普华永道：氢能需求和成本动态

随着能源效率、电气化、碳捕获和制氢技术等辅助技术的发展，将影响2050年前的氢需求预测轨迹。通过分析不同的报告和能源场景，本文旨在阐明不同的氢能需求和成本变化曲线。

氢能使用

目前，大多数关于氢能的研究都在响应国家战略，对于使用低碳源生产的氢保持高度关注。各细分领域的氢能需求差异很大，其中，重点应用领域包括工业、运输和能源行业。

氢能需求预测 

本报告分析并对比了8份不同报告中13个场景下对氢能需求的预测，将各场景分类归并为低、中和高三大目标轨迹。三个分类基于各报告中建议的减少全球气温上升的目标水平，具体如下：

• 全球变暖超过2.3摄氏度，视为低目标轨迹；

• 全球变暖在1.8到2.3摄氏度之间，视为中目标轨迹；

• 全球变暖小于1.8摄氏度，视为高目标轨迹。

即使各场景的具体情况在一定程度上有所不同，但报告中的分析显示了需求发展的总体模式。

注：由于未明确定义可再生电力或燃气等能源输入，且许多基本假设缺乏细节，上述对比有限。

氢能需求长期发展

据主流分析预测，至2030年，氢能需求的增长虽然空间有限，但将保持稳定，有如下两个原因：

第一，尽管目前在建和运营中的氢能项目的产能不断增长，但几乎都仅处于试运行阶段，电解槽产能有限，通常远低于50兆瓦。

第二，大规模氢能项目使用的基础设施还需多年才能建设到位。理想状态下，所需的基础设施建设将与日益增长的氢需求，以及不断下降的成本保持同步发展，以确保到2030年时，氢能的交易和运输能够达到必要的规模。

2030年以后，可预见的氢能应用场景将更多，需求也将随之增大，2035年之后将迎来强势增长。需求的变化趋势与建设基础设施所需时间应同步，为了实现上述2030年之后的氢能目标和需求增长，应该从现在开始着手基础设施建设的规划。

氢能需求与潜在温度目标有关

到2050年，由于全球气候目标将趋于远大，因此氢能需求会更高，氢需求范围预计在2亿吨至6亿吨之间。针对前文提出的高中低三个不同类别的气候目标，氢需求以及实现方式也有所不同。

• 实现高气候目标：需要在钢铁、化工等难以脱碳的行业中提高氢能需求、取代目前的灰氢，并在更多应用场景和产品中创造新的需求。

• 实现中气候目标：预计氢需求范围到2050年将达到1.6亿吨至4.9亿吨之间，平均增长约3.3亿吨。

• 实现低气候目标：继续使用天然气，会导致氢能需求只呈现小幅度线性增长，预计到2050年氢能需求范围在1.5亿吨至2亿吨之间。

氢能成本发展

未来，氢能在不同终端领域的推广将受到成本的影响。各领域之间以及各领域内的能源成本存在显著差异。许多评论家认为，广泛应用太阳能和风能等可再生能源有助于降低可再生电力的成本，而可再生电力被视为氢能在能源系统中扩张的重要驱动力。另一方面，可再生能源产能过剩的国家将考虑使用清洁氢，以避免过度削减能源产能。

通过缩小与高二氧化碳替代燃料的成本差距，预计碳定价将成为推广氢能的基本抓手。碳定价机制和大量可再生电力也可能共同促进电解制氢。

包括氢能储存和运输在内的配送成本较高，将限制氢能发展。对于液态氢，可参照氨的形式，改造一些现有的燃油基础设施进行配送，以削减成本；而对于气态氢，可改造现有天然气管道进行配送。

全球生产成本动态：预计价格将大幅下跌

目前，全球“绿氢”的生产价格在2.7至8.8美元/千克之间，考虑到不断下降的可再生电力成本、逐步改进的氢能技术和规模经济效应，绝大部分研究都预计生产价格至2030年将大幅下跌至2-6美元/千克。

绿氢的运营成本与可再生电力成本直接挂钩，因此是降低生产成本的主要驱动因素。目前，太阳能发电的平准化成本已控制在17.5美元/兆瓦时以下，预计这些成本还会进一步下降。

至于资本支出，考虑到未来的规模经济和生产优化，电解槽的成本预计将随着时间的推移而大幅降低。技术的进一步改进和项目的实施，也将推动蓝氢生产成本的降低。

除此以外，降低硬件成本也很重要。标准化和规模化生产以及项目经验的积累可降低电解槽、碳捕获系统、工厂设备配套以及全面建设的成本。此外，低碳氢项目产能的增加将进一步降低生产成本。随着大量研究的开展，技术改进有望进一步降低生产成本，同时不断增长的项目数量也将降低融资成本。