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1、石油化工行业氢能专题报告目录1 .氢能的定义21.1 氢能的优势21.2 氢气的唾22 .氢能的分类53 .氢能的市场63.1 氢能产业链63.2 全球氢能发展形势及展望123.3 我国氢能发展形势及展望194 .投资建议304.1 中国石化304.2 卫星化学324.3 东华能源345 .风险提示361 .氢能的定义1.1 氢能的优势氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。能帮助可再生能源大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能，加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。氢气的制取方式多样,产物无污染；氢能作为能量的主要利用方式是燃料电池，通过电化学反应直接将化学能转化为电
2、能，能量转化过程不受卡诺循环的限制，能量转化效率很高；此外，氢能可以广泛应用于工业、交通、建筑、发电等领域。表1氢能的优势总目内容来源多样1）煤炭、石油、天然气等化石能源更整制氢；2）焦化.氯碱、冶金等工业副产气提纯；3）与可再生能源发电结合电解水制氢.清洁低碳1）产物只有水、无污染物及碳排放；2）水再生成氨气，谓环利用.灵活高效1）高热值：氢气热值为142MJkg约为汽油的3倍，酒精的4倍，煤炭的5倍.2）高效率：氢燃料电池单独发电时效率为5060%,余热回收效率为80-90%.而内燃机效率仅为2030%.3）协同优化：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
3、，是哈能源网络协同优化的理想互承媒介.应用广迂1）工业：氧气是制备合成氨、甲耨、液体燃料、天然气等多种产品的原料，广泛应用于煤化工、石化、钢铁等领域.3）交通：可以通过燃料电池技术应用于汽车、就道交通、般船等领域、降低长距离高负荷交通对石油和天然气的依兢.3）建筑：可为建筑供热供暖，利用燃氢锅炉和燃料电池等方式与分布式风光等可再生能源结合逐步打造蓼碳建筑.4）发电：利用电解槽灵活调节客求倒,为高比例可再生旎源发电提供消纳途径.资料来源：中国氢能源及燃料电池产业白皮书2019.中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020中国氢能联亶.HyUndaimOtorGrOUP,苏树辉等国际氢能产业发展报告（2
4、017），海通证券研究所1.2 氢气的性质氢气制备的历史。氢气最早记载于十六世纪，瑞士炼金术土Paracelsus发现铁同酸作用所产生的空气是可燃的。1766年，英国化学家Cavendish第一次分离得到纯净的氢气，并通过实验证明了氢气同其他可燃性气体的区别。1784年,Cavendish又通过实验证明氢气在氧气中燃烧生成水，随后用电流把水分解成氢和氧。1783年,法国化学家LaVOiSier将它命名为HydrogenoLavoisier是通过水蒸气对赤热铁的作用而制得氢的。图1氢气制备的历史17831818331873拉瓦锡安东尼卡莱尔，夫控法ThaddeusS.C.Lowe力灼红的枪管威廉
5、尼科尔森摞省市It定律水爆乂事推反应制中资料来源：氢能是什么，如何获得氢，如何使用氢中国能建知乎号.海通证外研究所氢元素分布广泛。氢元素在地壳中的丰度较高,为0.14%o在宇宙中氢是最富饶的一种元素，并且是星球中一切聚变过程的根源。化合态氢最常见形式是水和有机物（石油和煤炭、天然气、生命体等）。较少情况下，存在为同氮、硫或卤素的化合物（火山气和矿泉水氢单质分布稀少。自由态的氢气单质较为稀少，在大气中仅约占107分之一。常存在于火山气中，有时夹藏在矿物中，有时出现在天然气中和少数某些绝氧发酵过程中。由于氢气在空气中的扩散系数为0.61cm2s（约为甲烷的4倍），所以氢气会很快地从大气圈中逃逸到外
6、层空间。氢气的物理性质。天然界存在的氢主要是最轻的同位素1H。单质氢是由两个氢原子以共价键的形式结合而成的双原子分子。氢气是一种无色无味无嗅的气体，在通常况下密度为0.08988gL,约为空气密度的十三分之一。用液态空气对氢气进行冷冻，或将高压氢气通过绝热膨胀，都可以将氢气液化。在减压下令液氢蒸发，可以将氢冻结成固体。氢气在常见溶剂中的溶解度很低。表2氢气的物理性质/日内容密度常温常压下.氮气的密度是0.08988gL熔点-259.23沸点252.77C溶解性氯气在常见的溶剂中溶解度很低.20C时IOIkPa条件下,100ml水中能溶解1.82ml氧气,表示为1.82%.如敝系数0.61cm2
