根據(jù)《2024-2029年中國(guó)氫燃料市場(chǎng)深度調(diào)查研究報(bào)告》分析，2020中國(guó)碳排放量全球范圍排名第一，碳減排迫在眉睫。交通工具的普及，疊加工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑等各領(lǐng)域生產(chǎn)制造等因素，使用能源帶來(lái)了大量碳排放，加劇溫室效應(yīng)形成。據(jù)《bp世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，2020年中國(guó)碳排放量總計(jì)9899.3百萬(wàn)噸。在全球范圍內(nèi)碳排放總量排名第一，約占全球排放總量的30.7%。長(zhǎng)期不節(jié)制排放會(huì)使得氣溫繼續(xù)升高，從而引發(fā)出區(qū)域天氣奇變、海洋酸化、自然界生態(tài)系統(tǒng)紊亂、物種滅絕等一系列威脅人類生存環(huán)境和身體健康等不良后果。所以碳減排迫在眉睫。轉(zhuǎn)型發(fā)展新能源可以助力減少碳排放帶來(lái)的危害。新能源來(lái)源干凈（風(fēng)、水、太陽(yáng)等）、污染物排放少，可直接實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境目的、遏制溫室效應(yīng)加劇。同時(shí)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)不平衡屬于煤多缺油少氣，天然氣和石油依賴進(jìn)口使用，發(fā)展新能源亦可逐漸減少和替代化石能源的使用，調(diào)整能源使用不均衡局面，逐步拜托依賴，建立自有能源發(fā)展體系。開(kāi)發(fā)新能源是保護(hù)生態(tài)環(huán)境、緩解自有能源危機(jī)、走經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展之路的必要路徑。

截至2021年11月份，全球制定碳中和目標(biāo)的國(guó)家和地區(qū)有66個(gè)。有191個(gè)國(guó)家提交了第一輪“國(guó)家自主貢獻(xiàn)”文件，涉及的減排量涵蓋了全球90%以上的二氧化碳排放量。另有27個(gè)國(guó)家和歐盟已按照《巴黎協(xié)定》的要求通報(bào)了低溫室氣體排放的長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，這其中也包括“凈零承諾”。各國(guó)均在向碳達(dá)峰、碳中和努力推進(jìn)。

凈零碳承諾需要有嚴(yán)格的短期及中期行動(dòng)來(lái)支持，國(guó)家間正在制定愈加嚴(yán)格的碳定價(jià)工具。從碳排放交易機(jī)制來(lái)看，日本、新加坡等亞太國(guó)家制定價(jià)格為2-3美元/噸二氧化碳；與中國(guó)人均碳排放相近的法國(guó)、英國(guó)等歐洲國(guó)家定價(jià)已高于20美元/噸，采取更嚴(yán)厲的機(jī)制力達(dá)凈零碳承諾。

圖表：各國(guó)碳排放價(jià)格與碳排放比重

國(guó)際氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。美國(guó)、歐洲、俄羅斯、日本等主要工業(yè)化國(guó)家和地區(qū)都已將氫能納入國(guó)家能源戰(zhàn)略規(guī)劃。根據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)發(fā)布的報(bào)告，全球范圍內(nèi)已有131個(gè)大型氫能開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，全球項(xiàng)目總數(shù)達(dá)到359個(gè)。預(yù)計(jì)到2030年，全球氫能領(lǐng)域的投資將激增到5000億美元，2050年全球氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3000萬(wàn)個(gè)工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，在全球能源消費(fèi)占比重的達(dá)到18%。我國(guó)計(jì)劃于2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。截止2020年，火力發(fā)電仍然占據(jù)中國(guó)發(fā)電結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)，占比達(dá)到57%。同年世界平局水平為33.8%，中國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變迫在眉睫。氫氣作為高效低碳的二次能源，是雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略下的必然選擇。為了實(shí)現(xiàn)碳中和2060的目標(biāo)，我國(guó)氫氣的年需求量從目前的3342萬(wàn)噸增加到1.3億噸左右，在終端能源體系中占比達(dá)到20%。中國(guó)未來(lái)有望領(lǐng)跑全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

儲(chǔ)藏有量，用有需。中國(guó)目前煤炭?jī)?chǔ)量較為豐富，占世界探明儲(chǔ)量的13.3%，石油、天然氣較為稀缺。但儲(chǔ)產(chǎn)比情況不樂(lè)觀，以目前的探明儲(chǔ)量，石油資源還可以繼續(xù)開(kāi)采18.2年，天然氣43.3年，煤炭37年。清潔氫能，熱值強(qiáng)，縮成本。熱值是指單位重量燃料燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量，是評(píng)價(jià)燃料質(zhì)量的重要指標(biāo)，單位以兆焦/干克（MJ/kg）表示。平均來(lái)看，石油為41.87MJ/kg，天然氣為38.97MJ/kg，原煤為20.93MJ/kg，而氫氣的熱值達(dá)到142.4MJ/kg。國(guó)際上多以標(biāo)準(zhǔn)燃料應(yīng)用的基熱值（標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量）29.27MJ/kg計(jì)量，石油、天然氣折算標(biāo)準(zhǔn)燃料系數(shù)分別為1.4286和1.33，氫氣達(dá)到4.865，是極為優(yōu)質(zhì)高效的清潔能源。根據(jù)國(guó)際貨幣基金組織給出的全球碳排放平均價(jià)格和美國(guó)能源協(xié)會(huì)公布的中國(guó)碳排放量數(shù)據(jù)計(jì)算得出，2019年我國(guó)煤炭、石油和天然氣排放的二氧化碳的碳稅價(jià)格已經(jīng)達(dá)到323.2億美元。氫能源使用對(duì)于實(shí)現(xiàn)時(shí)間短、任務(wù)重的碳中和目標(biāo)有重大戰(zhàn)略意義。

