为碳中和，创造可行的氢经济-德勤

“能源的未来”系列刊物 为碳中和，创造可行的氢经济 目录 01 简介 06 公司角度 02 氢需求 行业概览 07 观点总结 03 氢供应 技术概览 08 “能源的未来” 系列刊物 04 氢能分布 09 联系我们 05 政策角度 联系我们 09 “能源的未来” 系列刊物 08 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 简介 01 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 联系我们 09 “能源的未来” 系列刊物 08 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 全球脱碳 全球能源结构正从化石燃料转向可再生能源，以实现二氧化碳减排的目标 1980 25 2020 2100 0 50 全球一次能源总量（按来源分类）全球能源中二氧化碳净排放量 维持现状 巴黎协定 0 500 1,000 20201980 2100 EJ/年 二氧化碳排放量 （十亿吨二氧化碳当量） 可再生能源 化石 2070年净零排放 注 EJ 艾焦Exajoule 118 焦耳 数据来源 德勤未来能源方案 Shell Sky 1.5 场景 简介 01 02 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 德勤未来能源场景 但其程度和速度取决于全球动态和社会对气候变化的反应，这两个关键的不确定性跨越了我们未来 能源方案的空间 null 2020年 ， 德勤发 布了 未来能源 场景 null 这四个既合理又 不同的能源场景 旨在帮助领导者 及时决策 、 及时 行动 前瞻性 反应性 独立的区域经济 开放 、 协作的全 球经济 准备、行动、创新 自身及自身资源 同一个团队，同一个梦想 乘风破浪 由于各国政府未能有效地应对气候变化，私营企业 不得不自主创新以降低碳排放。可再生能源的扩增 依赖于企业，因为各国政府之间的沟通和协调有 限，阻碍了技术的推广。 贸易壁垒和技术限制/知识转让等保护主义盛行。 各国政府竞相争取廉价而稳定的能源资源。创新的 重点是开发本地资源，包括可再生资源和碳氢化合 物。各国应对气候变化的态度迥异且被动，但大多 侧重于本地基础设施建设，而非减排。 消费者行为有利于促进企业长期健康发展，保障企业 的环境、经济和社会利益，创造全球合作的环境，从 而成功地将低碳技术商业化，实现全面脱碳。各国政 府均引入了全球碳定价机制。 能效、低价和易得等特点驱动着消费者的行为，导致 可再生能源和碳氢化合物的需求增长。大国优先考虑 短期经济增长，促进了大多数人的财富和生活质量的 提升。技术发展为应对气候变化提供了新的选择。 社会对气候变化的反应 全球动态 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 03 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 混合能源电气化 过去的十年里，集中于能源系统电气化的投资赋予了太阳能和风能极佳的成本竞争力，带动了电力 在能源市场中份额的提升 0 200 100 300 400 2015 20202010 2025F 2030F 燃气 煤 太阳能光伏发电 1.3万亿美元的投资 ‘10-‘19 预计成本下降88 ‘10-‘30 太阳能光伏发电和风力发电的成本能源总消耗量（按来源分类）（EJ/年） 风力发电 1.0万亿美元的投资 ‘10-‘19 预计成本下降69 ‘10-‘30 18 21 27 82 79 73 353 电力 2010 燃料 2020 2030F 403 444 LCOE US/MWh 注 LCOE能源的平均成本资产寿命期内每兆瓦时的平均成本；太阳能PV发电指太阳能光伏电； EJ艾焦1.18焦耳 数据来源 Shell sky场景、 BloombergNEF 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 04 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 “通往巴黎之路”脱碳替代方案的优先次序 在电气化受限或电气化成本效益不高的领域，可以选择氢作为燃料使用成为能源脱碳的方案 局限性脱碳替代方案 成本增加 节能增效 使用少量能源 行为上 生态上 社会上 物理上 经济上 氢能 生物燃料 . 电气化的物理限制 高温燃烧难以实现 移动应用时需要高能量密度 存储时要求灵活的时间和空间 工业加工领域的进料使用 电气化 使用可再生电力 可持续燃料 用绿色成分作为能源载体 碳捕集与封存 防止二氧化碳排放到大气中 抵消排放量 节约其他碳排放 注“通往巴黎之路”是一场全球气候行动，旨在将全球表面平均气温维持在不超过工业革命前水平2摄氏度以下。 