編譯 | 中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)

國(guó)際氫能理事會(huì)和麥肯錫公司日前聯(lián)合發(fā)布了《全球氫能流量-2023年更新版》（簡(jiǎn)稱《報(bào)告》），《報(bào)告》總結(jié)了2022年全球氫能貿(mào)易發(fā)展情況，并結(jié)合監(jiān)管體系、政策變化、地緣政治、技術(shù)進(jìn)步以及項(xiàng)目實(shí)施過程中汲取的經(jīng)驗(yàn)等因素，進(jìn)一步評(píng)估全球氫能貿(mào)易發(fā)展趨勢(shì)（本文所有觀點(diǎn)和數(shù)據(jù)均來自《全球氫能流量-2023年更新版》）。

《報(bào)告》主要觀點(diǎn)如下：

1. 全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，但依然不足。雖然目前氫能作為未來清潔低碳能源體系的重要組成部分以及實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)的重要途徑已收到了全球各國(guó)的一致認(rèn)可，并且近年來各國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，但根據(jù)已公布的項(xiàng)目來看，到2030年全球氫能產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)率與實(shí)現(xiàn)凈零場(chǎng)景所需達(dá)到的增長(zhǎng)率相比仍顯不足。作為實(shí)現(xiàn)2050年全球氣候目標(biāo)關(guān)鍵路徑之一，全球需要進(jìn)一步加大氫能領(lǐng)域的投資。
2. 全球可再生能源制氫成本增高。受到電解槽和可再生電力成本上升等因素的影響，全球可再生能源制氫（簡(jiǎn)稱可再生氫）平準(zhǔn)化成本較去年同期上漲了30%-65%。
3. 氫能長(zhǎng)距離運(yùn)輸需求強(qiáng)烈。由于當(dāng)前全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程仍未滿足全球升溫較工業(yè)化前低于1.5℃的目標(biāo)，因此《報(bào)告》提出了為滿足氣候目標(biāo)的加速場(chǎng)景（簡(jiǎn)稱FA場(chǎng)景）。在此場(chǎng)景下，2030年全球清潔氫（包括低碳?xì)浜涂稍偕鷼洌┊a(chǎn)量將超過4000萬噸/年，其中約2000萬噸將通過管道等方式長(zhǎng)距離運(yùn)輸；到2050年全球清潔氫的需求將增長(zhǎng)至3.75億噸，其中約2億噸將用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，預(yù)計(jì)管道輸送比例將達(dá)到40%，合成燃料和氨將各占20%，航運(yùn)（以氨、有機(jī)液態(tài)或液氫為載體）比例為10%，甲醇和綠色鋼鐵各占5%。
4. 2030年全球氫氣成本差異可達(dá)15倍。到2030年，隨著生產(chǎn)成本的不斷變化，疊加不同地區(qū)清潔氫供應(yīng)激勵(lì)政策，如美國(guó)《通脹削減法案》等因素影響，部分地區(qū)清潔氫成本有望低于1美元/kg，而成本最高的地區(qū)將可能超過5美元/kg，巨大的價(jià)格差異將催生大量的國(guó)際貿(mào)易機(jī)會(huì)。到2050年，隨著激勵(lì)政策的到期以及可再生氫成本的不斷降低，全球清潔氫成本曲線將趨于平滑，低成本地區(qū)清潔氫價(jià)格約為1.5美元/kg，高成本地區(qū)清潔氫價(jià)格約為3.5美元/kg，高成本地區(qū)與低成本地區(qū)間的成本差距將縮小至2.5倍。
5. 氫能國(guó)際貿(mào)易有助于降低投資成本。如果不考慮氫能國(guó)際貿(mào)易，到2050年，全球在氫能領(lǐng)域的投資需求將達(dá)到12萬億美元，才能實(shí)現(xiàn)氣候中和目標(biāo)。相比之下，如果全球廣泛開展氫能國(guó)際貿(mào)易，則到2050年，全球氫能領(lǐng)域投資需求為8萬億美元，相當(dāng)于通過氫能貿(mào)易可以降低50%的總投資額。為了保證氫能貿(mào)易的順利開展，全球每年在氫能儲(chǔ)運(yùn)、氫與氫基衍生物處理與轉(zhuǎn)換等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面的投資約700億美元。

