氫能源行業(yè)系列報告（1）：探尋氫能的定位與發(fā)展邏輯

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u能源轉(zhuǎn)帶來源系活性和度脫的挑戰(zhàn) 4實現(xiàn)雙碳目標的核心是能源革命 4能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型面臨靈活性和深度脫碳兩方面的關(guān)鍵問題 6發(fā)展氫是增能源靈活性深度碳的手段 8氫能是補充能源系統(tǒng)靈活性的優(yōu)質(zhì)資源 8氫能是實現(xiàn)終端深度脫碳的重要載體 氫能的靈活性和深度脫碳功能符合國家對氫能的戰(zhàn)略定位 13氫能在源消側(cè)是的重要套和充 14電力是未來氫能主要的比較對象 14燃料/原料屬性和靈活屬性是氫作為電力補充的根本優(yōu)勢 14投資建議 17風(fēng)險提示 17圖表目錄圖1：中國一次能源消費總量及結(jié)構(gòu)變化 4圖2：中國二氧化碳排放總量及其來源構(gòu)成 4圖3：我國能源對外依存度 5圖4：未來一次能源需求結(jié)構(gòu)預(yù)測 6圖5：電力系統(tǒng)供需匹配及靈活性示意 6圖6：未來終端能源消費結(jié)構(gòu)預(yù)測 7圖7：各類能源在終端脫碳中所扮演的角色 7圖8：中國儲能累計裝機情況（2000-2022年） 8圖9：氫能可在源、網(wǎng)、負荷側(cè)為電力系統(tǒng)提供靈活性 9圖10：不同儲能方式對比 10圖氫儲能的優(yōu)勢在于大規(guī)模長周期 圖12：高爐煉鐵與HYBRIT氫冶金路線對比 圖13：2020年氫氣的主要游需求 12圖14：二氧化碳耦合綠氫化示意圖 12圖15：氫能的發(fā)展空間源于能源對舊能源的替代和氫能對電力的補充 14表1：能源革命及雙碳戰(zhàn)略重要表述 5表2：傳統(tǒng)調(diào)峰儲能方案下未來可再生能源功率調(diào)節(jié)缺口 9表3：氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）中氫能戰(zhàn)略定位 13表4：氫能應(yīng)用場景梳理 15表5：部分地區(qū)2023年1月商業(yè)峰谷電價對照表 16表6：2022年以來中央及各方電價政策 16能源轉(zhuǎn)型帶來能源系統(tǒng)靈活性和深度脫碳的挑戰(zhàn)實現(xiàn)雙碳目標的核心是能源革命6019652tce，202153tce2tce45億tce，占到當(dāng)前能源消費總量的83%，是我國工業(yè)快速發(fā)展過程中能源消費最主要的構(gòu)成部分。圖1：中國一次能源消費總量及結(jié)構(gòu)變化億tce 煤 油 天然氣 光伏 風(fēng)電 水電 核電 生物質(zhì) 其他可再生60.0050.0040.0030.0020.0010.001965196719651967196919711973197519771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015201720192021數(shù)據(jù)來源：OurWorldInData，化石燃料用量的攀升是我國二氧化碳排放量增長的主因。從歷史發(fā)展趨勢來看，我國二氧化碳排放總量從上世紀60年代起開始顯著增長，從1960年的8億tCO2，增長至2021年的115億tCO2，202191%說化石燃料用量的增長是造成我國碳排放總量迅速增長的最主要原因。圖2：中國二氧化碳排放總量及其來源構(gòu)成億tCO2 煤 油 天然氣 其他140190019041900190419081912191619201924192819321936194019441948195219561960196419681972197619801984198819921996200020042008201220162020數(shù)據(jù)來源：OurWorldInData，隨著化石燃料用量的增長，我國的能源對外依存度不斷提升，對能源安全和可持續(xù)發(fā)展也提出了挑戰(zhàn)20070%上升至20197.7%2%40%2007-201946.8%72.5%疊加近年來國際形勢動蕩所帶來的能源價格波動，給我國的能源安全和可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。