lián)合發(fā)布的《氫能洞察2024》報告，并提供了全球多國清潔氫能的發(fā)展案例，以及中國石化的氫能發(fā)展實踐，敬請關(guān)注。

●趙琳琳

國際氫能理事會和麥肯錫近期聯(lián)合發(fā)布了《氫能洞察2024》報告，盤點了氫能行業(yè)過去4年的主要進展，分析了全球氫能項目部署的最新數(shù)據(jù)。雖然全球氫能行業(yè)仍處于初級發(fā)展階段，且面臨規(guī)模擴張帶來的挑戰(zhàn)，但自2021年《氫能洞察》報告首次發(fā)布以來，目前已取得長足的進步，做出最終投資決定的清潔氫能項目數(shù)量從2020年的102個激增至2024年的434個，投資額也從約100億美元飆升至約750億美元。

但通脹、利率上升、地緣政治危機后的全球能源市場動蕩、供應(yīng)鏈限制，以及可再生能源電價高于預(yù)期等問題，也給氫能行業(yè)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。為了加速全球能源系統(tǒng)的脫碳，仍然需要大幅增加氫能投資。

氫能投資將呈強勁增長態(tài)勢

全球氫能項目各階段投資總額從2020年的900億美元增至2022年的3900億美元，2024年將達到6800億美元。

2020年，處于已宣布階段的項目占潛在總資本配置的55%，2024年這一比例已降至45%，這反映出當(dāng)前項目的成熟度正不斷提升。近年來，已承諾階段的項目投資額出現(xiàn)翻倍增長，從2022年的300億美元增至2024年的750億美元。

隨著氫能項目儲備的不斷擴大和成熟，對氫能價值鏈各階段投資的比例也發(fā)生了變化，其中對氫能供應(yīng)的關(guān)注度日益提高。

全球清潔氫能項目儲備增長了7倍

清潔氫能項目儲備數(shù)量從2020年12月的228個增至2024年5月的1572個，其中已承諾階段的項目數(shù)量也從102個增至434個。預(yù)計到2030年，已做出最終投資決定的清潔氫能供應(yīng)將從71.6萬噸/年升至460萬噸/年。

與此同時，氫能供應(yīng)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，可再生氫占比從2020年的60%轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦?5%。這一轉(zhuǎn)變得益于拉美、澳大利亞、非洲和中東等可再生能源豐富的國家和地區(qū)宣布的相關(guān)項目。2020年，多數(shù)氫能項目集中在歐洲開發(fā)，占?xì)淠茼椖績淇偭康?5%。但近年來這一平衡已發(fā)生變化，“全球南方”國家在氫能項目儲備中扮演了更重要的角色。歐洲在全球氫能項目儲備中的份額已降至40%；北美成為氫能項目儲備第二大區(qū)域，占20%的份額；隨后是中國和拉美，各占10%。

氫能發(fā)展勢頭依然強勁

截至2024年5月，全球已宣布1572個清潔氫能項目，其中1125個項目將于2030年前完工。

從投資額和項目數(shù)量來看，多數(shù)地區(qū)呈現(xiàn)增長態(tài)勢，但增速相較往年有所放緩。

歐洲清潔氫能項目數(shù)量依然領(lǐng)先，共有617個項目；其次是北美的280個項目。

在投資額方面，歐洲已宣布的總投資額最高，達到1990億美元；拉美緊隨其后，已宣布的投資額為1070億美元；北美雖然位居第三，但已宣布投資額的絕對增長值最高，達到280億美元。此外，日本和韓國的投資額相對增長率比較顯著，均達到130%；印度緊隨其后，增長率為110%；亞洲其他地區(qū)的增長率也達到75%。

氫能項目各階段均呈增長態(tài)勢

截至2030年的清潔氫能項目總投資額將從5700億美元增至6800億美元。這一增長并非均勻分布在項目各個階段，而是呈現(xiàn)出明顯的階段性特征。其中，已承諾階段項目資本增長最強勁，增幅達到90%，顯示出項目正在加速推進并趨于成熟；前端工程設(shè)計（FEED）階段項目也實現(xiàn)了30%的增長；已宣布階段項目增長了15%；可行性研究階段項目增長了2%。

成熟項目的投資在地區(qū)間分布不均。在已承諾階段，中國（310億美元）和北美（170億美元）的投資占比超過60%，且主要集中在生產(chǎn)和供應(yīng)領(lǐng)域。其他擁有大量已承諾投資的地區(qū)，如歐洲、日本、韓國和中東，更注重終端用途的投資。與此同時，印度（280億美元）和大洋洲（120億美元）在FEED階段的項目投資有所增加，拉美（700億美元）和大洋洲（370億美元）在可行性研究階段的項目投資中占比較大。

