各领域对氢气的需求情况如何？

2025 年，电力、工业、交通领域合计氢气需求量超 50 万吨。

1.储能：氢能适合长周期和大规模储能，预计 2025 年氢气需求量近 50 万吨

2025 年可再生能源发电占比 35%，储能手段将不可或缺。能源结构转向可再 生能源为主将带来发电侧与用电侧的电力时空分配不均问题。观察 2019-2021 年平均每月发电量情况可以发现：用电侧高峰期出现在 7、8、12 月，1-5 月偏低；光伏发电高峰期为 1-5 月以及 8 月份，12 月偏低；风力发 电高峰期为 3-5 月以及 12 月份，7-9 月偏低；水力发电只有夏季偏多，其 余季度很少。为解决可再生能源季度发电不均衡现象，储能成为必要的手段。

根据国家统计局数据，2021 年我国水、风、光可再生能源发电量合计 2.3 万亿 kWh，占社会总用电量的 28%。根据我们的测算，到 2025 年，水、光、 风装机量可达到 15 亿千瓦，发电量占全社会用电的比例将达到 35%，年度 发电量将达到 3.3 万亿 kWh。测算逻辑与假设如下：

基于 2021 年火力、水力、光伏、风电、核能发电量和社会总用电量， 分别为 5.77 万亿度、1.34 万亿度、0.33 万亿度、0.65 万亿度、0.41 万亿度和 8.21 万亿度电，以及各类能源对应的 2019 年-2021 年的平均 每月发电占比，结合《中国 2060 年前碳中和研究报告》、各类可再生能 源的规划装机量以及双碳背景下的火电新增装机量下降的趋势，预计 2022-2025 年，火力、水力、光伏、风电、核能发电量和社会总用电量 的增速将分别为：

火力：
-0.70%/-1.60%/-2.30%/-3.07%；水力：1.70%/1.70%/1.70%/1.70%； 光伏：14.90%/14.90%/14.90%/14.90%；风电：11%/11%/11%/11%；核电： 8.2%/8.2%/8.2%/8.2%；社会总用电量：5.0%/3.8%/3.6%/3.6%。

氢能适用于长周期和大规模的储能。氢储能主要指将太阳能、风能等间歇性 可再生能源余电或无法并网的弃电，通过电解水制氢的方式储存，需要时经 燃料电池进行发电或管道、长管车运输等方式供应于下游应用终端。相较于 抽水储能、压缩空气储能、蓄电池储能（锂电）具有无自衰减、扩容成本低、 能量密度大、能源发电转移便捷等优点，凭借其无自衰减的特性，尤其适用 于跨周和季度的储能，以及基于扩容成本低的特点，即仅需增加氢瓶即可扩 充储能容量，适用于大规模的储能。但氢储能由于需电-氢-电的两次能量转 换，将会损失部分能量，短周期内储能效率较低。

氢储能和锂电储能对比：电力系统的储能分为季节性调峰储能、日度调峰储 能和调频储能，氢能更适合于季节性调峰储能，且针对大规模储能氢储能只 需增加储氢设备，边际成本低。锂电储能适用于日度调峰以及调频，因为效 率更高。

2025 年储能领域氢气需求预计超 50 万吨。

季度调峰氢气需求量测算：可再生能源发电呈现上半年多于下半年的趋 势，因此需要采用跨季度储能手段进行调控，氢能是适合长周期储能的 重要方式，并且依据氢能中长期规划中对可再生能源制氢的规划，预计 氢能渗透率将逐年上升，根据我们的测算，2025 年季度调峰氢气需求 量为 18.3 万吨，年复合增长率 80%。测算逻辑与假设如下：

根据上文对 2022-2025 年发电结构和总社会用电量的预测，得出所需储 存的电量，结合氢储能渗透率从 2021 年的 0.04%上升至 2025 年的 1%、 设备 1100-1400h 的年工作时长以及 4.5-5.5kWh/L 的制氢电耗测算。 2025 年为氢能中长期规划的第一个结算点，在前期基础设施、设备技 术以及成本已初步具备商业化可行性时，预计 2025 年将迎来爆发。

