2023年8月波士顿咨询公司与欧阳明高院士团队联合研究中国氢能产业展望目录前言11.发展氢能的必要性31.1能源危机和能源消费结构的变化31.2氢能的优势51.3中国氢能发展的有利环境62.氢能的应用场景102.1氢交通122.2氢储能182.3氢工业233.氢能产业链发展的关键技术283.1氢气制取283.2氢储运343.3氢—电转化363.4氢安全41结语45波士顿咨询公司2023年8月前言近年来，氢能产业的发展受到越来越多的关注。随着极端气候事件的多发，各国政府对于有效应对气候变化愈发重视，碳中和成为了各国政府所关注的重要议题之一。与此同时，化石能源危机的逐渐凸显，也呼唤清洁能源在全球范围内的系统性发展，以建立真正可持续、零排放的全新能源体系。氢能是一种广泛存在于自然界的清洁能源。在碳中和战略背景下，可再生能源发电的波动性和间歇性使得氢能具有了独特的意义和价值。通过“电—氢”转化，波动性的绿电可以大规模转化为氢能，进行长周期的储存、运输和能源化使用，从而使得氢能有望在未来能源结构中占据重要地位。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局发布了《氢能产业发展中长期规划（2021–2035年）》。作为国家级规划，文件明确了氢能在中国未来能源结构中的战略性定位，制定了中国氢能产业阶段性发展目标，并首次系统性提出了氢能在交通领域以外的多个规模化应用场景的发展规划，包括储能、发电与工业。该规划为中国氢能产业的发展指引了明确的方向，并注入了强大的信心。本报告由波士顿咨询公司（BCG）联合中国科学院院士、国际氢能燃料电池协会理事长欧阳明高团队共同完成。报告总结了中国及国际氢能行业的发展态势，从产业和技术两个角度进行了深入探讨，重点聚焦氢能的应用场景、发展路径和关键技术创新方向，并对氢能行业发展前景进行了展望。氢能产业的发展，离不开终端应用场景对氢的规模化消纳，从而对氢产业链形成有效拉动。具备这样特点的应用场景主要是氢交通、氢储能和氢化工，三大场景均蕴藏着巨大的市场空间。氢交通在燃料电池汽车等领域已具备较好的发展基础，而随着技术持续突破中国氢能产业展望波士顿咨询公司2023年8月中国氢能产业展望2与商业化模式的成熟，氢交通在短中期将是氢能产业发展的“先导性应用”，促进“从制氢到用氢”全产业链的商业化落地和持续发展。氢储能是氢最具前景的应用领域，通过发挥氢的长时储能特性，可以赋能可再生能源的应用，提升可再生能源在全球能源结构中的份额。氢化工是当前氢最主要的消纳场景，随着氢能产业链的成熟和成本的持续下降，工业领域将通过“绿氢替代灰氢”，推动全球工业逐步实现低碳转型。实现上述发展，离不开氢能产业链各环节的关键性技术突破。在制氢领域，真正面向大规模绿电制氢场景，当前各技术路线均需实现经济性、安全性、智能化管理等方面的体系性技术突破—无论是相对更具商业化基础的碱性电解水制氢（AEC）技术，还是尚处于发展阶段的质子交换膜（PEMEC）技术，以及更早期的阴离子膜（AEMEC）技术与固体氧化物（SOEC）技术。在氢储运领域，压缩气氢是目前中国主流的氢储运方式，其研发创新方向主要是提升工作压力以提高氢气密度，同时保障安全性；液氢储运已在海外市场率先实现了商业化；其他各类氢载体的储运技术目前也处于积极的商业化应用探索阶段。“氢—电”转化是氢能利用的关键技术，目前在小功率分布式场景下以固定式燃料电池发电为主，而大功率集中式发电则将采用氢燃气轮机或锅炉掺氨燃烧方案。三种方案下，均已有明确的技术发展路线和示范场景，成熟的商用产品预计将在2030年以前推出并实现应用。氢安全管理则是近年来受到关注的一个新兴领域。大规模用氢场景下的氢安全体系化管理是一项全新的挑战，需要从本征安全、主动安全、被动安全三方面着手，并结合数字化手段，对氢能全链条进行有效管理。氢能产业已经迎来新的发展浪潮，在政策、技术、市场、资本等多方的合力推动下，全球氢能产业链各环节都将实现全方位的突破发展，在未来十年构建下一个万亿级新能源市场，成为推动全球能源绿色低碳转型的新动能。波士顿咨询公司2023年8月中国氢能产业展望31.发展氢能的必要性2023年7月，全球经历...