歐洲、北美和中國引領(lǐng)已承諾階段項目數(shù)量

在預(yù)計2030年前完成商業(yè)運營的1125個清潔氫能項目中，項目進展呈現(xiàn)出明顯的階段性特征。具體而言，40%的項目處于已承諾階段，10%處于FEED階段，20%處于可行性研究階段，30%仍停留在已宣布階段。

其中，已承諾階段的項目數(shù)量增長顯著，新增了64個項目；隨著新項目的不斷涌現(xiàn)和其他項目的逐步成熟，F(xiàn)EED階段的項目數(shù)量也實現(xiàn)了適度增長，增加了13個項目；可行性研究階段的項目數(shù)量則減少了6個。

從項目類型來看，在預(yù)計2030年前完成商業(yè)運營的項目中，有50%（553個項目）專注于大規(guī)模工業(yè)用途；緊隨其后的是出行項目，占比20%（216個項目）。雖然大規(guī)模工業(yè)項目在每個階段均占據(jù)數(shù)量優(yōu)勢，但出行項目在已承諾階段的相對數(shù)量更突出，占比達到30%。已承諾階段的項目主要分布在歐洲、北美和中國，其中歐洲和亞洲的出行項目占比較高。

在地理分布上，其他階段的項目呈現(xiàn)出更分散的特點。歐洲、北美、中東和印度已宣布階段項目數(shù)量相對較大。具體而言，歐洲、拉美和大洋洲在可行性研究階段的項目占比較高，而FEED階段的項目則主要集中在歐洲。

2030年全球清潔氫產(chǎn)能將增至4800萬噸/年

到2030年，全球每年將生產(chǎn)4800萬噸清潔氫能，其中9%的產(chǎn)能已確定，50%處于規(guī)劃階段。雖然2024年可再生氫與低碳?xì)涞囊研纪顿Y總額比例相對均衡（可再生氫占60%，低碳?xì)湔?0%），但天平正逐漸向可再生氫傾斜。到2030年，75%的產(chǎn)能將來自可再生氫（每年3600萬噸），其余為低碳?xì)洌磕?200萬噸）。

到2030年，在已宣布的投資中，有65%將投向歐洲（每年1300萬噸）、北美（每年1000萬噸）和拉美（每年800萬噸）。其中，歐洲和拉美更傾向于發(fā)展可再生氫（分別為每年1100萬噸和700萬噸），北美則傾向于發(fā)展低碳?xì)洌磕?00萬噸）。在北美已宣布的每年700萬噸低碳?xì)洚a(chǎn)能中，有200萬噸計劃2025年投產(chǎn)，將占2025年全球低碳?xì)洚a(chǎn)能的70%以上。

2030年全球清潔氫能供應(yīng)將達到1200萬~1800萬噸

到2030年，全球清潔氫能供應(yīng)預(yù)計達到1200萬~1800萬噸/年，占已宣布的2030年總產(chǎn)能4800萬噸/年的30%。

從供應(yīng)類型來看，可再生氫在供應(yīng)中占主導(dǎo)地位，將達到2/3，即700萬~1100萬噸/年；低碳?xì)湔急葹?/3，即500萬~700萬噸/年。

在地理分布上，北美在2030年清潔氫能供應(yīng)中占30%的份額，供應(yīng)量將為400萬~600萬噸/年。其中，低碳?xì)湔贾鲗?dǎo)地位，為75%；可再生氫為25%。歐洲是另一個重要的清潔氫能供應(yīng)地區(qū)，供應(yīng)量將為300萬~500萬噸/年，且大多為可再生氫。

2030年全球?qū)⒉渴?75吉瓦的電解產(chǎn)能

到2030年，全球?qū)⒉渴?75吉瓦的電解產(chǎn)能。其中，一半產(chǎn)能（185吉瓦）已超越“僅宣布”階段。在這185吉瓦中，159吉瓦正在進行可行性研究或FEED，26吉瓦已做出最終投資決定。

做出最終投資決定的電解產(chǎn)能大部分位于中國，其次是北美（約占10%）、中東（約占10%）和歐洲（約占5%）。中國的電解產(chǎn)能部署繼續(xù)領(lǐng)先于世界其他地區(qū)，承諾的電解槽容量已從占全球容量的40%增至55%。

氫能價值鏈的部署穩(wěn)步推進

供應(yīng)情況：全球范圍內(nèi)，清潔氫能供應(yīng)量穩(wěn)步增長，現(xiàn)已達到89.5萬噸/年。其中，71萬噸/年為低碳?xì)洌ㄖ饕a(chǎn)自北美），其余為可再生氫。此外，460萬噸/年的項目已做出最終投資決定，其中約半數(shù)涉及可再生氫生產(chǎn)。