圖3：我國能源對外依存度對外依存度（%） 煤 石油 天然氣807060504030201002007200820092010201120122013201420152016201720182019數(shù)據(jù)來源：國際能源署，為應(yīng)對挑戰(zhàn)，我國相繼提出了能源革命戰(zhàn)略與雙碳目標，實現(xiàn)雙碳目標的核心是能源革命。如前文所述，化石能源的過度使用是造成碳排放、能源安全和可持續(xù)發(fā)展問題的根本原因，要徹底解決上述問題，需要從根本上改變我國的能源系統(tǒng)構(gòu)成，也即將以化石能源為主的舊能源系統(tǒng)變?yōu)橐钥稍偕茉礊橹鞯男履茉聪到y(tǒng)。能源革命戰(zhàn)略則給出了實現(xiàn)上述目標的具體路徑，一方面要開展能源供給革命，構(gòu)建清潔低碳的新能源供應(yīng)體系，另一方面要開展能源消費革命，轉(zhuǎn)變消費側(cè)的用能方式及用能結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新的能源供應(yīng)體系，同時以能源技術(shù)革命和能源體制革命作為上述目標的有力保障。表1：能源革命及雙碳戰(zhàn)略重要表述名稱時間重要表述能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016-2030）2016年12月推動能源消費革命，開創(chuàng)節(jié)約高效新局面推動能源供給革命，構(gòu)建清潔低碳新體系推動能源技術(shù)革命，搶占科技發(fā)展制高點推動能源體制革命，促進治理體系現(xiàn)代化加強全方位國際合作，打造能源命運共同體中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見2021年9月以經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型為引領(lǐng)，以源綠色低碳發(fā)展為關(guān)鍵加快構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系：強非化石能源、深化能源體制機制改革數(shù)據(jù)來源：國務(wù)院，國家能源局，能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型面臨靈活性和深度脫碳兩方面的關(guān)鍵問題能源系統(tǒng)由舊能源向新能源轉(zhuǎn)型的實質(zhì)在于能源供給側(cè)和能源消費側(cè)對化石能源的兩個替代。能源供給側(cè)面臨風(fēng)光不可控能源對可控化石能源的替代。從能源供給側(cè)來看，一次能源結(jié)構(gòu)中化石能源比例不斷降低，可再生能源占比不斷提高是未來供給側(cè)發(fā)展的主旋律。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的預(yù)測，到2060年清潔能源占比將達到90%，其中以風(fēng)能、太陽能為代表的不穩(wěn)定可再生能源占比將超過60%。風(fēng)電、光電占比的上升意味著電力系統(tǒng)不可控電源的比重將大幅上升，風(fēng)電、光電受風(fēng)力和光照自然資源波動性的影響，其發(fā)電出力難以控制，同時火電占比降低又使得電力系統(tǒng)中可控調(diào)節(jié)能力下降。因此，提高能源系統(tǒng)的靈活性，增加能源系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)能力，解決不穩(wěn)定可再生能源的消納和供需匹配問題，是能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型面臨的重要問題之一。圖4：未來一次能源需求結(jié)構(gòu)預(yù)測清潔能源占比100.0%80.0%60.0%40.0%20.0%0.0%2017A 2020A 2025E 2030E 2040E 2050E 煤炭 石油 天然氣核能 水能 生物質(zhì)