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 05 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 到2050年的能源电气化潜力（占2018年消费量的百分比 EJ； DE,NL,BE） 在能源方面，大约20-50的需求无法实现物理上或经济上的电气化 数据来源德勤能源系统模型基于欧统局能源平衡表（ 2020年6月DE ， NL， BE）、经合组织、 Shell Sky场景、国际能源机构SDS 和 Zsiborcs等， Electronics 8（ 2019年）；欧洲经济区 4.8 工业建筑环境 运输 4.3 3.1 隔热性差的建筑物不适合使用电热泵 集中供热在城区经济效益更高 电气化的局限性 2018年能源消费 无法实现电气化 已经实现电气化 12.2 4.3 EJ 很可能 无法实现 电气化 1.2 1.9 1.2 高 80 很可能实现电气化 可实现 电气化 60 90 40 70 60 70 20-50的能源实现 无法电气化。 低 50 高温加热很难实现电气化 重新设计新能源工艺的成本 每公斤和每立方米的能量密度（范围） （航运和航空） 开发周期不确定 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 06 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 为什么是现在 尽管氢能几经讨论，但当前现状发生了变化 技术赋能 可再生能源商业化使绿氢生产成为可能 可再生能源已经处于供大于求的状态，因此需要储能。 如同太阳能光伏和风力涡轮机，电解器的成本开始急剧下降。 欧洲一些地区（如荷兰）的电力并网阻碍了可再生能源的进一步部署， 因此需要运输能源的替代方案。 政府推动 政策重心由可再生能源电力转向复杂行业的脱碳 作为疫情后复苏计划的一部分，欧洲各国政府正在加大对氢基础设施的 投资。 国家氢战略的制定为实现战略优势创造条件。 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 07 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 化石燃料的使用和氢能潜力 替代的可能性 .为氢能创造机会，特别是在工业化学原料、工业过程加热、电力系统和货运方面 化工原料领域例如，制肥 工艺加热领域例如，钢熔炼 缓冲器领域例如，汽轮机 石油、天然气、煤炭 乘用领域例如，私家车 电气化 （利基市场的氢能应用） 货运领域例如，卡车运输氢能 空间加热领域例如，散热器 电气化 （利基市场的氢能应用） 烹饪领域例如，煤气灶 氢能 工业原料 工业用热 电力生产 移动出行 建筑环境 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 08 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 可再生能源价值链与氢的作用 为能源价值链创造新的要素 注 “e” 指代电力 电解 可再生能源发电 合成烃类 存储 （可选） 电力生产 H 2 H 2 H 2 H 2 H 2 e e 消费 工业原料 移动 工业用热 建筑环境 运输 e C x H x H 2 上游中游下游 分散式电解 e 联系我们 09 观点总结 07 公司角度 06 政策角度 05 氢能分布 04 氢供应技术概览 03 氢需求行业概览 02 简介 01 “能源的未来” 系列刊物 08 09 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 氢需求行业概览 02 氢需求行业概览 10 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 采氢 示例项目 细分行业动力因素阻碍因素 工业原料现有需求 氢应用装置已经到位。 原料氢较之转化烃（灰氢代替天然气）以及碳氢化合 物而言更具竞争优势。 灰氢（蒸汽甲烷重整炉）生产资产已到位（已折旧）， 灰氢边际成本较低。 由于距终端消费者较远，故难以获得绿色能源的溢价。 例如， 1 Gw电解器可取代来自小型模块化反应堆 （ small modular reactors - SMRs）的灰氢，用于泽 兰省荷兰的 i/a 化肥（ Yara）和精炼（ Lukoil-Total Refinery）。 工业原料新需求 原料氢较之转化烃（灰氢代替天然气）以及碳氢化合 物而言更具竞争优势。 氢的生产和应用需要新资产支持。 由于距终端消费者较远，故难以获得绿色能源的溢价。 例如， LKAB、 Vattenfall和SSAB的合资企业 Hybrit试点使用氢代替焦炭直接还原铁矿石。 