日度调峰氢气需求量测算：光伏具有明显的昼夜分布不均现象，在未来可再 生能源发电占主导的背景下，为实现 24h 供电全部使用光伏，必须采用储能 手段。日内光照富余时段的发电量通过电解制氢进行储存，夜间将氢气通过 燃料电池转化为电能，最终实现 24h 不间断稳定供电。根据我们的测算，2025 年日度调峰氢气需求量为 2.1 万吨，年复合增长率为 51%。测算逻辑与假设 如下：

假设全国光伏平均利用小时 1200 小时、光伏发电效率 14%、电解槽工 作 10 小时/天、一年工作 365 天、耗电量为 5 度电制取 1 标方氢气，理 论上日度调峰储能不适合使用氢能，因为存在电-氢-电转化效率低（40%） 的问题，但氢储能具有大规模使用后的成本优势，因此预计 2025 年日 度调峰氢储能 0.6%的渗透率，测算得出 2025 年日度氢储能需求量将为 2.1 万吨。

2. 工业：氢炼钢减排空间大，2025 年氢气需求量超 10 万吨

从排放结构角度看，除电力行业外（占比全国碳排放量的 50%），工业领域 碳排放占比最大，约为 30%。其中，5 大高耗能产业（石油化工、炼焦及核 燃料加工、黑色金属冶炼、化工（包含石油加工）、有色金属及非金属建材 制是重点排放对象，贡献国内工业领域 90%碳排放。其中黑色金属冶炼领域 有望成为氢能应用的又一大领域，氢在冶炼过程中作为还原剂原料。

竖炉替代高炉后，2025 年氢气需求超 10 万吨。目前国内炼钢技术多以 BF-BOF （高炉-转炉法）技术为主，而国外多以 DR-EAF（直接还原-电弧炉冶炼） 为主。BF-BOF 技术依赖化石燃料作为能源，将产生较大碳排放。DR-EAF 由 于以电力作为冶炼能源，以废钢作为冶炼原料，因此碳排放相对较小。前者 可以通过向高炉内喷洒氢煤气或氢气减少碳排放，但减排空间有限；后者通 过竖炉全氢技术可以将还原气全部替换为氢气，实现更大程度的减碳。

测算逻辑与假设如下：

短期内，由于国内高炉设备剩余寿命普遍在 20 年以上，大规模竖炉替 换难度较大，氢气在炼钢业使较少，长期看竖炉渗透率将逐步提升，氢 气作为还原剂的用量也将提升。

根据国家统计局数据，2021 年钢铁产量约为 11 亿吨和 8 亿吨，当前使 用采用竖炉和高炉炼制，并且对应 10 万吨钢分别需使用 55 吨和 39 吨 氢气，假设 2022-2025 年钢铁产量以 1%-3%的速度增长，氢炼钢对竖炉 和高炉的渗透率分别为 0%-0.02%和 0.01%-0.1%，预计 2025 年氢气需求 量将超 10 万吨。

3.交通：补贴开启燃料电池车平价元年，2025 年氢气需求量超 20 万吨

燃料电池进入平价时代，低成本支撑氢能交运领域大规模渗透。随着产销量 将迅速扩张，产业降本驱动力由“国产化”为主向“国产化+规模化”双重 驱动转变，燃料电池核心部件、氢气成本将快速下降。预计 2025 年前后， 在国内氢气资源优势地区，燃料电池整车有望实现全生命周期成本持平甚至 低于燃油车，届时成本成为产业发展的主要推动，氢燃料电池产业将更加趋 于市场化，加速在重卡等商用车领域的替代进程，并向乘用车拓展。

2025 年交通领域绿氢需求量将超 20 万吨。测算逻辑与假设如下：

根据中汽协统计数据，基于燃料电池汽车 2021 年约 1 万辆的保有量， 分为公交、物流、重卡和乘用车分别测算，按照当前 75-100%的年符合 增速下，并结合燃料电池降本增效及使用场景商业化的背景下，预计 2025 年氢气需求量将超 170 万吨，绿氢渗透率达到 12%，需求量将近 21 万吨。