前言
当今世界正面临“百年未有之大变局”，一方面，日益严峻的气候变化挑战等生态环境危机正逼迫着全球走上脱碳减排之路；另一方面，国际地缘政治冲突带来的“去全球化”、贸易壁垒和能源危机，已然成为悬在全人类头顶的“达摩克利斯之剑”。与此同时，新一轮科技革命的兴起，正在让人类看到“工业4.0时代”的曙光，并蕴含着人们解决世界面临的多重难题的希望。
面对多重“变局”，能源转型成为打开“未来之门”的钥匙，在这场变革中，风电、光伏、储能等新兴能源先后登场，合奏出一曲未来能源的“交响曲”。而在近年来，随着电解槽和燃料电池技术的发展，一位能源转型进程中新的主角呼之欲出——氢能。氢能作为最具发展潜力的清洁能源之一，一方面可以有效解决可再生能源大规模发展面临的消纳问题，提升能源安全，促进能源转型；另一方面也是实现交通、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的有效路径。
随着减排要求的日益迫切，全球各主要经济体都积极布局氢能产业，在各国政府的积极支持和一大批大型企业的参与下，世界各地氢能项目不断涌现，全球氢能产业发展正在进入“快车道”，并逐渐呈现出如下特征：
一、全球氢能产业规模持续扩大
从氢能项目来看，据不完全统计，截至2021年底，全球约有500个氢能项目，其中约120个在建绿氢项目，全球规划中的吉瓦级绿氢项目规模合计达144.1GW。从需求来看，2021年，全球氢气年需求量达9400万t，主要应用于化工和炼化行业，市场规模约1300亿美元。中国产业发展促进会氢能分会预计，到2030年，全球对氢的需求将超过1.5亿t。
二、低碳氢替代趋势逐渐显现
当前，包括蓝氢和绿氢在内的“低碳制氢”取代传统能源制氢的速度正在加快。其中，化石能源制氢和副产氢配备碳捕获、利用与封存（Carbon Capture，Utilization and Storage，CCUS）技术的“蓝氢”，被全球各大能源公司视为向绿氢过渡阶段的主要制氢技术。“绿氢”方面，电解设备运营规模及大型制氢装置建成增速明显，现阶段，电解水制氢占全球氢气产量不足1％，随着可再生能源发电规模的不断扩大、成本的持续下降，以及碱性、质子交换膜（Proton Exchange Membrane，PEM）和固体氧化物电解池（Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC）电解水制氢技术水平逐渐提升，电解水制氢综合成本预计将在10年内下降50％以上，逐步替代化石能源制氢。
三、燃料电池“先导作用”明显
燃料电池是氢能应用的“先导领域”，经过全球范围内近30年的持续研发，当前，燃料电池在能量效率、功率密度、低温启动等方面已取得突破性进展，新一轮的燃料电池汽车产业化浪潮正在迫近。与此同时，全球主要经济体逐步开展燃料电池在各领域示范应用，国际领先企业已开展燃料电池电堆、催化剂、质子交换膜及燃料电池汽车等商业布局，前沿技术、核心材料和先进工艺主要被美国、日本、加拿大、欧洲等国家和地区的企业垄断，燃料电池产业正从小规模示范转向大规模商业化应用。
四、氢能多样化应用蓬勃发展
随着全球氢能热的持续升温，氢能在交通、建筑、冶金、化工等领域的应用均在快速拓展。其中，交通领域，截至2022年底，全球已累计推广燃料电池汽车72000余辆，集中于欧盟、东亚和北美市场，氢能船舶和无人机等技术的研发试验工作也在快速推进；建筑领域，氢能正以热电联产作为主要方式，在日本、德国、韩国等国得到快速发展；冶金领域，以氢代碳成为钢铁行业绿色低碳、高质量发展的主要出路，全球目前在示范的氢冶金项目主要有数十个，氢冶金有望得到快速发展；化工领域，氢作为原料应用具有较长的历史和成熟的经验，未来绿氢的引入将促进化工领域绿色发展。