7、s高存储量超高压下,金属氢密度是固态氢的几倍，有很高的敏储存量，可作为火箭高能摭料.金属乳的密度也很高，可以用来制造体积更小成力更大的核武器.资料来源：制氮抑氮技术丁福臣.易玉峰著.无机化学丛书：稀有气体.氮.碱金属冯光思著.中国气协一一混氢天然气榆氢技术研究进展,科力恩富氢杯企购号，海通证界研究所氢气的化学性质。由于组成氢气的两个氢原子之间存在较强的共价键,氢气在常温下化学性质稳定。1）氢气具有可燃性。在点燃或加热的条件下,氢气很容易和多种物质发生化学反应。纯净的氢气在点燃时，可安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，有水生成。2）氢气具有还原性。氢气的化学性质活泼，与氧发生化合反应生成水，容易
8、发生燃烧和爆炸。3）氢气具有氧化性。氢气是由氢原子共价形成的双原子分子，而每个氢原子可以分别获得一个电子形成负氢离子，这种情况见于和强还原性金属发生反应。在工业上利用氢的化学性质制备氢气。这些方法大致可以分为三大类：质子性溶剂的还原反应（金属同水或酸的作用，碳同水蒸气的作用等）；氢化物或络合氢化物的氧化反应；含氢化合物的分解反应（如煌类和水的分解）。项目内容氢原子的成就杵征氢原子的价就表现有以下几种情况.失去价电子成为H1除了气态质子流以外，并不存在自由质子.结合一个电子形成K.氢同最活泼金属相化合形成盐变氢化物时的价健特点.形成共用电子对.氢同其他非金属元素化合，共用电子对影成共价型氢化物.
9、形成氢健.氮的极性化合物中.氢原子吸引相邻近的高电负性原子的孤电子对.形成分子间或分子内的额外相互吸引，叫氢健.形成负氧离子作为配位体的配位化合物.H-可以作为配位体而同过渡金属离子结合生成为过渡金属负氢离子络合物.HMn-（CO）3.形成氢桥碇.在抉电于化合物如碉烷类化合物或过渡金属配位化合物中，氢原子可以影成氢桥.高高解能.氢分子中的H-H健6勺离解能比单健高得多（104.2kcalmol）,因此常温下氨分子有一定陆姓.氢气具有可燃性在点燃或加热的条件下，氢气很容易和多种物质发生化学反应.燃烧放热.纯净的氧气在点燃时，发出淡蓝色火焰，放出热量,有水生成.空气中的爆炸浓度.在空气环境中，氧气
10、在发生燃烧的浓度范围为4-74%.氧气中的爆炸浓度.在氧气环境中，氧气的燃烧浓度范围4-94%.氧气具有还原性氧气同非金属的反应.&气同卤素的反应.氢气同单质氮能快速反应，甚至温度低至-25CrC时也可以反应.室温，强光照下氢-氯混合物很容易引爆.不见光的崎处氯气同氯或者溟的泥合物在高于400C时会发生爆炸性化合反应.氧气同碘要在高于500时才化合.（25时.%和Cb生成HCl时放出的热量为220kcalmol）氢气同氧气的反应.氢气同卤索或鱼的混合物经引燃或光照都会猛烈的化合.这些反应都是放热反应（25时，H2和1/202生成水时放出的热量为68.4kcalmol）.氯气在氧气中燃烧时、火焰
11、温度可达3000C左右.氢氧婚用于焊接或切割金属.氢气同碗或硒的反应.可在250时直接化合，但氧气不易与其他非金属和半金属单质发生高温下的直接反应.生气同氮气的反应.氢气同泉气仅在有傕化剂存在下或电弧放电情况下才互相化合.复气同氧化物的反应.当性的箕化物（MnO）以及在活泼性顺序中在性之后的金属的氧化物，在适当温度加热下同分子氢反应时，它们能被还原成金属.如氢气同CuO高温下还原出金属铜.氨气同铁的氮化物高温下发生反应是冶金工业的原理.氧气具有氧化性氢生具有氧化性，可以同强还原性金属发生反应.氢气同金属在高温作用下生成金属氢化物.这些金属包括被金属、砥土金属（除去帔和娱）、某些稀土金属第IVA
12、族金属（徐去硅）、以及杞.锯.铀和杯等.此外，扶、保、格和相系金属都能依确定的化学配比而吸收氢气.氧气同某些微细分款的高纯金属在室温下直接反应生成氢化物.如氢与金属机在室温下反应生产VH.H-H键的离解提供了活化条件.氢气通过加热、光照或放电等措施同金属生成氧化物.除络、德、铁.汞、te.鸨和锌之外，大多效能形成氢化物的金属都曾经通过同原子氢的反应合成它们的氢化物.资料来处：无机化学丛书：稀有气体、氮,找金属冯光展著，氢能源技术网氢气的理化胜质，海通证务研究所2 .氢能的分类2.1 基于主要制氢工艺和碳排放情况划分氢气很难从自然界中直接大量获取，需要依靠不同的技术路径和生产工艺进行制备。目前，
