我們之前列出了十大氫能公司，本文從氫能的特點(diǎn)和主要類型出發(fā)，詳細(xì)回顧了氫能產(chǎn)業(yè)鏈、各國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略、中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)政策以及氫能產(chǎn)業(yè)投融資情況，并對(duì)氫能的未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，工業(yè)和交通運(yùn)輸是主要應(yīng)用領(lǐng)域，而建筑、發(fā)電等領(lǐng)域仍處于探索階段。到2060年，工業(yè)部門和運(yùn)輸部門將分別占?xì)湎M(fèi)的60%和31%，而發(fā)電部門和建筑部門將分別占據(jù)5%和4%。

 

總體預(yù)測(cè)

《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》指出，“到2035年形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元化氫能應(yīng)用生態(tài)”。氫能將為所有行業(yè)的脫碳提供一條重要途徑。目前，氫能成本高，應(yīng)用范圍窄。

氫能主要用于工業(yè)領(lǐng)域和交通運(yùn)輸領(lǐng)域，在建筑、發(fā)電和供暖領(lǐng)域仍處于探索階段。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，到2060年，工業(yè)部門和交通部門將分別占?xì)湎M(fèi)的60%和31%，而電力部門和建筑部門將分別占據(jù)5%和4%。

 

 

運(yùn)輸

交通運(yùn)輸是氫能應(yīng)用相對(duì)成熟的領(lǐng)域。在專利申請(qǐng)方面，2021年交通領(lǐng)域氫技術(shù)應(yīng)用專利申請(qǐng)15639件，占?xì)浼夹g(shù)下游應(yīng)用的71%。氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用包括汽車、航空和海運(yùn)，其中氫燃料電池汽車是交通領(lǐng)域的主要應(yīng)用場(chǎng)景。

 

公路情況

燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀：燃料電池汽車行業(yè)處于起步階段。燃料電池汽車企業(yè)數(shù)量較少，技術(shù)、成本和規(guī)模是主要進(jìn)入門檻，燃料電池汽車產(chǎn)銷規(guī)模較小。2020年，受疫情等因素影響，燃料電池汽車產(chǎn)銷出現(xiàn)明顯下滑，隨后穩(wěn)步恢復(fù)。

2021年，燃料電池汽車產(chǎn)銷同比分別增長(zhǎng)35%和49%；今年以來，產(chǎn)銷進(jìn)一步增長(zhǎng)，上半年產(chǎn)量達(dá)到1804臺(tái)，已經(jīng)超過去年全年。與純電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)燃料汽車相比，燃料電池汽車具有溫室氣體排放低、加油時(shí)間短、續(xù)航里程高的優(yōu)點(diǎn)，更適合中長(zhǎng)途或重載運(yùn)輸。

目前的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)政策也優(yōu)先支持商用車的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車主要是公交車、重型卡車等商用車，而乘用車主要用于租賃，占比不到0.1%。

燃料電池汽車目前購(gòu)買成本高昂，尚未完全商業(yè)化。成本是限制燃料電池市場(chǎng)化的主要因素。燃料電池汽車的發(fā)展仍然依賴于政府補(bǔ)貼和政策支持。2020年將推廣大量的氫動(dòng)力公交車。盡管在車型規(guī)格、系統(tǒng)供應(yīng)商和功率大小方面存在差異，但大多數(shù)公交車的平均訂購(gòu)價(jià)格為200-300萬元/輛，相對(duì)較高。

此外，燃料電池汽車對(duì)低溫性能要求高，動(dòng)力系統(tǒng)成本高，加上基礎(chǔ)設(shè)施稀缺等限制，迄今為止尚未得到廣泛推廣，未來還需要進(jìn)一步改進(jìn)。

燃料電池汽車發(fā)展前景：在“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的推動(dòng)下，零碳燃料電池汽車有望保持高增長(zhǎng)。《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》指出，到2025年，氫燃料電池汽車將達(dá)到約5萬輛。根據(jù)這一計(jì)算，2022-2025年，Holding的年均增長(zhǎng)率將超過50%。