与此同时，随着电解水制“绿氢”的发展与氢能多样化应用的融合，电力多元化应用“Power to X”模式方兴未艾，成为未来促进全球能源绿色转型的重要方向。
五、氢能基础设施建设不断加快
随着氢能应用的推广，输氢、掺氢管道以及加氢网络等基础设施的建设也在加快。全球以加氢站为主的基础设施尚处在建设初期，各国都在推进加氢网络建设，截至2022年底，全球共建成加氢站超过1000座，主要分布于中国、日本、德国、美国和韩国。根据各国发展战略，预计到2030年，全球加氢站数量将超过4500座，形成多元化、网络化的氢能基础设施体系。
六、储运技术发展“多路并进”
目前，全球氢储运技术主要以管道、高压气态、液态、载体（液体、固体材料）等形式为主，各国依托既有产业技术和产业基础采取了不同的储运方式。随着不同储运技术的日渐成熟，未来储运的选择方式将更加多样化，实现“因地制宜”，支撑氢能全产业链的发展。
七、氢能合作成国际贸易新亮点
在全球氢能产业布局中，各经济体依据自身资源、产业发展条件、需求以及在国际市场中的定位，在产业链布局中，倾向于做出不同的战略选择，并与国际合作伙伴形成优势互补。例如在欧洲，风光资源丰富但消纳不足的南欧，以及德国、英国、法国等经济发达、技术先进但面临能源安全风险的国家，正在积极开展绿氢合作；可再生能源资源丰富的西亚、北非以及澳大利亚，都在积极布局可再生能源制氢，向欧洲和日本等地出口。氢能产业链的跨区域合作，正在成为全球化和国际贸易新的亮点。
分区来看，全球各主要经济体氢能发展的特点存在明显差异。
（1）欧洲布局氢能力度大，且具有一定资源和技术优势
欧洲是发展氢能最积极的地区之一，在减排压力、俄乌冲突引发的能源安全问题和后疫情时代经济复苏需求的多重目标下，欧盟及欧洲各国不断加快对氢能的布局，希望在氢能领域抢占产业竞争的先机，发展经济新动能，为能源转型提供有效路径。目前，欧盟每年消耗氢气的总量约为800万t，占全球氢能需求的9％。欧洲已经具备相对完善的管道设施，可用于成员国内部氢能贸易，同时，由荷兰、比利时、德国、挪威所环绕的北海地区，已经具备推进大规模制氢产业的基础，工业需求、可再生能源发电基础、管道基础设施、CCUS技术应用，均为氢能产业发展提供了良好土壤；欧盟氢能科研体系成熟、投资力度大，都为欧洲氢能产业发展提供了有利条件。欧盟委员会预计，氢能占欧盟能源消费的比例有望从目前的2％上升至2050年的13％～14％。
（2）北美氢能发展起步早，氢能技术已走向商业化应用
在美洲地区，北美的美国和加拿大氢能产业发展较快，拉丁美洲的智利和巴西等国也建有部分氢能项目。美国是最早提出氢能战略的国家，目前，其氢能技术已逐步走向商业化应用，在制氢、运输、储存、燃料电池、加氢站和氢能涡轮机等方面处于全球领先水平。加拿大是最早研发燃料电池的国家之一，制氢及燃料电池技术较为领先，并已建立了相对成熟的氢能生产供应链，但由于地广人稀，用氢端无法集中，氢能应用场景较小，未来主要将通过氢能技术外输、氢出口、国际合作等提高能源出口效益、培育新经济增长点。
（3）东亚氢能市场潜力大，在全球产业发展地位日益重要