13、主要制氢路径包括化石能源重整、工业副产提纯和电解水制氢。根据生产来源和碳排放量的不同，氢气可以分为灰氢、蓝氢、绿氢三种类型。灰氢是指通过化石重整（煤、天然气工业副产（焦炉煤气、化肥工业、氯碱、轻煌利用等）等生产的氢气。取自化石燃料的氢，如来源于煤炭和天然气的氢，排放相对较高，但成本更低。灰氢是当前的主流氢气，约占全球氢气产量的95%o灰氢主要应用于内部需求，即直接用于氢气生产站点。蓝氢是在灰氢的基础上，将二氧化碳副产品捕获、利用和封存（CCS）而制取的氢气，是灰氢过渡到绿氢的重要阶段。绿氢是利用可再生能源（如太阳能或风能等）发电后，通过电解工序制取的氢气。绿氢的制取技术路线主要为电解水，其碳排
14、放可以达到净零。此外，国外还将核能制氢称为粉氢。粉氢是以来源丰富的水为原料，利用核能大规模生产的氢气。热化学循环工艺和高温蒸汽电解都是有望与核能耦合的先进制氢工艺。图2基于主要制氢工艺和碳排放情况划分3 .氢能的市场3.1 氢能产业链氢气的制取主要有化石能源重整、工业副产提纯和电解水制氢三种方式。氢气作为化工生产的原料和中间产品，通常会通过化石能源重整制氢,工业副产提纯制氢等方式进行制取。相比上述两种方式,电解水制氢的原料和生产过程都以清洁能源为主,应当作为大力发展的最重要的制氢技术路线。目前，电解水制氢技术成熟度较低、产业尚未完全规模化，成本远高于其他几种氢能生产方式。1）化石能源重整制氢。
15、煤制氢历史悠久，通过气化技术将煤炭转化为合成气，再经水煤气变换分离处理以提取高纯度的氢气，是制备合成氨、甲醇、液体燃料、天然气等多种产品的原料，广泛应用于煤化工、石化、钢铁等领域。煤制氢技术路线成熟高效，可大规模稳定制备，是当前成本最低的制氢方式。天然气制氢技术中，蒸汽重整制氢较为成熟，也是国外主流制氢方式。天然气制氢工艺的原理就是先对天然气进行预处理，然后在转化炉中将甲烷和水蒸汽转化为一氧化碳和氢气等,余热回收后，在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程。为控制氢气制取环节的碳排放,化石能源重整制氢需结合碳捕集与封存（CCUS）技术。CCUS是一项有望实现化石能源大规模低碳利用的新技术
16、。2）工业副产提纯制氢。以焦炉煤气、轻烧裂解副产氢气和氯碱化工尾气等为主的工业副产氢由于产量相对较大且相对稳定，也成为现阶段氢气的供给来源之一。工业副产氢气主要分布在钢铁、化工等行业提纯利用其中的氢气,既能提高资源利用效率和经济效益,又可降低大气污染，改善环境。焦炉煤气。据中国氢能联盟，每吨焦炭可产生焦炉煤气约350-450立方米，焦炉煤气中氢气含量约占54%-59%o除用于回炉助燃、城市煤气、发电和化工生产外，剩余部分可采用变压吸附（PSA）提纯技术制取高纯氢。氯碱化工尾气。大型氯碱装貉多数配套盐酸和聚氯乙烯等生产装貉，以平衡氯气并回收（60%左右的副产氢气可以得到回收1此外，甲醇及合成氨工
17、业、丙烷脱氢（PDH）项目的合成气含氢量在60%-95%之间，可通过纯化技术制取满足燃料电池应用的氢气。工业副产提纯制氢可提供百万吨级氢气供应，能为氢能产业发展初期就近提供低成本、分布式氢源。但该路线同样面临碳捕捉封存问题，从中长期来看，钢铁、化工等工业领域需要引入无碳制氢技术替代化石能源实现深度脱碳，将从氢气供给方转变为需求方。3）电解水制氢技术。目前，电解水制氢技术主要有碱性水电解槽（AE）、质子交换膜水电解槽（PEM）和固体氧化物水电解槽（SOECI其中，碱性电解槽技术最为成熟，生产成本较低。质子交换膜电解槽流程简单，能效较高，但因使用贵金属电催化剂等材料,成本偏高。固体氧化物水电解槽采
18、用水蒸气电解,高温环境下工作，能效最高，但尚处于实验室研发阶段。未来，可再生能源发电制氢的潜力很大。一方面作为全周期零碳排放技术，随着可再生能源发电平价上网，电解水制氢成本将持续下降。另一方面当波动性可再生能源在电源结构中占到较高比重时,单纯依靠短周期储能将无法满足电力系统稳定运行需要。图3氢气的制取方式固体氧化物水电解*质子文澳膜水电解槽化石能源重整胡氮工业副产提饨制氮 电解水制氧“牲水电解*资料来源：TypesofhydrogenfuelEnergyeducation.海通注办研究所燮理氢的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式。高压气态储氢已得到广泛应用，低温液态储氢在航天等领域
