低碳氢被广泛认为是一种蕴藏丰富、用途广泛、清洁方便的能源载体，已被视为能源行业转型的关键一环。由于氢气与天然气属性相似，且二氧化碳排放量更低、自然蕴藏丰富，所以具有代替天然气的潜力。根据国际能源署可持续发展情景预测，到2070年，全球对氢气的需求预计将在 2019年7,000万吨的基础上增长7倍，达到5.2亿吨。

全球不同行业对氢气需求（百万吨）

如果化石燃料相应减少，叠加氢气的低碳化生产因素，全球能源行业和工业加工领域有望在 2070年时实现碳中和。氢气的应用并不是新生事物。目前，氢气的年产量为7,000万吨，市场规模约为千亿美元。亚洲（48%），美洲（22%）和欧洲（18%） 紧随其后，而工业企业则是最大的使用群体，八成以上的需求来自炼化和化工行业。

按地区、来源和工业用途划分全球氢气需求

炼油厂使用氢气来降低柴油中的硫含量，全球范围内较高的柴油消耗量，加之更严格的硫含量法规要求，一直维系着市场对氢气的需求。在化工行业，氢气用于生产氨和甲醇，其中氨是化肥行业的主要原料。如今消耗的氢气几乎95%均来自于化石燃料。

因此，只有在生产环节中尽可能减少碳排放，氢气才有助于全球经济实现可持续脱碳的目标。欧洲地区主要通过刺激低碳氢需求、供应、打通输配和存储环节、完善市场监管框架等几个方面来刺激氢能市场发展。

随着越来越多的国家和行业将低碳氢视为燃料源和原料，氢的用户群体有望越来越多样化。基于低碳氢生产技术的成熟度、与现有工艺结合的复杂性，以及现行法规和经济鼓励政策，不同行业有各自的脱碳路径和时间表。各国政府在发展低碳氢经济的过程中，需要集中精力、遵循主体原则，而不是试图覆盖众多行业：

• 聚焦脱碳难、有规模效应（规模大的多元化企业）、可利用现有基础设施（例如管网）的产业集群；

• 产业集群如果位于港口和海岸线附近，则能更好地对接不断增长的国际氢气物流终端；

• 希望建立氢能力、共同承担投资成本和风险的企业，可建立合作伙伴关系；为推动氢解决方案赋能，地方政府也可以发挥作用。

为了加快低碳氢的发展，推动高能耗行业中低碳氢替代碳氢化合物，在成熟的碳排放技术与更清洁的新型氢技术之间，如何缩小两者的价格差成为当务之急。目前，电力成本占绿氢可变成本的60%-70%，因此，获得成本廉、供应充足的可再生能源为电解槽提供电力显得至关重要。

据测算，当可再生能源的成本降至20美元/兆瓦时以下时，绿氢将具有成本竞争力。随着世界各国加大对可再生能源投资力度，以及平准化能源成本的降低，规模效应有望于2030年实现。

全球氢气成本演变模型

氢气输配是拉通供需的关键环节。利用现有的天然气基础设施输配氢气是方案之一。根据欧洲天然气输配系统运营商的估测，可以在没有任何技术挑战的情况下将10%的氢气混入天然气进行输配。如果对输配管网进行小幅调整，氢气混合的比例最高可达20%，但建设氢气专用基础设施的成本效益将会更高。

甲基环己烷或甲醇等液态有机氢载体也是长距离散装运输氢的方法，与现有的运输方式完全兼容、可重复使用，并且可以在室温和大气压下操作，但缺点是消费时需要加热分离氢气，且需要一定的时间进行化学反应。

氨也是长时间大批量储存氢气的便捷手段。氨具有较高的能量密度，无需进一步转化即可广泛用于工业领域，也可以直接用作燃料为燃气轮机或轮船提供动力。氨拥有成熟的供应网络和运输基础设施，但缺点是毒性高、燃烧过程中会排放氮氧化物。与液态有机氢载体相比，氨在成本方面具有微弱的优势。

尽管供应、需求、输配储存是氢经济的核心支柱，但这些支柱需要建立在强有力的政策和监管框架内。各国政府应该发挥关键作用，确保制定目标明确的氢战略，配合战略性投资和财政鼓励，从而释放正确的市场信号，鼓励民营投资参与。政府也需要为处于起步阶段的绿氢市场提供财政支持，为生产商和用户提供适当的激励，鼓励其转为使用低碳氢技术。

来源： 中国石油和化工大数据

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