億tce60.050.040.030.020.010.00.0風(fēng)能 太陽能 清潔能源占比數(shù)據(jù)來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)，圖5：電力系統(tǒng)供需匹配及靈活性示意數(shù)據(jù)來源：中國電力圓桌項目課題組，能源消費側(cè)面臨以電力為主的零碳能源對終端化石能源的替代。從能源消費側(cè)看，化石能源在終端能源消費中的占比也將大幅度降低，進而被以電力為主的零碳能源形式所替代。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的預(yù)測，到2060年終端用能的電氣化率將接近70%。能源消費側(cè)化石能源的替代以電氣化進程的推進為主，但在重工業(yè)、重型交通運輸領(lǐng)域，仍有諸多電力難以應(yīng)用的場景，例如鋼鐵、水泥、化工等工業(yè)領(lǐng)域的燃料、還原劑、原料需求，以及長途重載領(lǐng)域的能源需求。電力在這些領(lǐng)域有較大的應(yīng)用難度，因此還需要除可再生電力以外的其他清潔能源進行補充，以替代原有的化石能源，實現(xiàn)能源消費側(cè)的深度脫碳。圖6：未來終端能源消費結(jié)構(gòu)預(yù)測電氣化率

2017A 2020A 2025E 2030E 2040E 2050E

億tce0.0煤炭 石油 天然氣 電能 熱生物質(zhì)能 氫能 其他可再生 電氣化率數(shù)據(jù)來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)，圖7：各類能源在終端脫碳中所扮演的角色數(shù)據(jù)來源：能源轉(zhuǎn)型委員會/落基山研究所項目組，發(fā)展氫能是增加能源系統(tǒng)靈活性和深度脫碳的重要手段氫能的“靈活性”和“燃料/原料屬性”兩大特征與上述能源系統(tǒng)供需兩側(cè)轉(zhuǎn)型過程所面臨的能源系統(tǒng)靈活性和深度脫碳問題完美契合，是氫能成為未來能源系統(tǒng)重要組成部分的根本邏輯。氫能是補充能源系統(tǒng)靈活性的優(yōu)質(zhì)資源電力是一種“剛性”能源，其在不轉(zhuǎn)化為其他能量形式的條件下較難儲存，要求發(fā)電和用電要逐時刻保持一致。氫能的靈活性可以理解為其在制備和使用時間上的靈活性，也即由于氫易于儲存，制氫和用氫不需要同時發(fā)生，因此氫能與電力不同，是一種靈活性能源。隨著可再生能源的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)將從過去的“電源側(cè)可調(diào)，負荷側(cè)不可控”逐漸發(fā)展為“電源負荷均不可控”，加大了電力系統(tǒng)實時平衡供需的難度，氫能作為一種可以由電力制取、使用過程無排放的靈活性能源，可以很好地參與到未來以電力為主的可再生能源體系中，為電力系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)能力。抽水蓄能和電化學(xué)儲能是目前主流的傳統(tǒng)儲能和新型儲能形式。目前，各類儲能方案主要可以分為熱儲能、機械儲能、電化學(xué)儲能、電磁儲能以及化學(xué)儲能等幾大類。其中機械儲能中的抽水蓄能是當(dāng)前最主要的傳統(tǒng)儲能方式，占到中國儲能裝機總量的77%，在新型儲能中鋰離子電池是當(dāng)前最主要的方案，占到了新型儲能裝機的94%左右。圖8：中國儲能累計裝機情況（2000-2022年）數(shù)據(jù)來源：中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，在當(dāng)前儲能方案下，未來還存在大量的可再生能源功率調(diào)節(jié)缺口。根據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織的預(yù)測，隨著未來非水可再生能源裝機規(guī)模的增長，我國的電力系統(tǒng)將產(chǎn)生巨大的功率調(diào)節(jié)缺口，缺口主要來自于三個方面：第一，靈活性煤電機組、天然氣發(fā)電機組作為化石能源發(fā)電方式，在碳中和的目標下規(guī)模受到限制；第二，抽水蓄能受限于地理條件等因素，發(fā)展規(guī)模具有上限；第三，電化學(xué)儲能是目前快速發(fā)展的新型儲能方式，但在長周期、大規(guī)模儲能需求的應(yīng)用上仍然面臨著鋰資源約束、成本偏高、安全性等問題。20301200GW，20502500GW，因此，未來可再生能源系統(tǒng)的發(fā)展還需要補充新的儲能方式以滿足能源轉(zhuǎn)型的需求。表2：傳統(tǒng)調(diào)峰儲能方案下未來可再生能源功率調(diào)節(jié)缺口2020202520302050波動性可再生能源發(fā)電規(guī)模（GW）500100020004000靈活煤電機組（GW）100200300400天然氣發(fā)電機組（GW）100150180230抽水蓄能（GW）3268120170電化學(xué)儲能（GW）320200610可再生能源功率調(diào)節(jié)缺口（GW）26556212002590數(shù)據(jù)來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作組織，車百智庫，氫能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負荷側(cè)均可為電力系統(tǒng)提供靈活性。