 

 

燃料電池汽車的成本在未來有很大的下降空間。燃料電池汽車主要包括燃料電池系統(tǒng)、車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)、車輛控制系統(tǒng)等。其中，燃料電池系統(tǒng)是核心，隨著技術(shù)的進(jìn)步和規(guī)模的擴(kuò)大，成本預(yù)計(jì)會(huì)下降。報(bào)告稱，隨著大規(guī)模生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展，到2030年，燃料電池乘用車的成本將與純電動(dòng)汽車和燃料汽車等其他乘用車持平。

燃料電池系統(tǒng)的成本將從2015年的30200美元/輛降低到2030年的4300美元/輛。單位成本預(yù)計(jì)將下降86%，從2015年的每千瓦時(shí)38美元降至2030年的每兆瓦時(shí)54美元，這是燃料電池汽車成本下降的主要驅(qū)動(dòng)力。

燃料電池汽車適用于重型和長(zhǎng)途運(yùn)輸，在里程要求高、承載能力大的市場(chǎng)上更具競(jìng)爭(zhēng)力。未來的發(fā)展方向是重型卡車、長(zhǎng)途運(yùn)輸乘用車等。根據(jù)國(guó)際氫能協(xié)會(huì)的分析，燃料電池汽車在續(xù)航里程超過650公里的運(yùn)輸市場(chǎng)上具有成本優(yōu)勢(shì)。

由于乘用車和城市公交車的續(xù)航里程通常較短，因此純電動(dòng)汽車具有優(yōu)勢(shì)。燃料電池汽車的未來非常有希望。與純電動(dòng)車型相比，燃料電池汽車克服了能量補(bǔ)充時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)低溫環(huán)境適應(yīng)性差的問題，提高了運(yùn)行效率，與純電動(dòng)汽車的應(yīng)用場(chǎng)景形成了互補(bǔ)。中國(guó)氫能聯(lián)盟研究院預(yù)計(jì)，到2030年，中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到每年62萬輛。

 

 

鐵路情況

清潔能源已成為許多國(guó)家未來能源體系的重要組成部分。氫能作為一種清潔能源，在鐵路領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。氫能在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用主要是與燃料電池相結(jié)合，形成動(dòng)力系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。氫動(dòng)力列車目前正在開發(fā)和測(cè)試中，德國(guó)、美國(guó)、日本和中國(guó)等國(guó)處于領(lǐng)先地位。

德國(guó)將于2022年開始運(yùn)營(yíng)世界上第一條由氫動(dòng)力客運(yùn)列車組成的環(huán)保鐵路線，里程1000公里，最高時(shí)速140公里。2021年，中國(guó)推出了首臺(tái)氫燃料電池混合動(dòng)力機(jī)車，該機(jī)車在全氫負(fù)荷下可連續(xù)運(yùn)行24.5小時(shí)，在直線軌道上可承載5000噸以上的最大牽引載荷。

中國(guó)首個(gè)重載鐵路加氫科研示范站將于2022年建成，為鐵路機(jī)車提供氫能。氫動(dòng)力列車的優(yōu)點(diǎn)是，它們不需要對(duì)現(xiàn)有鐵軌進(jìn)行改造，通過泵送來給列車充氫，并且噪音低，碳排放為零。

但現(xiàn)階段開發(fā)氫動(dòng)力列車仍面臨挑戰(zhàn)。一方面，氫燃料電池堆的成本高于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，氫動(dòng)力系統(tǒng)（包括儲(chǔ)氫和散熱系統(tǒng)等）的成本將進(jìn)一步增加。配備氫能系統(tǒng)的車輛成本更高。

另一方面，由于技術(shù)不成熟、需求不高等因素，加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍不完善。隨著世界主要國(guó)家重視發(fā)展以氫能為代表的清潔能源，氫動(dòng)力列車作為一種有效的減碳方式，未來發(fā)展空間廣闊。在歐洲國(guó)家中，法國(guó)承諾到2035年用包括氫在內(nèi)的清潔能源取代其以化石燃料（柴油）為動(dòng)力的國(guó)家鐵路網(wǎng)，到2038年取代德國(guó)，到2040年取代英國(guó)。