在工业原料生产方面，由于可以替代转化后的碳氢化合物，氢能潜在竞争力更强 可再生能源价值链与氢的作用 数据来源 SDR2020“ 1GW 泽兰氢工厂”； Hybrit公司网站 氢需求行业概览 02 11 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 在工业用热方面，氢有潜力取代消费品公司的化石燃料，而公司可以从可再生能源的使用中获得 溢价 采氢 示例项目 细分行业动力因素阻碍因素 工业用热 B2C 消费品公司基于其绿色企业形象向消费者处获得溢 价，直接得益于氢能源的转型。 通常能源成本在总运营成本的中的占比最小。 技术壁垒较低，例如燃烧器和炉灶的能源可以较容 易换成氢。 面向消费者的公司谨慎地平衡利益和风险，因为任何 的失败都与公司品牌息息相关。 例如，联合利华在其阳光港工厂的工业规模锅炉中试 点采用氢能来助力家庭和个护产品的制造， 并通过特定管道输送爱萨石油提供的蓝氢。 工业用热 B2B 技术壁垒较低，例如燃烧器和炉灶的能源可以较容 易换成氢。 燃烧器也可以转换为在0-100天然气氢气含 量下运行，降低因氢能供应有限而停机的风险。 由于B2B客户并不愿意为可再生能源支付溢价，故而 公司承担了额外的成本。 较B2C公司而言，能源成本往往在总成本中占比较 大，因此向氢能转型的成本影响随之加大。 例如， Nedmag开发了一款混合燃烧器，能够处理 0-100的天然气/氢气混合物。 处理不同的混合物可以缓解供应锁定的风险并实现向 （绿色）氢能的平稳过渡。 氢能在工业用热中的潜力 氢需求行业概览 02 12 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 消费品公司可以从化石燃料转向氢燃料来吸引消费者。对于营销和运营费用来说，成本增幅是最小的 消费品公司能源成本 注假设化石燃料使用100的天然气，成本为5美元/千兆焦耳，氢气为35美元/千兆焦耳。 数据来源 2019年度公司年度报告；2019 年度公司环境绩效指标 3,000 3,500 0 1,500 2,500 500 2,000 1,000 64 化石燃料 / 吨 0 69 21 氢能 64 15 化石燃料 2 21 13 氢能 0 14 17 1 14 69 16 能源成本 营销 其它营业费用 营业毛利 约1,950 美元/吨 约3,250美元/吨 从化石能源向氢过渡只会略微增加消费品 公司的总成本，因为能源成本在总成本中 所占的份额相对较小。 氢需求行业概览 02 13 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 在电力系统方面，氢可以作为可再生能源电力生产的存储介质；与直接用电相比，氢可以从缓冲、 套利和替代运输中获益 氢能发电潜力 电力过剩电解存储替代方案 罐储 由于资本支出过高，罐储与电池 相比不具竞争优势。 无位置限制 地下储藏 资本支出较低，可实现季节性 存储。 区位限制和技术复杂性 电力生产 氢涡轮调峰电站 燃料电池 电力生产 优势 缓冲通过存储介质匹配 电力生产和消费的供需 套利在电价低时生产和 储存能源，在电价高时出 售电力 运输防止电网堵塞，将 现有天然气网络转换为氢 气运输网络 氢需求行业概览 02 14 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 氢能为移动出行的脱碳提供了机会，高储能密度增强了续航能力、加快了充电速度 氢能在移动领域的潜力 采氢 示例项目 细分行业动力因素阻碍因素 卡车和公共汽车 商业车队的成本优势续航里程更长（ 1200公里，普通电池型为 800公里）和充电速度更快（ 15分钟，普通电池型为60分钟）。 需要新的加气网络。 较普通电力而言，每公里能源成本更高。 特斯拉 汽车 与纯电动汽车相比，续航里程更长、充电速度更快、更为便利。 但一般私人旅行不需要。 需要新的加气网络。 较普通电力而言，每公里能源成本更高。 丰田 航运 就储能密度而言，氢能比电池更适合全球范围内的航运。 可用于燃料电池或燃烧过程。 行业将决定是否利用燃料技术更换化石燃料，或将使用氨能源。 韩国造船 海洋设备 研究院（ KOMERI 铁路运输 规避了电气化铁轨成本过高的情况。 因此适合于长途、低利用率的轨道运输（例如农村或采矿货运）。 较普通电力而言，每公里能源成本更高。 施泰德 空运 储能密度优于电池。 两者都可以在涡轮机中燃烧以助力起飞，通过使用燃料电池驱 动飞行。 在入市前，需要在推进技术和飞机机身设计上进行大量的研发 投资。 空客 专业设备 比电池充电速度更快，成本优势明显，可用于24小时仓库的叉车。 现场只需使用少量续能设施。 较普通电力而言，每公里能源成本更高。 丰田 注全距充电时间 数据来源交通与环境2020 “氢和电动卡车之比较”；公司网站 氢需求行业概览 02 15 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 虽然氢对于当今的专业设备而言只是一个可行的替代方案，但在未来货运领域的潜力巨大 氢能在未来移动领域的潜力 公路货运的二氧化碳排放量占全球碳排放总量的9 。 