根據(jù)《2024-2029年中國氫燃料市場深度調查研究報告》分析，2020中國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)、農業(yè)、建筑等各領域生產(chǎn)制造等因素，使用能源帶來了大量碳排放，加劇溫室效應形成。據(jù)《bp世界能源統(tǒng)計年鑒》，2020年中國碳排放量總計9899.3百萬噸。在全球范圍內碳排放總量排名第一，約占全球排放總量的30.7%。長期不節(jié)制排放會使得氣溫繼續(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。轉型發(fā)展新能源可以助力減少碳排放帶來的危害。新能源來源干凈（風、水、太陽等）、污染物排放少，可直接實現(xiàn)保護環(huán)境目的、遏制溫室效應加劇。同時我國能源結構不平衡屬于煤多缺油少氣，天然氣和石油依賴進口使用，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。開發(fā)新能源是保護生態(tài)環(huán)境、緩解自有能源危機、走經(jīng)濟社會可持續(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的國家和地區(qū)有66個。有191個國家提交了第一輪“國家自主貢獻”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個國家和歐盟已按照《巴黎協(xié)定》的要求通報了低溫室氣體排放的長期發(fā)展戰(zhàn)略，這其中也包括“凈零承諾”。各國均在向碳達峰、碳中和努力推進。

凈零碳承諾需要有嚴格的短期及中期行動來支持，國家間正在制定愈加嚴格的碳定價工具。從碳排放交易機制來看，日本、新加坡等亞太國家制定價格為2-3美元/噸二氧化碳；與中國人均碳排放相近的法國、英國等歐洲國家定價已高于20美元/噸，采取更嚴厲的機制力達凈零碳承諾。

圖表：各國碳排放價格與碳排放比重

國際氫能產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展期。美國、歐洲、俄羅斯、日本等主要工業(yè)化國家和地區(qū)都已將氫能納入國家能源戰(zhàn)略規(guī)劃。根據(jù)國際氫能委員會發(fā)布的報告，全球范圍內已有131個大型氫能開發(fā)項目，全球項目總數(shù)達到359個。預計到2030年，全球氫能領域的投資將激增到5000億美元，2050年全球氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，在全球能源消費占比重的達到18%。我國計劃于2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。截止2020年，火力發(fā)電仍然占據(jù)中國發(fā)電結構的主導，占比達到57%。同年世界平局水平為33.8%，中國能源結構轉變迫在眉睫。氫氣作為高效低碳的二次能源，是雙碳目標戰(zhàn)略下的必然選擇。為了實現(xiàn)碳中和2060的目標，我國氫氣的年需求量從目前的3342萬噸增加到1.3億噸左右，在終端能源體系中占比達到20%。中國未來有望領跑全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

儲藏有量，用有需。中國目前煤炭儲量較為豐富，占世界探明儲量的13.3%，石油、天然氣較為稀缺。但儲產(chǎn)比情況不樂觀，以目前的探明儲量，石油資源還可以繼續(xù)開采18.2年，天然氣43.3年，煤炭37年。清潔氫能，熱值強，縮成本。熱值是指單位重量燃料燃燒時所產(chǎn)生的熱量，是評價燃料質量的重要指標，單位以兆焦/干克（MJ/kg）表示。平均來看，石油為41.87MJ/kg，天然氣為38.97MJ/kg，原煤為20.93MJ/kg，而氫氣的熱值達到142.4MJ/kg。國際上多以標準燃料應用的基熱值（標準煤當量）29.27MJ/kg計量，石油、天然氣折算標準燃料系數(shù)分別為1.4286和1.33，氫氣達到4.865，是極為優(yōu)質高效的清潔能源。根據(jù)國際貨幣基金組織給出的全球碳排放平均價格和美國能源協(xié)會公布的中國碳排放量數(shù)據(jù)計算得出，2019年我國煤炭、石油和天然氣排放的二氧化碳的碳稅價格已經(jīng)達到323.2億美元。氫能源使用對于實現(xiàn)時間短、任務重的碳中和目標有重大戰(zhàn)略意義。

圖表：各能源凈熱值對比

根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》，當前我國氫氣產(chǎn)能約每年4100萬噸，產(chǎn)量約3342萬噸，是世界第一產(chǎn)氫國，到2030年我國可再生能源制氫有望實現(xiàn)平價，在2060年碳中和情境下可再生能源制氫規(guī)模有望達到1億噸。需求方面，2030年我國氫氣的年需求量將增加至3715萬噸，2050年可到9690萬噸，2060年則增加至1.3億噸。已知2020年中國氫氣需求量大約為3342萬噸，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%?！吨袊鴼淠茉醇叭剂想姵禺a(chǎn)業(yè)白皮書》預計到2050年，中國氫氣需求量將達到9690萬噸，其中灰氫制取比例從67%降至20%，綠氫制取比例提升至80%。因為灰氫通過燃燒化石燃料產(chǎn)氫仍會帶來一定的碳排放量，而綠氫完全通過可再生能源和生物制氫等技術將實現(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，碳排放將會大幅度減少，逐步實現(xiàn)2060年碳中和目標。

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*化石燃料燃燒過程二氧化碳排放因子(2.64噸CO2/噸標煤)，也就是17.405億噸CO2，假設每單位碳稅為3美元，則將會產(chǎn)生52.21億美元的碳稅。而制取氫能源過程中產(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年我國灰氫量大約為0.193億噸，因此灰氫的制取過程將會產(chǎn)生4.05億噸二氧化碳。綜合來看，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。假設每單位碳稅為3美元，則節(jié)約的碳稅價格達到40.03億美元，綜上，氫能減少的碳稅效率高達40.03億美元/52.21億美元=76.7%。有效實現(xiàn)降碳稅節(jié)約我國能源發(fā)展成本。

到2060年我國氫氣利用結構中工業(yè)占比最大（約占60%），其次為交通（31%）。利用于工業(yè)領域，如煉油、氨生產(chǎn)、煉鋼等，氫不僅可以當作能源亦可以當作燃料實現(xiàn)大規(guī)模應用。其次氫能憑借其高儲能、高效釋放和優(yōu)秀燃料電池等特性，將有31%用于交通領域下，尤其在商用車、重型卡車中替代率高。在預計2060年我國氫需求量大約為1.3億噸的前提下：工業(yè)領域用氫7.8千萬噸，相當于減少53.07千萬噸煤炭用量（利用熱值對比氫得出)；交通運輸領域用氫4.03萬噸，相當于減少27.56千萬噸煤炭用量，建筑及其他領域用氫1.17千萬噸目當于減少7.96千萬噸煤炭。根據(jù)化石燃料燃燒過程三氧化碳排放因子，工業(yè)、交通和其他領域減少的碳排放量分別為41.1、72.76和21.01干萬噸，由于工業(yè)領域具有規(guī)模大占比高、多為B、G端為主導發(fā)展制造、自我傳統(tǒng)能源轉型壓力大，產(chǎn)生的碳排放成本龐大等特點，所以氫能優(yōu)先大規(guī)模布局工業(yè)領域一方面可以加速實現(xiàn)節(jié)能減排綠色環(huán)保碳中和目標另一方面高效減少碳稅，幫助企業(yè)和國家在國際舞臺中實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，其次是交通領域的用量將提升。