基礎(chǔ)設(shè)施：目前氫能基礎(chǔ)設(shè)施的已承諾投資額為65億美元，其中45%投向了中東地區(qū)。當(dāng)前，全球已建成5000公里的氫氣管道，主要分布在現(xiàn)有的灰氫中心和工業(yè)區(qū)。但過去一年，氫燃料移動基礎(chǔ)設(shè)施的部署速度有所放緩，特別是在歐洲和北美。盡管如此，全球范圍內(nèi)現(xiàn)已部署超過1150座加氫站。

制造能力：電解槽和燃料電池制造商正準(zhǔn)備擴大生產(chǎn)規(guī)模。根據(jù)原始設(shè)備制造商的聲明，電解槽制造能力已接近17吉瓦，較之前增加了6吉瓦。全球燃料電池制造總產(chǎn)能已達到16吉瓦，其中韓國、中國和日本是最大的供應(yīng)市場。

終端應(yīng)用：終端應(yīng)用的已承諾投資額超過290億美元，其中，中國和北美的投資額最大（各約70億美元）。從行業(yè)分布來看，鋼鐵行業(yè)獲得的投資額最高（約90億美元），其次是化工、海運和公路運輸行業(yè)（各約40億美元）。在移動出行領(lǐng)域，截至2024年5月，燃料電池電動汽車?yán)塾嬩N量約9萬輛，較2023年10月增長了14%。

全球大部分新增電解產(chǎn)能位于中國

全球電解產(chǎn)能實現(xiàn)了60%的增長，從1.1吉瓦升至1.75吉瓦。目前，中國擁有已部署的最大電解產(chǎn)能，達到1150兆瓦，其中包括兩個世界最大的運營項目，產(chǎn)能分別為260兆瓦和150兆瓦。緊隨中國之后的是美國（110兆瓦）、德國（80兆瓦），以及印度、西班牙、中國臺灣地區(qū)、瑞典、加拿大和日本（各擁有25兆瓦的產(chǎn)能）。

在已部署的1.75吉瓦電解產(chǎn)能中，60%已明確了技術(shù)類型。其中，75%采用的是堿性電解技術(shù)，25%采用了質(zhì)子交換膜（PEM）電解技術(shù)。這一數(shù)據(jù)表明，PEM技術(shù)的市場份額相對穩(wěn)定。與上次發(fā)布數(shù)據(jù)相比，大部分電解產(chǎn)能增長出現(xiàn)在中國。在中國已部署的電解產(chǎn)能中，95%基于堿性技術(shù)；PEM技術(shù)在歐洲和北美洲更流行，占已安裝總產(chǎn)能的60%。

中國、日本和韓國加氫站最多

截至目前，全球已有超過1150座加氫站投運，與2021年相比，增長了65%。其中，中國、日本和韓國加氫站最多，總數(shù)超過850座；歐洲緊隨其后，約250座加氫站。值得注意的是，過去一年，歐洲和北美加氫站數(shù)量出現(xiàn)下滑趨勢，分別減少了10%和40%。

如果各國政府能成功實現(xiàn)其設(shè)定的宏偉目標(biāo)，加氫站數(shù)量有望迎來大幅增長。韓國和日本計劃，到2030年，將各自加氫站網(wǎng)絡(luò)擴展至600座以上，將使亞洲地區(qū)的加氫站數(shù)量翻倍。歐盟最近通過的《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施法規(guī)》（AFIR）明確要求，在泛歐交通網(wǎng)絡(luò)沿線每200公里部署一座加氫站。這將使歐洲到2030年擁有超過400座加氫站。

氫能汽車的銷售情況與加氫基礎(chǔ)設(shè)施的推廣在地理分布上緊密相關(guān)。韓國和日本在輕型氫能汽車領(lǐng)域持續(xù)保持領(lǐng)先地位，占當(dāng)前輕型汽車65%的份額；中國在全球氫能卡車和公交車市場占主導(dǎo)地位，分別占95%和85%。重型氫能汽車，尤其是卡車，正逐漸獲得市場青睞。隨著氫能汽車市場逐漸向重車型拓展，對加氫站容量的要求也將不斷提升，因此現(xiàn)有加氫站可能需要進行擴建和改造。此外，鐵路和內(nèi)陸航運等非公路運輸方式也可能需要建設(shè)額外的加氫基礎(chǔ)設(shè)施。

中國石化氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實踐

●李家強

自2020年9月我國提出“雙碳”目標(biāo)以來，中國石化加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，大力發(fā)展綠氫煉化和氫能交通業(yè)務(wù)，積極打造“中國第一氫能公司”，逐步建立涵蓋“制儲運加用研”的全產(chǎn)業(yè)鏈條，努力以氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