19、得到应用，有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。气态储氢。高压气态储氢具有充放氢速度快、容器结构简单等优点，是现阶段主要的储氢方式，分为高压氢瓶和高压容器两大类。其中钢质氢瓶和钢质压力容器技术最为成熟，成本较低。液态储氢。液态储氢具有储氢密度高等优势,可分为低温液态储氢和有机液体储氢。低温液态储氢将氢气冷却至-253(,液化储存于低温绝热液氢罐中，液化过程耗能大、易挥发、成本高、对隔热装辂要求苛刻。有机液体储氢，利用某些不饱和有机物与氢气进行可逆加氢和脱氢反应，实现氢的储存。有机液态储氢安全性高，但存在着反应温度较高、脱氢效率较低、催化剂易被中间产物毒化等问题。固体储氢。固态储氢是以金属氢化物
20、、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体,通过化学吸附和物理吸附的方式实现氢的存储。固态储氢具有储氢密度高、储氢压力低安全性好、放氢纯度高等优势，其体积储氢密度高于液氢。但存在着吸放氢温度偏高循环性能较差等问题。表4氢能的储存菽比校姓帔斋压3也他MilbMkft.才机装体催公国出借氢T区下,温庾降至-253C,利用有机旃的碳原子加鼠和脱氮反A实现呱放鼠利M金用氢化物等储氢材转包原理力,体系的气体公立增加.将8,气压缩在高压储Jl罐中在气由气自变为表态.然后桥共依存在绝热客ZS中料器够可逆吸放8的林世透行储aE量储复率(M%)1.0*52*5,750*7.21.0*4.5体俄氢密庾(kg?)25*3
21、570.640*4535*80优展技术成熟,搐作方便.无放鼠建度快,成本低体枳性氮宙度高.液与氮随度南他机去度储运.雉步保系安全方住.多次融环使用体积储鼠去及高.不客要高压取2S.可将到高纥反久.安全柱好.灵活性气体积鳍却宙及低.压WNa&大.高屋安全隹患大液化过程耗能大.当挥发.成本名、时陶热装置要求苛刻成本.黑作条件并有发生副反应的可能海度低风放6温度偈高缠坏性能收层技术突破提高体积使鼠害或降低能在.成本.辟发降惊成本.操作条件提高质量储氢密度.降假成木和吸放鼠温度应用场景专用性超主要氽用的方法主要用于航空觥天僮域.ft.用很少可以利用传统石油A跄谟施道行退除和加注R4fit,未来发展方向
22、声料来源：复飞制备和储运的状况与发展九分通证以研尢所江；*Wt%:M是美工Weight的绘耳，是以百分比朱袅*冗合物中某成分浓辰杓方法.氢的输运方式主要有气态输运、液态输运和固体输运三种方式。目前,我国氢能示范应用主要围绕工业副产氢和可再生能源制氢产地附近布局,氢能储运以高压气态方式为主。据中国氢能联盟预计,至2030年，车载储氢将以气态、低温液态为主，多种储氢技术相互协同，氢的输运将以高压、液态氢罐和管道输运相结合。至2050年氢气管网将密布于城市、乡村，车载储氢将采用更高储氢密度、更高安全性的储氢技术。气态运输。高压气态输运可分为长管拖车和管道输运2种方式。高压长管拖车是氢气近距离输运的重
23、要方式，技术较为成熟。管道输运是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式，据中国氢能联盟，管道运行压力一般为LO至4.0MPa,具有输氢量大、能耗小和成本低等优势，但建造管道一次性投资较大。在初期可积极探索掺氢天然气方式，以充分利用现有管道设施。液态输运。液氢输运通常适用于距离较远、运输量较大的场合。据中国氢能联盟,其中，液氢罐车可运7吨氢，铁路液氢罐车可运8.4至14吨氢，专用液氢驳船的运量则可达70吨。采用液氢储运能够减少车辆运输频次，提高加氢站单站供应能力。目前，我国尚无民用液氢输运案例。固态输运。轻质储氢材料（如镁基储氢材料）兼具高的体积储氢密度和重量储氢率作为运氢装貉具有较大潜力。将低压
24、高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用，加热介质和装貉固定放貉于充氢和用氢现场，可以同步实现氢的快速充装及其高密度高安全输运，提高单车运氢量和运氢安全性。氢的主要用途包括燃料用氢、原料用氢、储能用氢三类。氢能可以在多个生产和消费环节作为替代能源进行使用，在重工业、交通、建筑、电力行业中均有不同的应用场景，其中最主要的用途包括燃料用氢、原料用氢、以及储能用氢三类。燃料用氢。主要场景包含重型道路交通、船运、航空、发电等领域。氢气易燃且热值高，燃烧产物仅为水，不排放二氧化碳等温室气体，与传统的化石燃料（石油、天然气、煤炭）相比，氢是终端零排放的清洁能源，可作为供热或供电的燃料。目前燃料用氢的应用在全球