氫氣需求增長(zhǎng)預(yù)期仍然強(qiáng)勁，但仍不理想

《報(bào)告》中設(shè)置了三種氫能發(fā)展情景，分別是到2050年實(shí)現(xiàn)升溫小于1.5℃氣候目標(biāo)的凈零場(chǎng)景、到2050年實(shí)現(xiàn)升溫小于2℃氣候目標(biāo)的加速場(chǎng)景（FA場(chǎng)景）以及未能在2050年實(shí)現(xiàn)升溫小于2℃氣候目標(biāo)的延遲過度場(chǎng)景。在凈零場(chǎng)景中，到2030年和2050年全球清潔氫的需求量分別為7000萬噸/年和6.6億噸。

2023年6月，國(guó)際氫能理事會(huì)和麥肯錫就當(dāng)前全球氣候目標(biāo)實(shí)施進(jìn)程對(duì)152名國(guó)際能源專家和企業(yè)高管進(jìn)行了訪問，大部分受訪者選擇了加速場(chǎng)景而非凈零場(chǎng)景。他們認(rèn)為雖然目前全球能源轉(zhuǎn)型處于加速階段，但受到財(cái)政和技術(shù)等因素的影響，氫氣供應(yīng)商和終端用戶目前仍然面臨短期成本上升、技術(shù)路線存在不確定性、缺乏統(tǒng)一和穩(wěn)定的政策監(jiān)管（例如碳稅征收標(biāo)準(zhǔn)不一致）等問題與挑戰(zhàn)，使得能源轉(zhuǎn)型速度仍未達(dá)到凈零場(chǎng)景預(yù)期，這將導(dǎo)致到2050年時(shí)，全球可能無法實(shí)現(xiàn)氣候中和目標(biāo)，全球升溫將達(dá)到1.9℃。

成本升高難阻可再生氫成為主流

《報(bào)告》指出，雖然受輔助設(shè)備、資本支出、融資成本、可再生能源以及EPC開發(fā)等成本上升影響，2023年可再生氫平準(zhǔn)化成本上浮30%-65%，但由于各國(guó)積極的激勵(lì)政策和強(qiáng)制性政策的不斷出臺(tái)（包括美國(guó)《通脹削減法案》、加拿大《清潔氫稅收抵免法案》、歐盟《可再生能源指令修正案（REDIII）》），因此與通過天然氫制取的低碳?xì)湎啾?，可再生氫未來仍將保持較高的市場(chǎng)份額。預(yù)計(jì)到2050年，全球清潔氫的總需求量為3.75億噸/年，其中可再生氫2.65億噸，占比約為70%。

長(zhǎng)距離貿(mào)易中低碳?xì)湔急扔型黾?，但仍有不確定性

在FA場(chǎng)景下，全球天然氣需求和天然氣價(jià)格的快速降低以及電解槽成本一段時(shí)期內(nèi)的上升，如采用CCS的低碳?xì)渖a(chǎn)規(guī)模快速擴(kuò)大，則低碳?xì)湓谇鍧崥渲械恼急扔型麖?5%-30%提升至45%，并且由于成本和基礎(chǔ)設(shè)施等方面優(yōu)勢(shì)，65%的低碳?xì)鋵⒂糜陂L(zhǎng)距離貿(mào)易（長(zhǎng)距離貿(mào)易包括國(guó)際貿(mào)易和國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離輸送）。