在電源側(cè)與風(fēng)光結(jié)合的就地制氫可以實現(xiàn)富余可再生電力的消納，平抑發(fā)電功率的波動。在電網(wǎng)側(cè)，可以通過電解制氫+氫能發(fā)電的模式實現(xiàn)氫儲能以幫助電網(wǎng)調(diào)峰。在負荷側(cè)，電解水制氫加氫一體站等分布式的制氫/用氫場景也可以根據(jù)電價的高低進行擇時制氫，以實現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)。圖9：氫能可在源、網(wǎng)、負荷側(cè)為電力系統(tǒng)提供靈活性數(shù)據(jù)來源：《氫儲能在我國新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價值、挑戰(zhàn)及展望——許傳博》，氫能的靈活性優(yōu)勢主要體現(xiàn)在大規(guī)模長周期儲能，以及可以面向用氫場景直接利用。目前常見的儲能方式主要可以分為電化學(xué)儲能、物理儲能和氫儲能三大類。從儲能時長來看，電化學(xué)儲能適用于分鐘或小時級的儲能，利用電池的快速充放電響應(yīng)能力實現(xiàn)電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻。物理儲能以抽水蓄能為代表，這類儲能一般具有更大的容量，適合于以天為時長的儲能，可以利用水的抽蓄及發(fā)電實現(xiàn)日內(nèi)或日間的功率平衡。而氫儲能則是一種更適合于長周期大規(guī)模場景的儲能方式，可以實現(xiàn)跨季節(jié)的儲能，這一方面得益于相比于電池的自放電、水的蒸發(fā)耗散，氫作為一種穩(wěn)定的化學(xué)品更適合長時間的儲存，因而更適合跨季節(jié)的長周期儲能，另一方面，氫儲能在大規(guī)模的儲能場景下也更具經(jīng)濟優(yōu)勢，氫儲能的制儲部分主要由制氫系統(tǒng)（功率）和儲氫系統(tǒng)（容量）分別構(gòu)成，可以實現(xiàn)儲能功率與儲能容量的解耦，因而在長時間、大規(guī)模的儲能場景下，氫儲能容量的增加主要依靠擴大儲氫系統(tǒng)的容量，可以實現(xiàn)更低的規(guī)?；杀荆幌啾入娀瘜W(xué)儲能受到蓄電池原理的約束，功率和容量耦合，在大規(guī)模儲能的場景下規(guī)模化降本的潛力較小，所需的成本較高。有研究表明，規(guī)模化儲氫比規(guī)模化儲電的成本要低一個數(shù)量級。10

從應(yīng)用場景上來看，其他儲能方式一般為電→X→電的閉環(huán)系統(tǒng)，也即最終能源還需要以電力的形式進行輸出。而氫作為一種燃料和化工原料，在下游有豐富的應(yīng)用場景，可以實現(xiàn)電→H2→X的開環(huán)儲能模式，也即由電制取的氫可以直接面向不同場景進行應(yīng)用，具有更高的場景靈活性，也可以避免更多的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)以提高儲能效率。數(shù)據(jù)來源：第五屆亞洲氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇，圖11：氫儲能的優(yōu)勢在于大規(guī)模長周期數(shù)據(jù)來源：《氫儲能在我國新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用價值、挑戰(zhàn)及展望——許傳博》，氫能是實現(xiàn)終端深度脫碳的重要載體除了作為靈活性能源，氫能還是實現(xiàn)終端深度脫碳的重要載體。作為一種清潔燃料、原料、還原劑，氫可以應(yīng)用于諸多電力無法替代化石燃料的場景。同時氫可以由綠電制取，因此可以說，氫能作為一種清潔的二次能源，連接了可再生的一次電力和終端的燃料/原料需求，是實現(xiàn)終端深度脫碳的重要載體。氫作為一種還原劑可以應(yīng)用于氫冶金，在鐵還原環(huán)節(jié)對當(dāng)前主要的還原劑煤、焦進行替代，以實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的深度脫碳。