氢能清洁低碳，发展绿氢是实现碳中和目标的重要方式

   氢能是支持可再生能源发展的重要二次能源：氢是宇宙中最丰富的化学物质，约占所有正常物质的 75%。由于氢气必须从水、化石燃料等含氢物质中制得，而不像煤、石油和天然气等可以直接从地 下开采，因此是二次能源。氢能是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的 理想互联媒介，是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。

   氢能具有来源多样、清洁低碳、灵活高效和应用场景丰富等特点： 1）来源多样：作为二次能源，氢能不仅可以通过煤炭、石油、天然气等化石能源重整、生物质热裂 解或微生物发酵等途径制取，还可以来自焦化、氯碱、钢铁、冶金等工业副产气，也可以利用电解 水制取，特别是与可再生能源发电结合，不仅实现全生命周期绿色清洁，更拓展了可再生能源的利 用方式。 2）清洁低碳：不论氢燃烧还是通过燃料电池的电化学反应，产物只有水，没有传统能源利用所产生 的污染物及碳排放。此外，生成的水还可继续制氢，反复循环使用，真正实现低碳甚至零碳排放， 有效缓解温室效应和环境污染。 3）灵活高效：根据中国氢能联盟数据，氢热值较高( 140.4MJ/kg )，是同质量焦炭、汽油等化石燃料 热值的 3-4 倍，通过燃料电池可实现综合转化效率 90%以上。氢能可以成为连接不同能源形式(气、 电、热等)的桥梁，并与电力系统互补协同，是跨能源网络协同优化的理想互联媒介。 4）应用场景丰富：氢能可广泛应用于能源、交通运输、工业、建筑等领域。既可以直接为炼化、钢 铁、冶金等行业提供高效原料、还原剂和高品质的热源，有效减少碳排放；也可以通过燃料电池技 术应用于汽车、轨道交通、船舶等领域，降低长距离高负荷交通对石油和天然气的依赖；还可应用 于分布式发电，为家庭住宅、商业建筑等供电供暖。

   目前根据制取方式和碳排放量的不同将氢能按颜色主要分为灰氢、蓝氢和绿氢三种： 1）灰氢：通过化石燃料（天然气、煤等）转化反应制取氢气。由于生产成本低、技术成熟，也是目 前最常见的制氢方式。由于会在制氢过程中释放一定二氧化碳，不能完全实现无碳绿色生产，故而 被称为灰氢； 2）蓝氢：在灰氢的基础上应用碳捕捉、碳封存等技术将碳保留下来，而非排入大气。蓝氢作为过渡 性技术手段，可以加快绿氢社会的发展； 3）绿氢：通过光电、风电等可再生能源电解水制氢，在制氢过程中将基本不会产生温室气体，因此 被称为“零碳氢气”。绿氢是氢能利用最理想的形态，但目前受制于技术门槛和较高的成本，实现 大规模应用还有待时日。

   发展绿氢是实现碳中和目标的重要方式：2016 年《巴黎协定》正式签署，提出本世纪后半叶实现全 球净零排放, 同时提出控制全球温升较工业化前不超过 2℃，并努力将其控制在 1.5℃以下的目标。 为了实现 2℃的温升目标，全球碳排放必须在 2070 年左右实现碳中和；如果实现 1.5℃的目标，全 球需要在 2050 年左右实现碳中和。至目前已有超过 130 个国家和地区提出了实现“零碳”或“碳中 和”的气候目标，其中包括欧盟、英国、日本、韩国在内的 17 个国家和地区已有针对性立法。零碳 愿景成为全球范围内绿氢发展的首要驱动力。根据 IEA 数据，通过可再生能源电解水制氢的碳排放 量基本为零，远低于灰氢和蓝氢的碳排放量。作为零碳气体，绿氢是实现碳中和路径的重要抓手。

   绿氢储能具备大规模、长周期等优势，可以有效解决新能源消纳问题：由于可再生能源发电出力置 信水平低、转动惯量不足，实现高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行仍面临较大挑战。可再 生能源发电制氢储能具备大规模、长周期等优势，可实现可再生能源电力在不同时间、空间尺度上 转移，有效提升能源供给质量和可再生能源消纳利用水平，将成为应对可再生能源随机波动、拓展 电能利用场景的重要途径。随着可再生能源发电占比的提升，电力系统季节性调峰压力不断加大， 接近零成本的弃风弃光电量将成为未来电解水制氢的重要电源。 绿氢是连接可再生能源丰富地区与需求中心的重要桥梁：根据国际太阳能热利用区域分类，全世界 太阳能辐射强度和日照时间最佳的区域包括北非、中东地区、美国西南部和墨西哥、南欧、澳大利 亚、南非、南美洲东、西海岸和中国西部地区等。通过可再生能源电解的方式，绿氢能够将可再生 电力转化为更适合长距离运输的能源形式，降低了可再生能源的运输成本，低成本、有效地连接了 可再生能源丰富地区与需求中心。

   发展绿氢将带动上下游产业，提供经济增长强劲动力：从产业角度来看，氢能产业链条长，涉及能 源、化工、交通等多个行业。氢能产业的快速发展必将带动氢能产业链上下游零部件商、原材料商、 设备商、制造商、服务商快速发展。根据中国氢能联盟数据，氢能产业链的建立能充分带动经济增 长和产业的发展，创造约 1.6 万亿的市场产值和超过 1 万亿的基础设施投资空间（根据固定成本投 资和运营费用加总计算）。 全球绿氢产量有望快速增长：根据 Statista 数据，主要国际能源组织预测到 2050 年全球的绿氢产量 将远远高于蓝氢。以 IEA 为例，2050 年全球绿氢产量将达 3.23 亿吨，较蓝氢产量高 58%；BNEF 预 测 2050 年全球氢能产量将达到 8 亿吨，且全为绿氢。根据 Statista 数据，主要国际能源组织针对 2050 年氢能在全球能源总需求中的占比进行了预测，数据显示主要能源组织预测到 2050 年氢能在总能源 中的占比将达 22%，其余几家机构的预测值在 12%-18%间不等。以国际可再生能源机构 12%的占比 预测为例，绿氢产量将提升到 2050 年的 6.14 亿吨，在氢能的几大行业重点应用领域，包括交通业、 工业和建筑中清洁氢能的总消耗量也将在目前基础上得以大大提升。