25、范围内尚为有限,主要限制因素是燃氢轮机等设备设施的技术成熟度低、经济性不高，相应的基础设施和政策标准尚不完善。原料用氢。主要场景包含钢铁、化工等领域。氢气是重要的工业气体，氢元素的强还原性被用于多种化学反应，是众多化合物的基础元素之一。化工行业需要用氢制备甲醇、合成氨等多种产品，冶铁需要利用氢气作为还原剂，多种高端材料的制造在生产流程中均需要使用氢气进行加工。储能用氢。主要场景包含电力储能领域。作为储能的一种形式，在一定的环境条件和容器中储存液态氢或气态氢，或将氢转换为化合物（如合成氨），增强氢能用于燃料/原料的灵活性。图4氢能下游应用场景资料来源：IRENA可再生能源发电制氮一能源转5!的技
26、术前景.海道证弟研究所3.2 全球氢能发展形势及展望能源危机开启了氢能开发和利用的探索之路。1973年10月第四次中东战争爆发，石油输出国组织（OPEC）为了打击对手以色列及支持以色列的国家，宣布石油禁运，暂停出口，造成油价上涨。中东战争引发了全球的石油危机，美国为了摆脱对进口石油的依赖,首次提出氢经济概念，认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球交通的主要能源。I960年至2000年，作为氢能利用重要工具的燃料电池获得飞速发展，在航天航空、发电以及交通领域的应用实践充分证明了氢能作为二次能源的可行性。氢能产业在2010年前后进入低潮期。2014年丰田公司未来燃料电池汽车的发布引发了又一次氢能热潮
27、。随后，多国先后发布了氢能发展战略路线，主要围绕发电及交通领域推动氢能及燃料电池产业发展。从这些年的发展路线来看，这几大阵营在氢能产业布局上各有侧重，特点比较鲜明，比如，欧盟以制氢为突破口，发展氢储能和天然气管网掺氢等应用；美国相对全面一些，关键材料、叉车、乘用车、重卡、分布式电站、备用电源等都有所布局；日本以燃料电池乘用车和家庭热电联产系统为主；中国则以氢燃料商用车示范为主；沙特也利用其低成本优势拓展氢能布局。欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障。欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障。在能源战略层面提出了2005欧洲氢能研发与示范战略2020气侯和能源一揽子计划2030气侯和能源
28、框架2050低碳经济战略等文件，在能源转型层面发布了可再生能源指令新电力市场设计指令和规范等文件。欧盟燃料电池与氢联合行动计划项目（FCHJU）对欧洲氢能及燃料电池的研发和推广提供了大量的资金支持。2014-2020年间预算总额为6.65亿欧元。2013年，欧盟宣布在2014-2020年启动Horizon2020计划，预计将在氢能和燃料电池产业投入220亿欧元的预算。2015年，英国低排放汽车办公室批准600万英镑（约970万美元）的加氢站基础设施补助金，计划2年内为英国增加12个氢基础设施项目。2016年，德国交通部计划于2019年前投资2.5亿欧元（约18亿人民币），用于氢燃料电池汽车研发
29、和推广，并实现规模化生产。同时德国政府制定了基金项目，计划在2030年前建设将近400座加氢站。欧盟氢能战略推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用。欧盟主要采用化石能源制氢，据碳中和系列：2021年中国氢能产业链研究，其中55%来自天然气制氢、30%来自羟类或石油制氢。氢气的价格在75元kg左右。据HydrogenCentral提供的数据,2022年欧洲创纪录地新建了45个公共加氢站，比2021年增长了22%,至此，欧洲公共加氢站的总数达到254个。其中德国加氢站数量105座,是欧洲拥有最多的公共加氢设施的国家，法国以拥有44座加氢站位列第二，英国拥有17座加氢站与荷兰并列第三。2020年，欧
30、洲发布了欧盟氢能战略，旨在推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用。欧盟目前的首要任务是开发主要利用风能和太阳能生产的可再生氢。从短期和中期来看，还需要其他形式的低碳氢能，主要是为了迅速减少当前制氢中的碳排放量并支持当前和未来使用的可再生氢能。从长期来看，可再生氢能是与欧盟的气候中和以及零污染目标最兼容的选择,也是与一体化能源系统最协调的选择。表5欧灵氢能战略项目内容2020年至2024年战略目标是在欧盟安装至少6千兆瓦的可再生氢能电解槽，井生产多达100万吨的可再生氢鲍，对现有氮气生产进行区碳处理,例如在化学部门，并促进在新的终端应用和可能在重型运榆中引入氢能.战略目标；2025年至2030年