鋼鐵工業(yè)煉鐵的傳統(tǒng)流程是采用碳作為還原劑和熱源的碳熱還原冶金過2Fe2O3+3C==4Fe+3CO2最終產(chǎn)生二氧化碳。氫冶金基于上述流程提出，用氫替代碳作為還原劑和燃料熱源，最終產(chǎn)生生鐵和水。這樣一來既減少了鋼鐵工業(yè)對煤、焦炭等化石燃料的需求，也避免了煉鐵過程大量碳排放的產(chǎn)生，是未來鋼鐵工業(yè)深度脫碳的重要途徑。圖12：高爐煉鐵與HYBRIT氫冶金路線對比數(shù)據(jù)來源：中國冶金報，除了作為還原劑，氫還是重要的化工原料。目前，石化、化工行業(yè)是氫氣消費的最主要領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域利用綠氫對當(dāng)前的灰氫進行減量替代，是實現(xiàn)化工行業(yè)深度脫碳的重要途徑。目前，氫氣在石化化工行業(yè)主要用于合成氨、甲醇、現(xiàn)代煤化工、煉油等領(lǐng)域。這些領(lǐng)域的用氫主要來源于由煤、天然氣等化石燃料所制取的中間原料氫。按照20201270t/a31%1150t/a，28%411萬t/a10%450t/a，占比11%80%。圖13：2020年氫氣的主要下游需求副產(chǎn)氫利用,15%

其他,5%

合成氨,31%煉廠用氫,11%現(xiàn)代煤化工,10%

制甲醇,28%數(shù)據(jù)來源：化學(xué)工業(yè)，當(dāng)前以綠電制氫進而合成各類化工產(chǎn)品的Power-to-X流程成為化工行業(yè)深度脫碳的重要路徑。在合成氨方面，基于零碳電力電解水產(chǎn)生的零碳氫氣已經(jīng)可以用于以氫氣和氮氣為原料的哈伯法合成氨工藝。在甲醇生產(chǎn)方面，二氧化碳和氫氣反應(yīng)用于甲醇生產(chǎn)的催化劑已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)。在制HVC（高價值化學(xué)品，包括烯烴、芳烴）方面，目前直接將綠氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化為HVC的技術(shù)成熟度還較低，但已經(jīng)出現(xiàn)了以甲醇為原料生產(chǎn)輕烴和芳香烴的工藝，在此基礎(chǔ)上也可以實現(xiàn)基于綠氫對HVC的制取。圖14：二氧化碳耦合綠氫化工示意圖數(shù)據(jù)來源：中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2022，氫能的靈活性和深度脫碳功能符合國家對氫能的戰(zhàn)略定位20223（2021-2035年）》中也明確提出了氫能的戰(zhàn)略定位。一方面提出氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，這一定位主要著眼于氫能的能源屬性和“靈活性”，強調(diào)了氫能與電力、熱力系統(tǒng)耦合對于可再生能源繼續(xù)大規(guī)模發(fā)展和提升整體能源系統(tǒng)靈活性的重要作用；另一方面規(guī)劃提出氫能是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，這一定位則主要著眼于氫能的“深度脫碳屬性”，強調(diào)了開拓氫能在終端用能領(lǐng)域的應(yīng)用場景，以替代化石能源，實現(xiàn)用能終端的深度脫碳和綠色轉(zhuǎn)型。表3：氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）中氫能的戰(zhàn)略定位定位表述屬性定位一氫能是未來國家能源體系的重要組成部分充分發(fā)揮氫能作為再生能源規(guī)模化高效利用的重要載體作用及其大規(guī)模、長周期儲能優(yōu)勢，促進異質(zhì)能源跨地域和跨季節(jié)優(yōu)化配置，推動氫能、電能和熱能系統(tǒng)融合，促進形成多元互補融合的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系靈活性屬性定位二氫能是用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體以綠色低碳為方針，加強氫能的綠色供應(yīng)，的氫能消費生態(tài)達峰、碳中和目標的支撐作用，深挖跨界應(yīng)用潛力，因地制宜引導(dǎo)多元應(yīng)用，推動交通、工業(yè)等用能終端的能源消放。