推動綠氫產(chǎn)能建設(shè)，探索煉化等難脫碳行業(yè)減排路徑。2023年8月，在新疆庫車全面建成投產(chǎn)2萬噸/年綠電制綠氫示范工程，這是全球首個規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項目，攻克了波動電源大規(guī)模柔性制氫、綠氫穩(wěn)定供應(yīng)煉化企業(yè)等行業(yè)難題，形成了一整套綠氫工業(yè)化創(chuàng)新成果。啟動建設(shè)內(nèi)蒙古鄂爾多斯3萬噸/年風(fēng)光制綠氫一體化項目，所產(chǎn)氫氣將服務(wù)于煤化工綠色降碳升級改造。謀劃推進內(nèi)蒙古烏蘭察布10萬噸/年風(fēng)光制綠氫一體化項目，依托該項目將建設(shè)中國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。這3個項目建成后預(yù)計每年可減排二氧化碳630萬噸。

加強基礎(chǔ)設(shè)施布局，助力交通運輸綠色低碳轉(zhuǎn)型。依托煉化企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢、加油站網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，建成11座氫燃料電池供氫中心、140座加氫站，成為全球最大加氫站運營單一企業(yè)，初步打通成渝萬、京津唐、滬嘉甬、濟青、漢宜和京滬等6條氫走廊，2023年加氫站氫氣加注量占中國的40%左右。

加快科技創(chuàng)新步伐，積極打破氫能商業(yè)化瓶頸。成立氫能裝備公司，加強與高校院所、氫能企業(yè)創(chuàng)新合作，成功投用兆瓦級質(zhì)子交換膜電解水制氫裝置、撬裝式甲醇站內(nèi)制氫和氨站內(nèi)制氫裝置，實現(xiàn)燃料電池鉑基催化劑公斤級工業(yè)生產(chǎn)。在中國石化氫能產(chǎn)業(yè)布局和創(chuàng)新突破的帶動下，越來越多中國企業(yè)加入了氫能裝備制造、科技研發(fā)領(lǐng)域，其中堿性電解槽供應(yīng)商由最初的幾家發(fā)展到300余家，電解槽等制造成本下降20%~30%。

作者單位：發(fā)展計劃部（新能源辦公室）氫能項目室

世界“清潔氫能熱”來襲

?美國資助7個區(qū)域清潔氫能中心

2023年，美國能源部啟動了耗資70億美元的區(qū)域清潔氫能中心計劃，承諾擴大國內(nèi)氫能供應(yīng)鏈，并使之多樣化。能源部選擇了7個資助中心，其中5個已得到確認(rèn)，包括11月20日宣布的兩個中心。其中之一是墨西哥灣沿岸氫能中心，目標(biāo)是成為全美最大的氫能生產(chǎn)中心。

?法國和德國建立清潔氫能綜合網(wǎng)絡(luò)

與此同時，清潔氫能中心已在世界其他地區(qū)興起，特別是在歐洲。法國正在開展區(qū)域性“氫谷”計劃，“氫谷”一般是指包括多個氫能應(yīng)用場景的特定地理區(qū)域。長遠(yuǎn)來看，“氫谷”將使當(dāng)?shù)貧浣?jīng)濟加速進入新發(fā)展階段。“氫谷”大多覆蓋單個城市或地區(qū)，但愛沙尼亞利用可觀的可再生能源資產(chǎn)，正在開發(fā)世界上第一個全國性的氫能中心。

德國也不甘落后。11月18日，能源巨頭Uniper宣布，在德國北部小鎮(zhèn)威廉港的燃煤電廠舊址上建一座200兆瓦的水電解設(shè)施，由當(dāng)?shù)仫L(fēng)電場供電，而新的氨進口碼頭也將位于附近。氨是一種高效的儲氫介質(zhì)，有望解決傳統(tǒng)高壓儲運氫的難題。Uniper表示，公司的目標(biāo)是將威廉港打造為德國綠氫的中心樞紐，通過管道連接德國氫能骨干網(wǎng)絡(luò)和北部的地下儲存設(shè)施，從而滿足德國對綠氫的大量需求。

?加拿大和比利時推進氫能中心計劃

比利時一直在推進氫能中心計劃，9月26日~27日其向加拿大紐芬蘭與拉布拉多省派遣了互惠貿(mào)易代表團，成員包括比利時氫能委員會，以及能源行業(yè)的氫能公司和服務(wù)提供商的代表。紐芬蘭與拉布拉多省政府表示，“比利時代表團的目標(biāo)是增強我們與該國在氫能生產(chǎn)和通過比利時港口向歐洲出口氫能的聯(lián)系，并為未來風(fēng)能合作找到共同點”。  （李忠東）