人们普遍认为，使用纯电动重型卡车的续航里程和充电 时间会受到限制，氢燃料电动汽车FCEV将是最有可能 的解决方案。 然而，一项正在进行的关于公路货运脱碳的研究表明， 对重型卡车而言，纯电动汽车因其负载循环的优势可能 会有一席之地。 航运的二氧化碳排放量占全球碳排放总量的3 我们的研究表明，氢是“未来燃料”有力竞争者之一， 而氨也在竞争行列之中。 虽然使用了氢离子，但绿色氨能作为燃料时所需的基础 架构与氢不同。 2030年2050年 卡车和公共汽车 汽车 航运 铁路运输 空运 专业设备 数据来源国际能源署“二氧化碳排放量按行业分类” 使用纯电动重型卡车的续 航里程和充电时间会受到 限制，氢燃料电动汽车 （ FCEV）将是最有可能的 解决方案 氢是“未来燃料”有力竞 争者之一，而氨也在竞争 行列之中 氢需求行业概览 02 16 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 在建筑环境领域，氢气可以在燃气网络中与其他能源混合满足家庭需求 氢能在建筑环境领域的潜力 现有用途短期长期 在建筑行业，氢已经可以通过与其他能源进行少量混 合来使用。 5-10的掺氢比有助于扩大氢的生产，使其价格更 能为大众所接受 以此可以得到更好的混合效果，提升率达30 ，特别是 燃气管网的部分部件完成改进之后；或 现行规例进行调整之后。 当燃气网络完全由氢能网络取代或新的氢基础设施准 备完毕之时 氢锅炉可实现零碳排放； 制氢发电联产系统和燃料电池提供热量和电力， 使离网系统成为可能。 50 H 2 50 Gas H 2 Heat Electricity H 2 Fuel-cell 氢需求行业概览 02 17 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 到2030年，氢在建筑环境中的应用正在进行试点项目 氢能在建筑环境领域的潜力 利兹（英国）霍赫芬（荷兰） Stad aan het Haringvliet （荷兰） 示例 说明 null改造现有气栅以容纳100的氢气 null年均总需求量5.9 TWh null蓝氢产量每年15万公吨 null英国主要城市天然气正在逐步100转为氢气供应 null到2035年实现370万套住房和企业改造，到2050年这一数 字将达到1,570万 null新建和现有居住区现有燃气基础设施正在100转换为绿氢 null （本地）获得绿氢是在建筑环境中进一步发展和应用氢能 的先决条件 null改造100个新住宅和400个现有住宅 null居民区现有燃气管网正在实现100改氢 null由于老旧和独立住宅无法达到规定的隔热水平，全电热泵无 法作为替代方案 null就近连接风力涡轮机进行绿氢制造 null改造600所现有住宅，并尽可能在2050年前使整个城市达 到气候中和 数据来源 H21.green；利兹气候委员会； Proefproject Hoogeveen Publiek Rapport 2020； Stedin.net 氢需求行业概览 02 18 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 第一批有氢需求行业将是工业用热和消费品公司的公路货运，可以从消费者中获得溢价 氢能在各需求行业的潜力 2030 2050氢能潜力评估 工业原料 现有低高 null潜力大，与（更昂贵的）灰氢而非直接与化石燃料相较 null由于现有的灰色氢资产边际成本低，难以获得溢价，导致应用缓慢 新建中高 null潜力大，与（更昂贵的）转化碳氢化合物而非直接与化石燃料相较 null难以满足对新技术和新资产的需求、难以获得溢价 工业用热 B2C高高 null潜力大，因为消费品公司可以从客户获得绿色能源的溢价，以弥补较高的能源支出 B2B低高 null潜力大，技术壁垒低 null由于难以获得溢价且能源成本占总成本的比例较高，导致应用缓慢 电力生产低中 null灵活服务潜力尚可储存过剩的可再生能源，在高峰时段使用 null运输服务潜力尚可管道较电缆的成本优势超过转换带来的损失 移动出行 卡车和公共汽车中高 null潜力大，相对于电动汽车，续航里程更长、充电时间更短、成本优势更为明显 null需要足够的加油站设施才能实现运营 汽车低低 null潜力小，因为电动汽车维持低价策略，且一般的乘用车对续航里程和充电时间的要求不高 航运中中 null行业将决定是否利用燃料技术更换化石燃料 null由于储能密度高，氢具有获利潜力，但氨能或成为强劲对手 铁路运输低中 null潜力小，因为多数火车使用电气驱动比氢能成本更低 null在电气化成本高的情况下，一些长距离、低利用率轨道运输潜力尚可 空运低中 null潜力小，因为航空对储能密度要求极高，而生物燃料或合成碳氢化合物拥有更高的储能密度 专业设备高高 