圖表：各能源凈熱值對(duì)比

根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)2020》，當(dāng)前我國(guó)氫氣產(chǎn)能約每年4100萬(wàn)噸，產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，是世界第一產(chǎn)氫國(guó)，到2030年我國(guó)可再生能源制氫有望實(shí)現(xiàn)平價(jià)，在2060年碳中和情境下可再生能源制氫規(guī)模有望達(dá)到1億噸。需求方面，2030年我國(guó)氫氣的年需求量將增加至3715萬(wàn)噸，2050年可到9690萬(wàn)噸，2060年則增加至1.3億噸。已知2020年中國(guó)氫氣需求量大約為3342萬(wàn)噸，其中化石能源制氫（灰氫）占比最大，約為67%左右，灰氫量大約為0.224億噸，而2020年綠氫占比僅3%?！吨袊?guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》預(yù)計(jì)到2050年，中國(guó)氫氣需求量將達(dá)到9690萬(wàn)噸，其中灰氫制取比例從67%降至20%，綠氫制取比例提升至80%。因?yàn)榛覛渫ㄟ^(guò)燃燒化石燃料產(chǎn)氫仍會(huì)帶來(lái)一定的碳排放量，而綠氫完全通過(guò)可再生能源和生物制氫等技術(shù)將實(shí)現(xiàn)零碳排放。相比之下2050年由于綠氫的占比不斷增加，優(yōu)化灰氫，碳排放將會(huì)大幅度減少，逐步實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)。

其中等量氫需求量下所需傳統(tǒng)能源的碳排放量可用其產(chǎn)生的熱值作為換算依據(jù)，以2050年為例:所需的0.969億噸氫將會(huì)釋放的能量約等于6.593億噸煤釋放的熱量，其產(chǎn)生的碳排放等于6.593億噸煤*化石燃料燃燒過(guò)程二氧化碳排放因子(2.64噸CO2/噸標(biāo)煤)，也就是17.405億噸CO2，假設(shè)每單位碳稅為3美元，則將會(huì)產(chǎn)生52.21億美元的碳稅。而制取氫能源過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量，主要理解為非綠氫制取中產(chǎn)生的碳排放量，根據(jù)北京理工大學(xué)能源與環(huán)境政策研究中心發(fā)布的《碳中和背景下煤炭制氫的低碳發(fā)展》研究可知，煤炭制氫將排放約20.90KGCO2e/kgH2,前面信息可得2050年我國(guó)灰氫量大約為0.193億噸，因此灰氫的制取過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生4.05億噸二氧化碳。綜合來(lái)看，到2050年，若氫氣完全替代煤炭作為能源，將減少13.346億噸二氧化碳排放。假設(shè)每單位碳稅為3美元，則節(jié)約的碳稅價(jià)格達(dá)到40.03億美元，綜上，氫能減少的碳稅效率高達(dá)40.03億美元/52.21億美元=76.7%。有效實(shí)現(xiàn)降碳稅節(jié)約我國(guó)能源發(fā)展成本。

到2060年我國(guó)氫氣利用結(jié)構(gòu)中工業(yè)占比最大（約占60%），其次為交通（31%）。利用于工業(yè)領(lǐng)域，如煉油、氨生產(chǎn)、煉鋼等，氫不僅可以當(dāng)作能源亦可以當(dāng)作燃料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。其次氫能憑借其高儲(chǔ)能、高效釋放和優(yōu)秀燃料電池等特性，將有31%用于交通領(lǐng)域下，尤其在商用車、重型卡車中替代率高。在預(yù)計(jì)2060年我國(guó)氫需求量大約為1.3億噸的前提下：工業(yè)領(lǐng)域用氫7.8千萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少53.07千萬(wàn)噸煤炭用量（利用熱值對(duì)比氫得出)；交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫4.03萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少27.56千萬(wàn)噸煤炭用量，建筑及其他領(lǐng)域用氫1.17千萬(wàn)噸目當(dāng)于減少7.96千萬(wàn)噸煤炭。根據(jù)化石燃料燃燒過(guò)程三氧化碳排放因子，工業(yè)、交通和其他領(lǐng)域減少的碳排放量分別為41.1、72.76和21.01干萬(wàn)噸，由于工業(yè)領(lǐng)域具有規(guī)模大占比高、多為B、G端為主導(dǎo)發(fā)展制造、自我傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型壓力大，產(chǎn)生的碳排放成本龐大等特點(diǎn)，所以氫能優(yōu)先大規(guī)模布局工業(yè)領(lǐng)域一方面可以加速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排綠色環(huán)保碳中和目標(biāo)另一方面高效減少碳稅，幫助企業(yè)和國(guó)家在國(guó)際舞臺(tái)中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，其次是交通領(lǐng)域的用量將提升。