发展氢能是第三次全球能源革命的需要第一次能源革命以蒸汽机为代表，开启了历时两个多世纪的煤炭能源时代；第二次能源革命以内燃机为代表，将石油和天然气推上了历史的主舞台；第三次能源革命正在拉开序幕，以清洁能源为代表，佐以信息化手段，正在塑造一个全新的能源时代。按照各主要经济体碳减排承诺，预计2050年可再生能源在全球能源结构中占比将超过35%，若在IEA的2050年近零排放情况下，可再生能源结构占比将接近70%。

氢能作为重要的二次绿色能源，不仅是风光等清洁能源实现大规模应用的重要媒介，同时也是传统化石能源实现清洁化利用和推动全产业深度脱碳的重要载体，更是新的能源革命的重要参与者和推动者。在IEA 2050近零排放约束下，2050年氢能在全球终端能源体系占比将超过18%，氢能在我国终端能源体系占比有望达到10%。

发展氢能可以实现气网与电网的双向联通现代能源基础设施包括油气管网和电力网络，两种网络支撑了人类几乎所有的生产活动。然而两网之间独立存在，无法实现双向转换，天然气可以通过燃气轮机等技术方式转化为电能，进入电网，但是电网的电能无法直接进入气网。氢能的发展为能源网络的连通提供了条件，打通了气网与电网的双向转换，天然气、氢气通过燃料电池发电后进入电网，电网的电通过电解槽制备氢气后进入气网，从而实现气网与电网的双向协同转换，这对于提高能源利用的适配性和能源效率有重要的意义，也为异质能源间的相互转换提供了新的途径。

发展氢能有利于促进国际地缘政治安全能源是一个国家最重要的战略物资，也是国民经济的命脉，谁掌握了能源，谁就控制了世界。地球上的石油、天然气等传统化石能源分布非常不均匀，石油资源主要富集在中东、南美和北美地区，中东地区的沙特阿拉伯、伊拉克、伊朗三国石油储量占全球石油总储量的35.2%，加拿大作为全球石油储量第三大国，占全球石油储量的9.7%。天然气资源主要分布在俄罗斯、伊朗和卡塔尔、土库曼斯坦及美国等国家。能源资源的高度集中是历史上多次战争和国际地缘冲突的导火索，也造成了地域间国民经济水平的巨大差距。2022年经济发达地区人均GDP超过了非洲地区人均GDP的13倍。

未来随着全球化石能源消耗量的逐渐降低，风光等可再生能源在能源体系的占比将逐步提高。而全球可再生能源资源分布较均匀，非洲、中东、澳洲、美洲西部、欧亚地区的光资源丰富，沿海国家及欧洲部分内部国家的风资源丰富，通过氢能桥梁的搭建，可以加快以氢为载体的未来全球能源贸易网络的形成，促进可再生资源丰富而经济欠发达地区的快速发展。能源资源的分散化可以有效促进国际地缘政治安全和全球共同富裕。

发展氢能可以降低全球水资源消耗全球能源供应很大程度上依赖于水资源，能源也是全球工业用水量的第一大领域。2022年全球氢气产量9500万吨，其中99.3%为化石能源制氢，每年制氢用淡水资源约22亿立方米，占能源领域用水量的0.6%。制氢用水主要包括消耗用水和冷却用水，其中消耗用水无法回收利用，制氢技术路线不同用水量也会不同。根据IRENA统计，煤制氢+CCUS的用水量最多，达到80.2L/kg H2，碱性电解水制氢用水量为32.2L/kg H2，PEM电解水制氢用水量约25.7L/kg H2；而在无法回收利用的耗水量方面，电解水制氢的耗水量与天然气水汽重整制氢相当，明显低于其他化石燃料制氢技术路线，因此在相同制氢量下，电解水制氢可以大大降低水用量。

数据来自IRENA。

2022年我国产氢量约2850万吨，煤制氢为我国主要制氢路线，电解水制氢比例不到0.1%。如果用电解水制氢替代煤制氢，每年可以减少用水约77亿立方米，对于我国水资源节约具有重要意义。同时按照理论计算，电解水制氢的耗水量为9L/kg H2，目前电解水单位制氢耗水量超过理论的2倍，电解水制氢技术还存在很大的优化空间。
发展氢能可以实现天然气基础设施的
盘活与再利用氢气的输运成本占用氢成本的30%左右，是氢能产业能否大规模应用的关键因素。目前氢气储运的主要方式包括高压气氢运输、液氢运输、管道输运和含氢载体运输（如液氨、甲醇、有机储氢液体），管道输运是氢气长距离输运的理想方式。

根据各国政府发布数据，预计2030年全球将有1200万吨的低碳氢气实现区域间输运，其中50%将通过管道输运。目前全球建成的纯氢管道长度约5000km，主要集中在美国和欧盟，预计2030年将达到3万km，其将成为氢气区域输运和氢能跨境贸易的主要基础保障。然而由于氢气本征特性，管道建设技术难度大、投资高、周期长，利用现有天然气管道基础设施开展氢气输运是主要的发展方向。目前全球已建成天然气管道100万km，在建6万km，同时还有超过15万km管道在规划中。但是随着各国能源结构的调整，天然气的黄金时代即将过去，据DNV预测，在2035年后天然气的供应量将持续负增长。届时对于已建成的天然气管道如何再利用，保障巨额基础设施建设的投资收益，氢能将发挥重要的作用。

因此无论是全球能源革命、能源网络联通，还是人类生存环境保护和国际地缘政治安全，抑或是全球共同发展诉求，发展氢能都是大势所趋。也亦如人类历史上的每一次能源革命，前途光明而道路曲折，我们静待花开！

转自：中关村氢能联盟