null潜力大，相对于电动设备，续航里程更长、充电时间更短、成本优势更为明显 null因为其仅限于现场使用，所以通常只需要少量的蓄能设施 建筑环境低中 null潜力尚可在无法实现电气化或区域供暖或无生物量替代方案的情况下，尤其是市中心老旧建筑的保温性能差 氢需求行业概览 02 氢需求行业概览 19 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 中国氢能发展新进展 顶层设计逐渐清晰，相关政策涉及氢能产业链各环节 中国尚未出台针对氢能发展的专项政策，但氢能发展措施出现在各大部委发文中，综合相关政策来看，顶层设计在氢能的制储运加用 各环节都有所布局； 地方积极性高涨，氢燃料电池示范城市群鼓励政策为驱动 财政部等五部委采取“以奖代补”方式，对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励，目前30多省市自治区陆续发布氢能规划； 目前中国氢气80来自化石能源，氢能80用于工业领域 中国氢源结构为煤制氢的氢气占比约62 、天然气制氢占19 ，工业副产占18 ，电解水制氢仅占1 ；氢能消费结构为生产合成氨用氢占比37 、甲醇 用氢占比19 、炼油用氢占比10 、直接燃烧占比15 、其他19 ； 长期来看绿氢成为氢源主要选择 可再生能源制氢在2030年有望达到平价， 2060年可再生能源制氢规模有望达到1亿吨，占氢能总需求量的80 ，终端能源消费占比20 ，减排量约占当 前中国二氧化碳总排放量的13 。 央企积极布局氢能产业链 储运及加氢站（中国石化、中国石油），氢能装备（国家能源集团、中船重工），氢燃料电池及核心部件（国家电投、东方电气），终端应用（东风集 团、宝武集团）。 氢需求行业概览 20 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢供应技术概览 03 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 碳达峰碳中和目标及技术进步推动中国氢能发展驶入快车道 中国氢气年需求量及终端能源消费占比（万吨， ）中国各类制氢成本及供应结构预测 2500 3715 6000 13000 2020 2030 2050 2060 1051 20 数据来源中国氢能联盟、德勤研究 0 10 20 30 40 2020 2030 2040 2050 绿氢 元/kg 蓝氢、灰氢 氢需求行业概览 21 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 思想领导力 08 联系我们 09 氢供应技术概览 03 氢供应技术概览 22 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 天然气中水蒸气重整生成灰氢或者蓝氢（利用二氧化碳捕获和封存技术），可再生能源发电电解生 成绿氢 氢供应技术概览 03 制氢方法 灰氢蓝氢绿氢 H 2 O 水 CH 4 CO 2 二氧化碳 H 2 蓝氢 碳捕集与封存 甲烷 H 2 O 水 CH 4 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 CO 2 二氧化碳 H 2 灰氢 甲烷 风能 电力 H 2 O 水 太阳能 H 2 绿氢 氧气 O 2 电解器 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 灰氢蓝氢绿氢 H 2 O 水 CH 4 CO 2 二氧化碳 H 2 蓝氢 碳捕集与封存 甲烷 H 2 O 水 CH 4 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 CO 2 二氧化碳 H 2 灰氢 甲烷 风能 电力 H 2 O 水 太阳能 H 2 绿氢 氧气 O 2 电解器 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 灰氢蓝氢绿氢 H 2 O 水 CH 4 CO 2 二氧化碳 H 2 蓝氢 碳捕集与封存 甲烷 H 2 O 水 CH 4 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 CO 2 二氧化碳 H 2 灰氢 甲烷 风能 电力 H 2 O 水 太阳能 H 2 绿氢 氧气 O 2 电解器 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 null目前的制氢过程几乎全部是天然气生产的灰氢 null灰氢的碳排放量高 null蓝氢制备方法与灰氢相同，但使用了碳捕集与封存技术 null产能可控，因此不需要储存 null或成为实现绿色氢能的途径 null绿氢是目前唯一的100可再生氢的生产方法 null需要储存以平衡可再生能源的产量浮动和稳定需求之间 的矛盾 null鉴于电解工艺的差异，要实现稳定供电，最好采用成熟 