 

 

航空情況

隨著能源向低碳和無碳方向的演變加速，航空業(yè)也面臨著能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型帶來的新挑戰(zhàn)。

氫能提供了低碳航空的可能性，減少了該行業(yè)對(duì)原油的依賴，并減少了溫室氣體和有害氣體的排放。與化石能源相比，燃料電池可以減少75%-90%的碳排放，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中直接燃燒氫氣可以減少50%-75%的碳排放量，合成燃料可以減少30%-60%的碳碳排放量。

氫動(dòng)力飛機(jī)可能是中短途飛行的碳減排解決方案，但對(duì)于長(zhǎng)途飛行，仍然需要噴氣燃料。預(yù)計(jì)到2060年，氫將提供航空業(yè)約5%的能源需求。氫能為航空工業(yè)提供了一種可能的碳減排方案。美國(guó)、英國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)出臺(tái)了與氫能航空發(fā)展相關(guān)的頂層戰(zhàn)略規(guī)劃。

從發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)布的計(jì)劃可以看出，氫能航空的發(fā)展是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。從現(xiàn)在到2030年，我們將重點(diǎn)開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)和進(jìn)行航空試驗(yàn)。到2050年，完成遠(yuǎn)程客機(jī)驗(yàn)證機(jī)和大規(guī)模加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并在航空領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

 

運(yùn)輸情況

隨著航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展，柴油動(dòng)力船舶造成的環(huán)境問題越來越明顯。2020年，中國(guó)航運(yùn)業(yè)的排放量占交通運(yùn)輸業(yè)排放量的12.6%。氫能作為一種清潔能源，有望在航運(yùn)業(yè)的碳減排中發(fā)揮積極作用。報(bào)告稱，航運(yùn)業(yè)的碳減排主要取決于氫和氨等低碳新技術(shù)和燃料的開發(fā)和商業(yè)化。

在承諾目標(biāo)情景中，2060年基于燃料電池的氫氣應(yīng)用模型將滿足水運(yùn)部門約10%的能源需求。氫和氫基燃料是航運(yùn)業(yè)的減碳選擇之一。內(nèi)河和沿海航運(yùn)的電氣化可以通過氫燃料電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)，海運(yùn)的脫碳可以通過生物燃料或零烴氨合成等新燃料實(shí)現(xiàn)。

一些中國(guó)企業(yè)和機(jī)構(gòu)在國(guó)內(nèi)氫能和燃料電池技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上，啟動(dòng)了氫動(dòng)力船舶的開發(fā)。目前，氫動(dòng)力船舶通常用于湖泊、內(nèi)河、近海等場(chǎng)景，作為小型船舶的主動(dòng)力或大型船舶的輔助動(dòng)力。

 

 

海洋工程船、海上RO-RO船、超級(jí)游艇等大型氫動(dòng)力船舶的發(fā)展是未來的發(fā)展趨勢(shì)?？傮w而言，氫動(dòng)力船舶正處于探索的早期階段，大功率燃料電池技術(shù)尚不成熟。但隨著儲(chǔ)氫優(yōu)勢(shì)的出現(xiàn)，燃料電池船舶的市場(chǎng)滲透率將逐漸提高。

預(yù)計(jì)到2030年，中國(guó)將建立氫動(dòng)力船舶的設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、測(cè)試、功能驗(yàn)證和性能評(píng)估體系，建立配套的氫“生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸”基礎(chǔ)設(shè)施，擴(kuò)大氫動(dòng)力船舶在內(nèi)河和湖泊的示范應(yīng)用規(guī)模，改善與水路運(yùn)輸有關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施。

為到2060年實(shí)現(xiàn)中國(guó)水路運(yùn)輸設(shè)備行業(yè)碳中和的目標(biāo)，開展國(guó)際航線上的水力發(fā)電船舶應(yīng)用示范，提升中國(guó)水力發(fā)電船舶行業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