31、氢能需要成为保合能源系统的内在一部分.其战略目标是到2030年在欧盟安装至少40千兆瓦的可再生氢能电解槽，以及生产多达100o万吨的可再生氢能.2030年至2050年可再生氢能技术应成熟并大规模部署，以覆幺所有难以脱破的领域.在此阶段,可再生能源发电量有要大量增加、因为到2050年,约有四分之一的可再生能源发电将用于可再生氢能生产.投资议程2020年至2030年电解槽的投资可能在240到420亿欧元之间.增加2200-3400亿欧元的规模,将80-120千兆瓦的光伏和风电产生的太阳能和风能直径连接到电解槽以提供必要的电力.时一半现有工厂进行碳捕臬与封存的改造投资约110亿欧元.投资650亿欧元
32、用于氢能的运输.分配和储存，以及加氢站.2020年至2050年欧盟在生产方面的投资将达到18004700亿欧元.使终端部门适应氢能和氢.基燃料也常要大量投资.资料来源：欧JS委员会欧洲迈向气候中性的氢能战电.海通证券研究所美国是最早将氢能及燃料电池作为能源战略的国家。美国对氢能源的关注可以追溯到上世纪70年代的石油能源危机时期，早在1970年便提出氢经济概念。在小布什出任美国总统期间，美国政府大力推动氢经济。根据中国电动汽车百人会等中国氢能发展路线图LO：如何实现绿色高效经济的氢能供应体系?，2019年,美国燃料电池与氢能协会（FCHEA发布氢能经济路线图,目标到2025年，各种应用的氢需求总
33、量将达到1300万吨，将有12.5万辆氢燃料电池汽车。2020年美国发布氢能计划发展规划，制定多项关键技术经济指标，期望成为氢能产业链中的市场领导者。美国以天然气制氢为主，占比95%,电解水制氢占比5%下游消费领域以炼化为主,占比57%;合成氨同合成甲醇合计占比38%,冶金占比2%,其他占比4%氢气的价格在105元kg左右。根据HydrogenCentral提供的数据,截止2022年，美国新增加油站11座,全国合计89座，其中California州70座。美国通胀削减法案大幅抵减本土可再生氢能生产成本。2022年8月，美国通过了通胀削减法案。该法案提供了大量税收抵免。美国政府将基于碳强度，敦促
34、生产商专注于清洁氢。法案规定，排放2.5-4kgCO2kgH2的氢气项目可以获得60美分kg的补助，排放L5-2.5kgCO2kgH2的氢气项目可以获得75美分kg的补助，排放0.45-1.5kgCO2kgH2的氢气项目可以获得1美元kg的补助，排放小于045kgCO2kgH2的氢气项目可以获得3美元/kg的补助。补助计划自2023年1月I日开始实施持续十年。这一法案的实施将使美国的可再生氢能成为世界上最便宜的氢能。目前，几个区域集团现在正在争夺基础设施投资和法案提供的资金份额。据EnergyNews援引大西洋理事会全球能源中心，墨西哥湾受益于重要的能源资源，得克萨斯州的太阳能发电量高，沿海地
35、区的二氧化碳捕集和封存能力也很强，如果该地区成功获得资金，每年可生产约320万吨可再生氢。图5美国通版财戒法案对清洁氢生产的求魁措施(ZH登/z* -*二每200图6美国通胀削发法案实施后清洁氮平率化成本（美元Zkg）牛料袅及：USInflationRedctiAct：ClimateAEnergyFeaturesand击外东源：USInflationReductionAct：Climate4EnergyFeaturesandPotentialImplications.BCG海通常乐研究所PotentialImplications.BCG.需通法参标究所日本是目前全球氢能发展最为领先的国家。日本
36、政府很早就在能源基本计划中将氢能源定位为与电力和热能并列的核心二次能源，并提出建设氢能社会的愿景,希望通过氢燃料电池实现氢能在家庭、工业、交通甚至全社会领域的应用，从而实现真正的能源安全以及能源独立。1973年，日本成立氢能源协会，以大学研究人员为中心开展氢能源技术研发。1981年，日本启动了燃料电池的开发。1990年代，丰田、日产和本田汽车制造商启动燃料电池车的开发，同时三洋电机、松下电器和东芝公司也启动了家庭燃料电池的开发。2013年12月，日本经济产业省成立了由行业、研究机构和政府各界代表广泛参与的氢和氢燃料电池战略协议会。该组织在2014年6月公布了氢和氢燃料电池战略路线图，明确了当前