平準(zhǔn)化成本、CCS部署速度和投資吸引力是決定清潔氫競(jìng)爭(zhēng)力和貿(mào)易吸引力的三大主要因素

平準(zhǔn)化成本：對(duì)于可再生氫而言，其平準(zhǔn)化成本主要取決于可再生電力成本和電解槽利用率；對(duì)于低碳?xì)涠?，其平?zhǔn)化成本主要取決于天然氣和CCS成本以及碳價(jià)格。

CCS部署速度：相比于天然氣價(jià)格，CCS的部署速度是決定低碳?xì)渖虡I(yè)潛力更重要的因素。

貿(mào)易吸引力：市場(chǎng)效率、工業(yè)水平和勞動(dòng)力水平以及當(dāng)?shù)貙?duì)新基建的接受度等因素也將導(dǎo)致清潔氫項(xiàng)目產(chǎn)生區(qū)域溢價(jià)，此部分溢價(jià)將對(duì)項(xiàng)目可對(duì)加權(quán)平均資本成本造成約5%-14%的影響。

到2030年，在FA場(chǎng)景下，全球約50%的氫氣生產(chǎn)成本將低于2.5美元/kg。

供需錯(cuò)位和巨大的價(jià)差將催生大量氫能貿(mào)易機(jī)會(huì)

日本、韓國(guó)以及歐洲部分地區(qū)能源需求旺盛且可再生能源資源有限，可再生電力將優(yōu)先用于電力系統(tǒng)脫碳，因此導(dǎo)致清潔氫產(chǎn)能不足，而南美和中東地區(qū)則恰好相反，豐富的可再生能源資源導(dǎo)致其清潔氫產(chǎn)能遠(yuǎn)大于自身需求，且得益于低廉的綠電價(jià)格和清潔氫的規(guī)?；a(chǎn)，這些地區(qū)清潔氫成本相對(duì)較低。

同時(shí)，到2030年，在考慮部分地區(qū)生產(chǎn)商獲得激勵(lì)政策補(bǔ)貼的場(chǎng)景下，清潔氫生產(chǎn)成本最高的地區(qū)與成本最低的地區(qū)之間的差距將達(dá)到15倍左右；到2050年，隨著激勵(lì)政策的退出以及可再生氫成本的不斷降低，全球清潔氫價(jià)格趨于平緩，但高成本地區(qū)和低成本地區(qū)之間的差距仍將達(dá)到3倍左右。在資源條件好、投資和運(yùn)營(yíng)成本低、產(chǎn)業(yè)鏈成熟的地區(qū)，清潔氫成本將達(dá)到1.5美元/kg左右，最低將有望達(dá)到1.2美元/kg；而可再生能源資源有限的國(guó)家依然沒有成本優(yōu)勢(shì)，這些地區(qū)的清潔氫成本仍將超過3.5美元/kg。因此，供需錯(cuò)位疊加巨大的價(jià)格差異促使地區(qū)間廣泛開展氫能長(zhǎng)距離貿(mào)易成為必然趨勢(shì)。

除管道外，長(zhǎng)距離輸氫仍需將氫轉(zhuǎn)換為中間體運(yùn)輸

相較于本地供應(yīng)，雖然長(zhǎng)距離輸氫除了運(yùn)輸成本外，還會(huì)因氫與中間體之間的轉(zhuǎn)化過程導(dǎo)致氫當(dāng)量損失和電力消耗。但隨著清潔氫在用能終端占比的不斷提升，可再生能源資源有限的國(guó)家和地區(qū)清潔氫供應(yīng)缺口將持續(xù)擴(kuò)大，且隨著技術(shù)進(jìn)步和配套基礎(chǔ)設(shè)施及裝備持續(xù)完善，氨與合成燃料等中間體運(yùn)輸成本在總成本中占比相對(duì)較低，因此低成本地區(qū)的清潔氫通過長(zhǎng)距離運(yùn)輸后仍將在高成本地區(qū)保持競(jìng)爭(zhēng)力。