 

行業(yè)領(lǐng)域

工業(yè)是脫碳的一個(gè)困難應(yīng)用領(lǐng)域。化石能源不僅是一種工業(yè)燃料，也是一種重要的工業(yè)原材料。工業(yè)燃料可以通過電氣化部分脫碳，但工業(yè)原料直接電氣化的空間有限。在氫冶金、合成燃料和工業(yè)燃料的推動(dòng)下，到2060年，工業(yè)部門對(duì)氫氣的需求將達(dá)到7794萬噸，幾乎是交通部門的兩倍。

 

鋼鐵工業(yè)

鋼鐵冶煉產(chǎn)生的二氧化碳排放量很大。2020年，中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放總量約為18億噸，約占中國(guó)碳排放總量的15%。在“雙碳”目標(biāo)下，鋼鐵行業(yè)面臨著巨大的碳減排壓力。根據(jù)各大鋼鐵企業(yè)發(fā)布的碳峰值-碳中性路線圖，結(jié)合中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)的碳減排目標(biāo)，假設(shè)到2030年，中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳減排30%，在此期間，鋼鐵行業(yè)需要減排5.4億噸。

中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量占世界一半以上，實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)減碳對(duì)中國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。氫氣在鋼鐵工業(yè)中可應(yīng)用于氫氣冶金、燃料等方面，是氫氣冶金中規(guī)模最大的。氫冶金在冶金過程中使用氫氣代替碳還原，從而在源頭上實(shí)現(xiàn)碳還原，而傳統(tǒng)的高爐煉鐵是以煤冶煉為基礎(chǔ)的，碳排放量約占總排放量的70%。

氫冶金是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的革命性技術(shù)。2021年，《“十四五”產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布，強(qiáng)調(diào)要大力推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)發(fā)展非高爐低碳煉鐵技術(shù)。目前，氫冶金技術(shù)中的氫主要來源于煤，整體減碳能力有限。

 

 

氫冶金技術(shù)分為高爐氫冶金和非高爐氫冶金兩大類。高爐氫冶金是指通過向高爐內(nèi)注入氫氣或富氫氣體而不是部分碳還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)“部分氫冶金”。非高爐氫冶金技術(shù)主要采用煤氣豎爐法。我國(guó)豎爐氫冶金技術(shù)尚處于起步階段，受氫氣生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、優(yōu)質(zhì)精礦等條件限制。

距離大規(guī)模應(yīng)用和全生命周期深度減碳還有一定距離。在全球范圍內(nèi)，氫冶金產(chǎn)業(yè)化技術(shù)尚不成熟，德國(guó)、日本等氫冶金技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家也處于研發(fā)和測(cè)試階段。根據(jù)世界能源署的統(tǒng)計(jì)，傳統(tǒng)高爐的使用壽命為30-40年，全球煉鐵高爐的平均使用年限僅為13年左右。

未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，世界仍將以傳統(tǒng)高爐煉鐵工藝為主流，低碳高爐冶金技術(shù)將是轉(zhuǎn)型期的重要研發(fā)方向。氫冶金的發(fā)展可以分步驟實(shí)現(xiàn)：到2025年，通過中試工廠驗(yàn)證大規(guī)模工業(yè)氫冶煉的可行性；

到2030年，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣、化工等副產(chǎn)品的氫氣工業(yè)化生產(chǎn)。到2050年，將開展鋼鐵的高純氫能冶煉，其中氫能主要是水電、風(fēng)電和核電水電解。

 

化學(xué)工業(yè)

氫氣是合成氨、合成甲醇、煉油和煤化工的重要原料，其中一小部分副產(chǎn)氣用作工業(yè)燃料，用于燃燒支持。來自中國(guó)氫能聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，2020年，氨合成、甲醇、冶煉和化工用氫占比分別為32%、27%和25%。目前，工業(yè)制氫主要依靠化石能源，未來通過低碳清潔氫替代有很大潛力。

 

 