37、到2050年之间的氢能长期发展路线图，并于2020年初步构建国际氢能供应链。2015年日本政府开始为氢燃料电池汽车消费者提供高额的补贴。同年，NEDO出台氢能源白皮书，将氢能源定义为国内发电的三大支柱。日本从国家战略层面致力于实现氢能社会。政府高度重视氢能产业的发展提出日本将成为全球第一个实现氢能社会的国家。为此，先后发布了日本复兴战略、能源战略计划、氢能源基本战略、氢能及燃料电池战略路线图，规划了实现氢能社会战略的技术路线。2018年，日本召开全球首届氢能部长级会议,来自20多个国家和欧盟的能源部长及政府官员参加会议。日本拟以2020年东京奥运会为契机推广燃料电池汽车，打造氢能小镇。在过去的
38、30年里，日本政府先后投入数千亿日元用于氢能及资燃料电池技术的研究和推广,并对加氢站等氢能基础设施建设和燃料电池汽车进行补贴。日本氢能和燃料电池技术拥有专利数全球第一，已实现燃料电池汽车和家用热电联供系统的大规模商业化推广，并拥有世界上首个在城市地区使用氢燃料的热电联产系统。沙特天然禀赋加持有望成为全球氢经济领导者。沙特拥有全球最好的光照条件和天然气储量，低廉的一次能源价格和沙漠土地价格极大地增强了绿氢、蓝氢的出口竞争力。沙特,12030愿景提出，到2030年实现400万吨氢气年产量和出口量的目标，成为全球氢能经济的领导者。凭借自身成本优势和优越地理位辂，沙特有望将蓝氢、绿氢出口欧洲、东北亚等
39、地区。根据中国产业发展促进会氢能分会，2020年10月，沙特已向日本出口了世界首批40吨氢基蓝氨。沙特2030愿景旨在创造一个更加多样化和可持续的经济体，减少对石油经济的依赖，鼓励私营企业的发展，改善营商环境。沙特与我国具有良好的能源合作基础。2022年12月8日，在两国领导人的见证下，中沙两国就氢能等领域合作签署政府间协议和谅解备忘录。中沙两国在应对气候变化、能源绿色转型方面有着共同的愿景，可实现氢能产业链多要素优势互补，共同打造世界氢能产业高地。沙特属于典型的氢能出口国，我国中短期内蓝氢、绿氢具有较大的进口空间，远期有氢能出口潜力。我国目前虽是全球最大的制氢国，但氢气制取方式仍是以化石能源
40、为主、工业副产氢为辅，碳中和目标下蓝氢和绿氢在我国的重型交通、冶金、化工等难以脱碳领域应用潜力巨大。沙特的蓝氢、绿氢具有显著的价格优势，短期内我国可为沙特氢气出口提供需求市场，通过液氨载体或液态有机氢载体进行船舶远洋海运。2023年1月31日，国富氢能与TIJAN共同签署协议,双方将重点围绕沙特氢能战略，在沙特成立合资公司共同推进沙特的氢能项目。3.2.1目前全球氢能市场供需情况目前，全球氢气的主要生产、消费领域都来自于化石能源。2021年,全球氢气产量9400万吨,主要为化石能源制氢。2021年，天然气制氢占比62%,煤制氢占比19%,工业副产品制氢占比18%,电解水制氢占比0.04%。全球
41、氢气需求主要集中在化工领域。其中对纯氢的需求方面炼化端需求占比33%,合成氨占比27%,交通运输占比不足0.01%,其他占比3%;对掺氢混合气需求方面:用于生产甲醇占比10%冶金占比3%其他如供热等）占比23%*f:Renewablehydrogenforthechemicalindustry.青科在农：Renewablehydrogenforthechemicalindustry.海通江察研究所才道法东研无所3.2.2未来全球氢能市场展望未来全球氢气需求将持续增加，以工业及交通需求为主，交通需求增速最快。根据国际氢能委员会预测，至2030年，全球氢气需求达1.40亿吨，下游应用领域进一步拓宽
42、至新工业原料，建筑及供热，交通运输，发电等；至2040年，全球氢气需求达3.85亿吨；至2050年，全球氢气需求达6.60亿吨，是2020年需求量的8倍。其中，交通运输将成为拉动全球氢气需求增长的主要方面。图9全球氢能需求量及结构预测（百万吨）暂资料来源：GlobalHydrogenFlows.Hydrogenfomet-zero.HydrogenCouncil.海通证券研究所3.3 我国氢能发展形势及展望中国作为世界上最大的制氢国，氢能发展优势凸显，已初步形成东西南北中五大发展区域。早在2000年，973计划氢能的规模制备、储运及相关燃料电池的基础研究项目就已启动。2001年，科技部开展86
43、3计划后续能源主题氢能技术和高温燃料电池技术的研究。2006年，科技部863计划专门设立了氢能及燃料电池技术专题。自此,中国的氢能发展开始真正起步。我国氢能产业和发达国家相比仍处于发展初级阶段。近年来，我国对氢能行业的重视不断提高。根据国家能源局援引光明日报，2019年3月，氢能首次被写入政府工作报告，在公共领域加快充电、加氢等设施建设；2020年4月，中华人民共和国能源法（征求意见稿）拟将氢能列入能源范畴；2020年9月，财政部、工业和信息化部等五部门联合开展燃料电池汽车示范应用，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励；2021年10月，中共中央、国务院印