清潔二氧化碳與氫合成甲醇及合成燃料也具備競(jìng)爭(zhēng)力

清潔二氧化碳可通過生物質(zhì)和空氣直接捕集獲得，預(yù)計(jì)到2040年前，空氣直接捕集二氧化碳的成本仍將高于生物質(zhì)來源。巴西、加拿大、中國(guó)、印度尼西亞和美國(guó)占全球生物質(zhì)清潔二氧化碳總量的60%以上，因此這些地區(qū)的清潔甲醇及合成燃料也將在長(zhǎng)距離貿(mào)易中表現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)力。

綠色鋼鐵等基于清潔氫的綠色產(chǎn)品貿(mào)易將成為氫能貿(mào)易的另一種模式

隨著清潔氫在各領(lǐng)域應(yīng)用的不斷拓展，通過清潔氫與傳統(tǒng)或創(chuàng)新工藝結(jié)合的綠色產(chǎn)品也受到了全球各國(guó)的廣泛關(guān)注，基于這些綠色產(chǎn)品的長(zhǎng)距離貿(mào)易也將成為未來氫能貿(mào)易的另一種表現(xiàn)形式。作為其中的典型代表，基于清潔氫和H-DRI（氫直接還原鐵）技術(shù)的綠色鋼鐵成為了各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。一方面如巴西和瑞典等兼具清潔氫和鐵礦資源的鋼鐵出口大國(guó)積極推動(dòng)綠色鋼鐵生產(chǎn)并在全球范圍內(nèi)尋求貿(mào)易伙伴；另一方面，對(duì)于擁有豐富可再生能源資源但鐵礦資源相對(duì)匱乏的國(guó)家，其依托低廉的清潔氫成本，通過進(jìn)口鐵礦石在國(guó)內(nèi)加工成綠色熱壓鐵塊（HBI）再進(jìn)行出口的方式參與綠色產(chǎn)品貿(mào)易。

廣泛開展氫能長(zhǎng)距離貿(mào)易可減少全球約4萬億美元總投入

氫能長(zhǎng)距離貿(mào)易可以優(yōu)化資源配置并節(jié)約投資成本。如全球氫能貿(mào)易受限，要滿足FA場(chǎng)景下各國(guó)對(duì)清潔氫需求，則全球需投入約為12萬億美元；而在廣泛開展氫能貿(mào)易的場(chǎng)景下，滿足FA場(chǎng)景下各國(guó)對(duì)清潔氫需求所需的總投資約為8萬億美元。雖然開展氫能貿(mào)易可以大幅降低全球資本投入，但當(dāng)前全球基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚不完備，以FA場(chǎng)景測(cè)算，如要滿足氫能長(zhǎng)距離貿(mào)易需求，2050年前全球每年仍需投入約700億美元，用于建設(shè)氫及氫基衍生物處理與轉(zhuǎn)換設(shè)施和總運(yùn)力超過2億噸/年的氫及氫基衍生物管道等基礎(chǔ)設(shè)施以及配置包括超過500艘運(yùn)輸船舶在內(nèi)的儲(chǔ)運(yùn)裝備；如按凈零場(chǎng)景測(cè)算，則2050年前全球每年在基礎(chǔ)設(shè)施和儲(chǔ)運(yùn)裝備方面的投入將達(dá)到1400億美元，并且將為全球氫能價(jià)值鏈節(jié)省超過6萬億美元資本投入。

全球氫能貿(mào)易格局將持續(xù)演變

美國(guó)和加拿大擁有大量低成本的天然氣資源和優(yōu)秀的風(fēng)能和太陽能資源，為其清潔氫的生產(chǎn)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。同時(shí)，美國(guó)《通脹削減法案（IRA）》以及加拿大《清潔技術(shù)投資稅收抵免（ITC）》均為本國(guó)清潔氫的投資提供了較高的資金補(bǔ)貼，使其清潔氫補(bǔ)貼后成本極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，吸引大量投資者新建或擴(kuò)大產(chǎn)能。因此，美國(guó)和加拿大清潔氫產(chǎn)能將迅速超過本國(guó)需求量，成為早期的凈出口國(guó)，引領(lǐng)全球氫能國(guó)際貿(mào)易。