深度脫碳屬性定位三氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向以科技自立自強為引領(lǐng)，緊扣全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展趨勢，加強氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系建設(shè)，加快突破氫能核心技術(shù)和關(guān)鍵材料瓶頸，加速產(chǎn)業(yè)升級壯大，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈良性循環(huán)和創(chuàng)新發(fā)展。踐行創(chuàng)新驅(qū)動，促進氫能技術(shù)裝備取得突破，加快培育新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)、新模式，構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系，打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點，為經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入新動能。產(chǎn)業(yè)屬性數(shù)據(jù)來源：國家能源局，氫能在能源消費側(cè)是電力的重要配套和補充電力是未來氫能主要的比較對象如前文討論，由于可再生能源的電力屬性，未來的能源系統(tǒng)將以電力的生產(chǎn)、輸送、消費為基礎(chǔ)，這是氫能發(fā)展的基本背景。從一次能源供給側(cè)來看，以風(fēng)能、光能、水能等為代表的零碳可再生能源將成為主要的能源供給，并以電力的形式輸送到電網(wǎng)。從終端能源消費側(cè)來看，由于能源供給以電力為主要形式，電力也將成為最主要的能源消費品種。在部分難以應(yīng)用電力的終端用能場景，以化石能源，以及氫能等清潔燃料進行補充。在上述能源系統(tǒng)架構(gòu)下，氫能未來的發(fā)展空間源自兩個方面：一是“新能源”對“舊能源”的替代，從構(gòu)建零碳能源系統(tǒng)的最終目標出發(fā)，化石能源是要被逐漸替代的“舊能源”，而電力、氫能由于在終端使用過程中不產(chǎn)生碳排放，是未來將要發(fā)展的“新能源”。這一替代是由我國的雙碳戰(zhàn)略、能源革命和可持續(xù)發(fā)展目標所決定的，是高確定性的，也是氫能未來發(fā)展的重要基礎(chǔ)。二是氫能對電力的配套和補充，在終端用能側(cè)，電力和氫能同屬清潔能源，在未來以電力為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)架構(gòu)下，氫能的發(fā)展空間實際來自于對電力無法應(yīng)用或不便應(yīng)用場景的配套補充。因此，考察氫能的發(fā)展空間，應(yīng)當(dāng)關(guān)注具體場景下氫能相對電力的競爭優(yōu)勢。在未來以電力為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)中，在終端用能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)相對電力的競爭優(yōu)勢，是氫能發(fā)展的根本邏輯。圖15：氫能的發(fā)展空間源于新能源對舊能源的替代和氫能對電力的補充數(shù)據(jù)來源：繪制燃料/原料屬性和靈活屬性是氫作為電力補充的根本優(yōu)勢由于氫的最終替代對象為電力，因此氫的終端應(yīng)用潛力將來自于難以實現(xiàn)大規(guī)?？稍偕娏μ娲念I(lǐng)域，而氫能的根本優(yōu)勢來自于其燃料/原料屬性和靈活性。燃料/梳理各終端用能領(lǐng)域，電力較難應(yīng)用的場景主要集中在交通領(lǐng)域以及重工業(yè)領(lǐng)域。在交通領(lǐng)域，重卡、礦卡、船運、空運等長途或重型的運輸場景都具有能耗高的特點，使得運載工具所需要攜帶的能源總量較大。電力的特殊性使得其存儲往往需要轉(zhuǎn)換為其他能量形式（例如化學(xué)能），并通過特定載體（例如鋰電池）來實現(xiàn)，因此其儲存的能量密度較小，在對能量密度有要求的高耗能場景較難應(yīng)用。而氫能作為傳統(tǒng)的氣體燃料，無需能量轉(zhuǎn)換可以直接儲存，儲氫瓶可以實現(xiàn)的能量密度也遠高于鋰電池，因此相比電力更加適合長途重載的交通場景。