的碱性点解技术，而间歇供电最好采用新开发的PEM 技术 23 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 若可再生电力价格下降且电解器成本下跌，同时碳税削弱了化石燃料的竞争力，那么绿氢的成本竞 争力会提升 绿氢制备工艺 绿氢的成本竞争力由以下因素决定 可再生电力成本，即主要变动成本，持续下跌 电解器成本，即主要固定成本，由于技术改进和规模化生产而 下降（如太阳能光伏） 碳税使得无碳绿氢较之于化石燃料更具竞争力 大规模的集中电解可在最终结点产出绝大部分氢能 灰氢蓝氢绿氢 H 2 O 水 CH 4 CO 2 二氧化碳 H 2 蓝氢 碳捕集与封存 甲烷 H 2 O 水 CH 4 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 CO 2 二氧化碳 H 2 灰氢 甲烷 风能 电力 H 2 O 水 太阳能 H 2 绿氢 氧气 O 2 电解器 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 1 2 3 1 2 3 氢供应技术概览 03 24 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 随着技术的成熟，蓝氢可以在短期内开始供应，而无需等待绿氢成本下跌 蓝氢制备工艺 蓝氢的成本竞争力由以下因素决定 天然气，即主要可变成本，价格便宜，供应充足 蒸汽重整器，即主要的固定成本，技术成熟，比电解器更具成 本优势 碳捕集与封存/使用技术可提升成本效益（例如在枯竭的气井中 或在甲醇中实现再利用），节省碳税 对于来不及等待绿氢成本下降的公司而言，蓝氢可作为低碳氢来过渡。 灰氢蓝氢绿氢 H 2 O 水 CH 4 CO 2 二氧化碳 H 2 蓝氢 碳捕集与封存 甲烷 H 2 O 水 CH 4 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 CO 2 二氧化碳 H 2 灰氢 甲烷 风能 电力 H 2 O 水 太阳能 H 2 绿氢 氧气 O 2 电解器 蒸汽 重整装置 水汽 变换反应 1 2 3 1 2 3 注（ 1）也可以使用其他碳氢化合物，如煤或精制燃料气体 氢供应技术概览 03 25 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 绿氢虽短期内高于蓝氢，我们预测其成本将大幅下降。两者若在政策和碳税扶持，未来能与化石燃 料比肩 制氢成本预测 制氢（而非仅提取）的成本往往比化石燃料更高，因此需要政策激励来增强其成本竞争力 2.0 3.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.5 3.0 4.0 4.5 5.0 2.5美元-4.6美元 1.4美元-2.9美元 1.2美元-2.8美元 1.4美元-2.9美元 0.7美元-1.7美元 1.5美元-3.0美元 2020 2030 2050 2019 年氢价（美元/ 公斤） 2019 年氢价（美元/ 千兆焦耳） 35.3 31.8 28.3 24.7 21.2 17.7 14.1 10.6 7.1 3.5 0.0 成本范围预测 绿氢 蓝氢 天然气 数据来源彭博社NEF 2020 “氢经济展望” 氢供应技术概览 03 26 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢能分布 04 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 尽管氢系统的效率会因转换过程中的能量损失而降低，但就系统成本而言，它比电气化更具优势 氢转化效率与系统成本 注未考虑运输和储存方面的低效率；仅以热值计算效率。 数据来源 Hydrogen Europe 与直接用电相较，电转氢再转电/热的转换过程会产生能量损失，转 换效率仅为25-50 然而，相对于电气化而言，低系统成本要好于低系统效率 –鉴于电气化有物理限制，氢可帮助终端用户实现脱碳 –每单位能量的氢气管道运输比电缆运输成本低8至15倍 –氢能可以封存，达到100的间歇可再生电力的集聚。 可再生能源发电 电解 最终使用 燃料电池 最终使用 燃烧 e H 2 e C 40-60 氢转电效率 特定情况下 氢转热效率 25-50 系统效率 60-80 系统效率 60-80 电转氢效率 氢供应技术概览 03 27 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和，创造可行的氢经济 简介 01 氢需求行业概览 02 氢供应技术概览 03 政策角度 05 公司角度 06 观点总结 07 “能源的未来” 系列刊物 08 联系我们 09 氢能分布 04 氢能分布 28 “能源的未来”系列刊物 | 为碳中和 ， 创造可行的氢经济