澳大利亞作為傳統(tǒng)資源出口國(guó)，擁有豐富的天然氣資源，且其風(fēng)能和太陽能資源條件也位居全球前列，為其清潔氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力的支撐。依托其天然氣出口業(yè)務(wù)，澳大利亞擁有成熟的能源出口鏈條和良好穩(wěn)定的貿(mào)易伙伴關(guān)系，同時(shí)，澳大利亞靠近日韓等氫能需求增長(zhǎng)迅速國(guó)家，具備區(qū)位優(yōu)勢(shì)。因此，澳大利亞積極發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)并力爭(zhēng)在2030年前成為亞洲前三的氫能出口基地。預(yù)計(jì)到2030年，澳大利亞清潔氫出口量將達(dá)到200萬噸/年，且大部分將采用氨作為載體并以亞洲地區(qū)為主要目的地。

隨著歐洲輸氫管網(wǎng)建設(shè)不斷完善，北歐國(guó)家及伊比利亞半島國(guó)家將通過輸氫管道實(shí)現(xiàn)對(duì)歐洲其他國(guó)家清潔氫的出口。

北非國(guó)家將同樣通過輸氫管網(wǎng)將歐洲作為氫能貿(mào)易目的地，而南非國(guó)家則將以氨為主要載體并采用航運(yùn)的方式進(jìn)行氫能國(guó)際貿(mào)易。

中國(guó)和印度有望實(shí)現(xiàn)總體清潔氫需求自給自足，但在國(guó)內(nèi)不同地區(qū)仍存在供需錯(cuò)配現(xiàn)象，將通過輸氫管網(wǎng)開展大量國(guó)內(nèi)長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易。同時(shí)，沿海地區(qū)也將依托港口資源開展以氨等氫基衍生物為載體的氫能貿(mào)易，以滿足自身清潔氫需求和實(shí)現(xiàn)清潔氫出口。

中東地區(qū)擁有大量低成本天然氣資源和全球首屈一指的可再生能源資源，因此中東地區(qū)國(guó)家積極開展由化石能源出口國(guó)向氫能輸出國(guó)轉(zhuǎn)型，旨在依托自身良好的資源稟賦與貿(mào)易基礎(chǔ)設(shè)施成為全球氫能貿(mào)易的主要參與者。

南美洲國(guó)家不但擁有豐富的可再生能源資源，還擁有大量生物質(zhì)二氧化碳以及鐵礦等資源，因此基于清潔氫的氫基衍生物和綠色鋼鐵等綠色產(chǎn)品將成為南美國(guó)家開展清潔氫國(guó)際貿(mào)易的主要形式，預(yù)計(jì)到2030年南美洲將基于氨和綠色鋼鐵實(shí)現(xiàn)200萬噸/年的清潔氫出口。

預(yù)計(jì)到2030年，全球長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易量將達(dá)到1800萬噸/年，管道輸氫和氨將成為主要貿(mào)易模式，占比將達(dá)到總貿(mào)易量的80%。

隨著能源體系清潔低碳轉(zhuǎn)型深入開展，全球清潔氫需求將保持高速增長(zhǎng)，推動(dòng)氫能國(guó)際貿(mào)易規(guī)模不斷擴(kuò)大。