44、发关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见，统筹推进氢能制一储一输一用全链条发展；2022年3月，国家发展和改革委员会发布氢能产业发展中长期规划（20212035年）,氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。表6氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）发展目标W目内容到2025年到2025年，彩成较为完善的氢能产业发展制度政程环境,产业创新能力显著提高.基本掌握核心技术和制造工艺，初步建立核为完林的供应链和产业体系.氢能示范应用取得明宴成败,清洁能源制氢及氢能储运技术取科较大进展
45、、市场竞争力大幅提升，初步珑立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系.燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站.可再生能源制氮量达到10-20万吨/年，成为新增氢魄消费的变要蛆成部分，实现二氧化碳成排I（X）-200万吨/年.到2030年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，产业布局合理有序，可再生能源制氮广泛应用,有力支撑碳达峰目标实现.到2035年形成氢能产业体系，构建涵盖爻通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态.可再生旄源制氢在终嫔能淞消费中的比变明显提升，对能源绿色转型发展电到重要支律作用.青科来源：氢能产业发展中长期规划（2021-2035
46、年讯海通证券研究所规划明确指出在应用领域加快探索形成有效商业化路径。氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）中指出，坚持以市场应用为牵引，有序推进氢能在交通领域的示范应用，拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用，推动规模化发展，加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径。交通领域。1）有序推进交通领域示范应用立足本地氢能供应能力、产业环境和市场空间等基础条件，结合道路运输行业发展特点，重点推进氢燃料电池中重型车辆应用，有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间，逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。2）积极探索燃料电池在船舶、航空器等领域的应用，推动大型氢能航
47、空器研发，不断提升交通领域氢能应用市场规模。储能领域。积极开展储能领域示范应用发挥氢能调节周期长、储能容量大的优势，开展氢储能在可再生能源消纳、电网调峰等应用场景的示范，探索培育风光发电+氢储能一体化应用新模式，逐步形成抽水蓄能、电化学储能、氢储能等多种储能技术相互融合的电力系统储能体系。探索氢能跨能源网络协同优化潜力，促进电能、热能、燃料等异质能源之间的互联互通。发电领域。合理布局发电领域多元应用根据各地既有能源基础设施条件和经济承受能力，因地制宜布局氢燃料电池分布式热电联供设施，推动在社区、园区、矿区、港口等区域内开展氢能源综合利用示范。依托通信基站、数据中心、铁路通信站点、电网变电站等基础设施工程建设，推动氢燃料电池在备用电源领域的市场应用。在可再生能源基地，探索以燃料电池为基础的发电调峰技术研发与示范。结合偏远地区、海岛等用电需求，开展燃料电池分布式发电示范应用。工业领域。逐步探索工业领域替代应用不断提升氢能利用经济性，拓展清洁低碳氢能在化工行业替代的应用空间。开展以氢作为还原剂的氢冶金技术研发应用。探索氢10能在工业生产中作为高品质热源的应用。扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模，积极引导合成氨、合成甲醇、炼化、煤制油气等行
