在全球能源转型的大趋势下，氢能作为一种极具潜力的二次能源，正逐渐改变着能源格局。氢气作为重要的工业化工原料，已有成熟的全球市场，2023年市场规模达1.23万亿元，不过目前其来源主要依赖化石燃料制得的灰氢。
全球能源转型催生氢能需求
当前，全球面临着诸多能源危机问题。全球化石能源短缺，我国对外依存度较高，且化石能源资源地域分配不均，严重影响国际局势及能源贸易价格。同时，国际油价、天然气价格和煤炭价格震荡上行，使得能源供应面临挑战。
在此背景下，碳中和目标的确定让能源转型变得迫在眉睫。全球处于第三次能源转型进程中，可再生能源逐步取代化石能源，已有140个国家提出了碳中和目标。二次能源的革新成为实现“碳中和”的关键一环，而氢能作为零碳二次能源，能与可再生能源、终端应用灵活耦合，将推动能源转型。
此外，可再生能源技术的迅速发展，驱动了绿电、绿氢成本的降低。风电、光伏的度电成本大幅下降，装机量迅速增加，新型电力系统应运而生。随着绿电成本的降低，绿氢更具经济可行性，有望实现对汽油、柴油等能源的替代。
氢能供需现状与发展趋势
在氢能供给方面，目前制氢来源仍以灰氢为主，但绿氢具有“零碳排”的制备优势，且能耦合绿电消纳，未来势必取代灰氢。同时，电解槽装机步入高速成长期，制氢电解槽将成为氢能产业链上游的重要投资热点。
从氢能的消纳路径来看，需求侧呈现高速增长态势，主要应用于工业领域。但在“零碳排”的大背景下，需拓展氢能的多元应用，交通、电力领域的用氢需求将快速增长。
绿氢制备技术与经济可能性
根据制氢路线的碳排放，可分为“灰氢”“蓝氢”“绿氢”。为彻底解决制氢过程的碳排放问题，“绿氢”将成为“碳中和”背景下的首选。目前，电解水制氢有碱性电解水、质子交换膜电解水、固体氧化物电解水和阴离子交换膜电解水四大技术路径，分别处于不同的产业化阶段。
绿氢具备经济可能性，主要体现在技术降本、电价下降和碳税经济三个方面。国内核心材料技术的突破，有望使电解槽实现全面国产化；我国可再生能源消纳问题的存在，可用于低成本制绿氢存储；各国碳税政策的陆续发布，让绿氢的低碳经济优势逐步体现。
绿氢应用领域的变革
在工业应用方面，绿氢可用于合成绿氨、绿甲醇，推动绿氢冶金和绿氢炼化的发展。绿氨可作为储氢载体和二次能源，应用于航运等领域；绿甲醇可作为能源燃料，用于车船动力和发电供热；绿氢冶金是钢铁行业实现碳中和目标的革命性技术；绿氢炼化则能实现深度减碳，推动石化工业转型升级。
在交通应用方面，发展氢能是交通脱碳的必经之路。氢内燃机成本低、燃料经济性好，但存在技术问题；氢燃气轮机应用场景广泛，但面临技术与商业化挑战。
在电力应用方面，可再生能源结构催生长时储能需求，氢储能可实现大规模、长周期、远距离储能，但目前高成本、低效率限制了其推广，不过它具有较大的降本空间。
在建筑应用方面，氢能可替代传统化石能源，通过燃料电池热电联供方式为建筑供能，提高系统能效。
氢能应用的关键卡点：储运氢
氢储运串联制氢和用氢端，深刻影响着氢能产业的发展。我国氢能地缘性分布不均，长距离储运需求较大，但目前氢储运技术薄弱，成本较高。物理储氢技术有望产业化，化学储氢技术还有待发展。不同的储运方式各有优劣，300km以内可采用长管拖车储运气氢，以外则需多种储运方式结合。