氨是氮和氫的化合物，廣泛用于氮肥、制冷劑和化工原料。合成氨的需求主要來自農(nóng)業(yè)化肥和工業(yè)，其中農(nóng)業(yè)化肥約占70%。國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2050年，超過30%的氫氣將用于制造氨和燃料。

目前，氨生產(chǎn)所需的氫氣（也稱為化石燃料灰氫）主要通過蒸汽甲烷重整（SMR）或煤氣化獲得，每噸氨排放約2.5噸二氧化碳。氨的綠色氫合成可以減少二氧化碳排放。綠色氫氨合成的主要設(shè)備包括可再生能源動(dòng)力設(shè)備、水電解制氫設(shè)備、空氣分離裝置和氨合成裝置，上述相關(guān)技術(shù)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度較高。

其中，基礎(chǔ)水電解和質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模水電解制氫，我國(guó)基礎(chǔ)電解槽技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先水平。此外，我國(guó)國(guó)外質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)尚處于起步階段，且成本較高，未來主要取決于燃料電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。

大規(guī)模、低成本、持續(xù)穩(wěn)定的氫氣供應(yīng)是綠色氫氣在化工中應(yīng)用的前提。盡管綠色氫氣在化工行業(yè)的應(yīng)用在短期內(nèi)面臨經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，但隨著可再生能源發(fā)電價(jià)格的持續(xù)下跌，到2030年，中國(guó)部分地區(qū)有望實(shí)現(xiàn)綠色氫氣平價(jià)。綠氫將進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，并逐漸成為化工生產(chǎn)的常規(guī)原料。

 

發(fā)電

純氫氣以及氫氣和天然氣的混合物可以用于為燃?xì)廨啓C(jī)提供動(dòng)力，從而使發(fā)電部門脫碳。氫能可以通過兩種方式產(chǎn)生。一種是在燃?xì)廨啓C(jī)中利用氫能，通過吸氣、壓縮、燃燒、排氣的過程，驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生電流輸出，即“氫氣發(fā)生器”。

氫發(fā)電機(jī)可以集成到電網(wǎng)的輸電線路中，并與制氫裝置合作，在低功耗期間通過電解水生產(chǎn)氫氣，然后在功耗峰值期間通過氫能發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)電能的合理利用，減少資源浪費(fèi)。另一種使用電解水的反向反應(yīng)，即氫氣與氧氣（或空氣）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生水并釋放電力，被稱為“燃料電池技術(shù)”。

燃料電池可用于固定或移動(dòng)電站、備用調(diào)峰電站、備用電源、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和其他發(fā)電設(shè)備。這兩種氫發(fā)電都存在成本高的問題。目前，燃料電池發(fā)電成本約為2.50-3.00元/度，而其他發(fā)電成本基本低于1元/度。

例如，目前的火力發(fā)電成本約為0.25-0.40元/度，風(fēng)力發(fā)電成本約0.25-0.45元/度、太陽(yáng)能發(fā)電成本約0.30-0.40元-度，核能發(fā)電成本約0.35-0.45元-度。比較發(fā)電成本可以發(fā)現(xiàn)，燃料電池的發(fā)電成本高于其他類型的發(fā)電模式。

 

 

由于質(zhì)子交換膜、電解槽等核心設(shè)備主要依賴進(jìn)口，成本相對(duì)較高，疊加原料鉑價(jià)格昂貴，導(dǎo)致氫能發(fā)電成本較高。隨著對(duì)清潔能源的重視，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電的比例逐漸提高。2020年，中國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到5.3億千瓦，占社會(huì)用電量的11%。

到2030年，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。根據(jù)研究，在2050年零碳排放目標(biāo)情景下，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電將占發(fā)電量的近70%。可再生能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的間歇性和隨機(jī)性影響了并網(wǎng)供電的連續(xù)性和穩(wěn)定性，因此儲(chǔ)能作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的主體將發(fā)揮重要作用。