在亚洲，各主要国家正积极探索以风、光、核、氢等新能源为依托的能源转型，中国、日本、韩国作为开发氢能较早的国家，已在全球氢能产业发展中占据越来越重要的地位。其中，日本将氢能发展作为能源安全和实现碳减排的重要战略，提出建设“氢社会”，经过近50年发展，其氢能技术和产业水平已走到世界前列，具备了扎实的氢能产业基础，并形成了适应产业发展的政策制定和修订机制。韩国将氢能作为调整能源结构、促进产业发展、带动经济增长的重要部分，将氢经济列为三大创新增长战略之一，交通是该国氢能产业发展的重要领域，氢能及燃料电池技术在能源和交通领域已有了长足发展。
（4）中东地区风光资源丰富，积极打造绿氢供给中心
除了东亚地区，南亚的印度，中东的沙特阿拉伯（简称沙特）和阿拉伯联合酋长国（简称阿联酋）等国也确定了氢能供给的定位，并积极与国际巨头合作，布局蓝氢和绿氢国际贸易。尤其是中东地区，以沙特和阿联酋为代表，正结合欧洲、日韩等地区（国家）的氢能战略，利用自身丰富的化石能源和可再生能源资源以及物流基础条件，形成以氢源为主的全球氢能贸易枢纽，加速构建世界氢能贸易链，该地区将以加速开发低成本蓝氢制取技术、推动绿氢标准和认证、降低绿氢成本作为未来发展重点。
（5）澳大利亚明确出口导向，氢安全氢认证等领域领先
澳大利亚在《国家氢能战略》中，确定了15个大发展目标，57项具体行动，力争在2030年，将澳大利亚打造成亚洲氢能市场的三大供应基地之一，同时在氢安全、氢经济以及氢认证方面走在全球前列，成为有国际影响力的氢能出口国。
总体来看，新一轮“氢能热”目前正在全世界范围内逐渐升温，氢能日渐成为各主要经济体竞相发展的战略性新兴产业，被视为经济绿色转型的重要支撑。但与此同时，全球氢能产业尚处于培育期，把握好氢能产业的发展定位，推动氢能核心技术攻关，完善基础设施建设，促进完整的产业链的构建，并做好氢能国际合作，将是在新一轮国际竞争中取得优势、抢占“制高点”的关键。
为此，中国产业发展促进会氢能分会在本报告中梳理了全球各主要经济体布局氢能的战略、产业链各环节发展现状和趋势、典型项目，总结了各国氢能的产业定位、优势劣势以及发展经验，对比了国内外产业发展的差异，并针对我国氢能技术与产业发展，提出了相关的建议。
布局氢能产业、推动氢能应用发展是我国进一步落实深度脱碳，加快实现“双碳”目标的重要手段。国家《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》提出，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向；明确到2035年，形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。
目前，我国可再生能源制氢、燃料电池汽车、氢储能等领域加速布局，氢能产业发展趋势总体向好，产业链逐步完善，与国际先进水平差距逐步缩小，国内外合作进一步加强。但现阶段，我国氢能产业仍处于发展初期，市场规模小，应用时间短，研发投入不足，技术、材料、制造、人才、制度方面仍有短板，产业链企业参与研发创新积极性有待进一步提高，社会支持服务体系尚未完善。
针对我国氢能产业发展情况，本报告提出，应充分发挥产业基础雄厚和应用场景丰富的优势，抓住发展机会，促进氢能产业链整体技术水平提升。在传统能源企业的带动下，加快清洁能源制氢布局，推动绿氢发展，拓展绿氢应用领域，加速传统产业深度脱碳，通过示范实现技术创新，通过奖补推动自主技术应用。在产业不断发展情况下，形成稳定的市场需求，加快推动标准创新和标准输出，增加我国氢能领域国际话语权，实现氢能领域的全面赶超。
氢能发展任重道远，氢能产业在全球的发展日新月异，中国产业发展促进会氢能分会将持续关注国际氢能发展动向与趋势，为政府决策和行业发展提供支持。
中国产业发展促进会氢能分会
2023年7月