在重工業(yè)領(lǐng)域，一方面化工、冶金等特定的工業(yè)流程需要相應(yīng)的化學(xué)原料以及還原劑；另一方面，重工業(yè)流程往往需要五百度以上甚至過千度的高溫，而目前對于非導(dǎo)體的高溫電加熱技術(shù)還不夠成熟。目前，上述提供高溫同時作為原料、還原劑的角色主要由化石燃料承擔(dān)，在電力難以替代的情況下，作為清潔燃料的氫能就成為了更好的替代方案。4：氫能應(yīng)用場景梳理領(lǐng)域電力應(yīng)用難度氫能應(yīng)用難度氫能優(yōu)勢氫能典型應(yīng)用場景終端用能交通重型道路運輸中低高能量密度氫燃料重卡輕型道路運輸?shù)偷痛\高中高能量密度空運高中高能量密度重工業(yè)鋼鐵高中燃料+還原劑屬性氫冶金水泥高中燃料屬性有色（電解鋁）低--化工高低燃料+原料屬性石油煉化、合成氨、制甲醇、制HVC輕工業(yè)機械、電子設(shè)備制造低---造紙、食品等其他輕工業(yè)低---建筑制冷、采暖、家電、照明、炊事、生活熱水低中--數(shù)據(jù)來源：RMI，在電力和氫能同時可以應(yīng)用的場景下，氫能的靈活性可以賦予其相對電力的經(jīng)濟性優(yōu)勢。通常來講，由于未來氫能的主要來源為電解水制氫，定位于一種由電力制取的能源形式，直觀來看，電解制氫，或電解水制氫+燃料電池發(fā)電過程的效率損失使得用氫的經(jīng)濟性很難優(yōu)于直接用電。但隨著我國可再生能源的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)中不穩(wěn)定電源的占比迅速提升，電網(wǎng)供需調(diào)節(jié)需求的快速增大，也在逐漸推動電力系統(tǒng)價格體系的變革，使得氫能的靈活性優(yōu)勢有望在經(jīng)濟性上體現(xiàn)。目前，電解水制氫的成本中用電成本占比大約75%，用電價格是制氫成本最主要的影響因素，依托于電力價格體系的逐漸市場化，氫的靈活性不僅可以體現(xiàn)在電網(wǎng)側(cè)的儲能中，也可以使得在終端用能側(cè)選擇低電價時刻制氫、進而降低制氫成本得以實現(xiàn)，這本質(zhì)上也是利用氫的靈活性參與電網(wǎng)供需調(diào)節(jié)，從而獲得收益。以目前各地區(qū)的峰谷電價為例，如浙江、山東、江蘇、陜西等地的谷電價格僅為平時電價的1/21/31/31/5。這意味著利用氫能的靈活性，在這些地區(qū)選擇谷電時刻制氫可以大大降低制氫成本，使得用氫的經(jīng)濟性可以接近甚至超過平時或峰時用電的經(jīng)濟性。表5：部分地區(qū)2023年1月工商業(yè)峰谷電價對照表浙江山東江蘇陜西峰電價格元/kWh1.371.181.121.14平電價格元/kWh0.780.690.670.65谷電價格元/kWh0.410.250.300.35谷價/峰價0.300.210.270.31谷價/平價0.520.360.450.54數(shù)據(jù)來源：國家電網(wǎng)，未來隨著不穩(wěn)定電源比例的增加，將使得氫的靈活性優(yōu)勢更加顯現(xiàn)。2022年以來，電價機制政策密集出臺。長期來看，電力現(xiàn)貨市場不斷完善，范圍不斷擴大；短期來看，峰谷價差拉大，谷電價格進一步下降是趨勢。上述變化都有利于氫能利用靈活性實現(xiàn)進一步降本。表6：2022年以來中央及各地方電價政策時間地區(qū)政策文件關(guān)鍵內(nèi)容2023.1國家發(fā)改委《關(guān)于進一步做好電網(wǎng)企業(yè)代理購電工作的通知》逐步優(yōu)化代理購電制度。各地要適應(yīng)當(dāng)?shù)仉娏κ袌霭l(fā)展進程，鼓勵支持10千伏及以上的工商業(yè)用戶直接參與電力市場，逐步縮小代理購電用戶范圍。2022.11國家能源局綜合司《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則（征求意見稿）》近期推進省間、省/區(qū)域市場建設(shè)，以省間、省/區(qū)域市場“統(tǒng)一市場、協(xié)同運行”起步；逐步推動省間、省/區(qū)域市場融合。按照“統(tǒng)一市場、協(xié)同運行”的框架，構(gòu)建省間、省/區(qū)域現(xiàn)貨市場，建立健全日前、日內(nèi)、實時市場。2022.11山東《關(guān)于發(fā)布2023年容量補償分時峰谷系數(shù)及執(zhí)行時段的公告》隨著深谷時段及系數(shù)政策的執(zhí)行，山東工商業(yè)中午深谷最低電價可能降至0.1元/度左右2022.10河南《關(guān)于進一步完善河北