目前主要有抽水蓄能、鋰電子電池、鉛電池和壓縮空氣儲(chǔ)能，其中抽水蓄能占比超過86%。與其他儲(chǔ)能方式相比，氫儲(chǔ)能具有放電時(shí)間長(zhǎng)、大規(guī)模儲(chǔ)氫性價(jià)比高、儲(chǔ)存和運(yùn)輸靈活、不破壞生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。

此外，氫儲(chǔ)能還有多種應(yīng)用場(chǎng)景。在電力供應(yīng)方面，氫儲(chǔ)能可以減少棄電和平穩(wěn)波動(dòng)。在電網(wǎng)測(cè)量中，氫儲(chǔ)能可用于負(fù)載電網(wǎng)運(yùn)行的峰值容量，緩解輸電線路阻塞。目前，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的限制，氫儲(chǔ)能的應(yīng)用仍面臨許多挑戰(zhàn)。

一方面，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率相對(duì)較低。氫儲(chǔ)能的“電-氫-電”過程有兩種能量轉(zhuǎn)換，總體效率約為40%，低于泵送儲(chǔ)能和鋰電池儲(chǔ)能約70%的能量轉(zhuǎn)換效率。

另一方面，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)相對(duì)昂貴。目前抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能的成本約為7000元/kW，電化學(xué)儲(chǔ)能約為2000元/kW。氫儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本約1.3萬元/kW左右，遠(yuǎn)高于其他儲(chǔ)能方式。氫能存儲(chǔ)仍處于起步階段，2021年安裝了約1.5兆瓦的氫能存儲(chǔ)，氫能存儲(chǔ)滲透率不到0.1%。

氫儲(chǔ)能將在促進(jìn)能源領(lǐng)域碳達(dá)峰和碳中和方面發(fā)揮重要作用。中國(guó)政府2021年發(fā)布的《關(guān)于加快發(fā)展新型儲(chǔ)能的指導(dǎo)意見》提出，到2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能的市場(chǎng)開發(fā)。氫儲(chǔ)能作為一種新型的儲(chǔ)能方式，具有廣闊的發(fā)展空間。

 

 

施工現(xiàn)場(chǎng)

建筑部門的能源需求主要用于供暖（空間供暖）、供暖（生活熱水）等能源消耗。氫氣供暖目前在效率、成本、安全性和基礎(chǔ)設(shè)施可用性方面并不優(yōu)于天然氣供暖（最常見的供暖燃料）等競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。

由于純氫的使用需要新的氫鍋爐或?qū)ΜF(xiàn)有管道進(jìn)行大量改造，因此在建筑中使用純氫的成本相對(duì)較高。例如，在歐洲，氫能的使用比其他地方更早開始，但氫加熱的成本仍然是天然氣的兩倍多。即使到2050年，當(dāng)熱泵成為最經(jīng)濟(jì)的選擇時(shí)，氫氣供暖的成本仍可能比天然氣供暖高出50%。

氫氣可以通過純氫氣運(yùn)輸，也可以與天然氣混合運(yùn)輸，這需要更多的管道。氫氣也會(huì)對(duì)鋼制天然氣管道構(gòu)成安全風(fēng)險(xiǎn)，需要用聚乙烯管道取代。這種投資可能對(duì)較大的商業(yè)建筑或區(qū)域供暖網(wǎng)絡(luò)具有經(jīng)濟(jì)意義，但對(duì)較小的住宅單元來說可能過于昂貴。

因此，氫在建筑中的早期使用將主要以混合形式進(jìn)行。氫氣可以與天然氣以高達(dá)20%的體積比混合，而無需改造現(xiàn)有設(shè)備或管道。與使用純氫氣相比，將氫氣混合到天然氣管道中可以降低成本并平衡季節(jié)性能源需求。

隨著氫氣成本的下降，北美、歐洲和中國(guó)等擁有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施和低成本氫氣的地區(qū)預(yù)計(jì)將逐步使用氫氣為建筑物供暖。挪威航運(yùn)協(xié)會(huì)DNV預(yù)測(cè)，到2030年代末，純氫在建筑中的使用可能會(huì)超過混合氫；到2050年，氫氣將占建筑供暖和供暖能源總需求的3-4%。