預(yù)計(jì)2030年到2040年間，全球長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易量將達(dá)到1億噸/年，其中對(duì)可持續(xù)燃料及清潔氨需求的快速增加將成為國(guó)際氫能貿(mào)易的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。此外，在此十年間，歐洲、中國(guó)、美國(guó)和印度長(zhǎng)距離輸氫網(wǎng)絡(luò)將初具規(guī)模，成為上述地區(qū)和國(guó)家內(nèi)部長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易的主要途徑。但如日本、韓國(guó)、新加坡等自給能力有限的國(guó)家仍將高度依賴氨、甲醇、可持續(xù)燃料等氫基能源載體進(jìn)口，以滿足本國(guó)不斷增長(zhǎng)的清潔能源需求。

2040年到2050年期間，國(guó)際氫能供需格局將持續(xù)變化，只有少數(shù)地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)自給自足，大部分地區(qū)仍將通過長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易滿足自身用氫需求，同時(shí)，氫能貿(mào)易載體也將更加豐富多元。

預(yù)計(jì)到2050年，全球長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易量將達(dá)到2億噸/年，占全球清潔氫總需求的50%以上，其中，歐洲、北美、中國(guó)、印度、日本和韓國(guó)有望成為長(zhǎng)距離氫能貿(mào)易的主要承購(gòu)方。依托低成本可再生能源資源和清潔來源二氧化碳資源，拉丁美洲將以可持續(xù)燃料為載體，每年向歐洲和亞洲地區(qū)出口1500萬噸清潔氫；澳大利亞憑借成本和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，也將每年向東亞和東南亞地區(qū)出口1500萬噸清潔氫。

自2022年度報(bào)告發(fā)布以來全球氫能價(jià)值鏈的主要變化

• 政策助力氫能國(guó)際貿(mào)易

在供應(yīng)端，美國(guó)《通脹削減法案（IRA）》將為清潔氫生產(chǎn)提供為期十年最高3美元/kg的稅收抵免，加拿大《清潔技術(shù)投資稅收抵免（ITC）》將對(duì)清潔氫投資提供為期六年最高30%的稅收抵免，這些積極的政策支持極大的提高了其清潔氫的成本競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)了清潔氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展；在需求端，歐委會(huì)頒布了《可再生能源指令修訂版（REDIII）》，要求2030年工業(yè)用氫氣中的42%應(yīng)來自非生物來源可再生燃料（歐盟將可再生氫及其衍生物稱為非生物來源可再生燃料），到2035年將這一比例提升至60%，同時(shí)，自2030年起，航空領(lǐng)域非生物來源可再生燃料（RFNBO）占比應(yīng)達(dá)到1.2%，到2050年這一比例將提升至35%。REDIII的頒布為清潔氫消納提供了確定的需求前景。需求端與供應(yīng)端的共振將推動(dòng)為清潔氫價(jià)值鏈和國(guó)際貿(mào)易快速發(fā)展。

• 低碳?xì)淙跃吒?jìng)爭(zhēng)力

未來即使天然氣價(jià)格出現(xiàn)上漲，基于天然氣和CCS技術(shù)的低碳?xì)淙詫⒕哂谐杀靖?jìng)爭(zhēng)力，并在氫能供應(yīng)體系中占據(jù)穩(wěn)定份額。但目前CCS項(xiàng)目部署的進(jìn)度仍是制約低碳?xì)洚a(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的瓶頸。

• 可再生氫仍有將本空間

雖然由于多種因素疊加導(dǎo)致可再生氫項(xiàng)目的資本支出較2022年提高了80%-100%，但電力成本仍是決定可再生氫成本的主要因素，加強(qiáng)可再生電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，降低電力成本，提高電解槽運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)是可再生氫降低成本的根本路徑。

• 生物質(zhì)來源二氧化碳本地供應(yīng)的重要性日益提升

相較于2022年，生物質(zhì)來源二氧化碳的運(yùn)輸成本出現(xiàn)增長(zhǎng)，且運(yùn)輸監(jiān)管要求更加復(fù)雜。因此，對(duì)清潔甲醇和可持續(xù)燃料供應(yīng)商而言，生物質(zhì)來源二氧化碳本地供應(yīng)的重要性日益提升。