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北京冬奧會主火炬在奧運歷史上首次使用“微火” 體現低碳、綠色、環保理念。奧運火炬作為奧運會的重要的形象元素之一，北京冬奧會火炬“飛揚”更是彰顯出我國的文化魅力與科技實力。“飛揚”火炬采用氫能為燃料，各賽場的出行通過大規模使用氫能源汽車，中石油和中石化提供氫燃料。本次冬奧會使用氫能源，大幅度降低碳排放，展示我國綠色低碳的發展理念。本文將簡要從奧運火炬“飛揚”來分析我國氫能源產業鏈上中下游的發展現狀以及氫能源未來的發展趨勢。
冬奧火炬“飛揚”首創采用氫能為燃料，展示我國“綠色低碳”的發展理念
火炬作為冬奧會重要的形象元素之一，2022年北京冬奧會的火炬“飛揚”更是充分彰顯出了主辦國和主辦城市豐富的文化內涵和文化自信。
相比于歷屆奧運會大量使用液化天然氣或丙烷等氣體作為火炬燃料不同，北京2022年冬奧會首次使用氫能作為火炬燃料,最大程度減少碳排放，與奧運的綠色、環保的理念相融合，也向世界展示我國的綠色低碳的發展理念。
2022年北京冬奧會示范運營1000+輛氫能源汽車，配備30多個加氫站，成為全球最大的一次燃料電池汽車示范應用體現。借助冬奧之風，有望成為我國氫能源汽車加速發展的分水嶺，屆時整個氫能源產業鏈將為之受益。
我國能源結構的優化調整，非石化能源占比不斷提升 ，氫能相比其他新能源優勢顯著
雙碳政策驅動下，我國能源結構不斷優化調整，非化石能源占比不斷提升。從現有的能源結構看，新能源主要由風能、水能、光伏等構成。但經過數十年的發展，我國的風能發電、光伏發電技術已處于世界領先水平，其成本大規模的下降，為制取綠氫提供奠定了可行的基礎條件。與此同時，氫作為一種很好的儲能介質，可有效解決光伏、風能發電過程中的棄電問題，將對剩余電能存儲下來，減少能源的浪費。
氫氣的燃料熱值明顯高于其他能源，且氫氣燃燒后可實現零碳排放。未來隨著電解槽、燃料電堆等核心技術的突破，以及央企加快加氫站的建設步伐，我國的氫能源產業將迎來新的高速發展期，用氫成本將進一步降低，使得我國離碳中和之路越來越近。
氫能源的產業鏈圖譜分析
從我國氫能源產業鏈來看：
上游在制氫環節：頭部效應顯著，綠氫供給較少
我國優勢顯著，制氫規模已居世界首位，以煤制氫、工業副產氫為主，但大部分氫氣為“灰氫”，有待進一步純化。行業市場較為分散，頭部企業市場份額占比較大，主要為中國石化和國家能源集團。隨著我國光伏與風電技術不斷突破與發展，我國大規模制取“綠氫”的條件會逐步形成，有利于更好地降低氫氣的制取成本，推進氫能源商業化進程。
中游儲運環節：產消不匹配，產業化水平低
由于氫氣生產地區與使用區域不匹配的問題，導致氫氣儲運難度較大。我國的氫氣運輸技術仍待進一步提升，存儲和運輸企業的數量較少，產業化水平較低。
氫氣生產出后存儲的方式分高壓氣態、低溫液態、固態儲氫以及有機液態儲氫。其中在低溫液態儲運方面，我國的大容積液態氫球罐、罐車技術與國外存在差距，且關鍵零部件仍依賴于進口；高壓氣態儲運方面與國際先進水平存在一定差距；有機液態儲氫仍大多處于實驗階段，存在脫氫技術復雜、脫氫能耗大、脫氫催化劑技術有待突破等技術瓶頸。
氫氣運輸則可分為氣氫輸送、液氫輸送和固態氫輸送。不同運輸距離成本有所差異，其中300公里以內，液氫管道運輸和氣氫運輸成本較優；400公里以上的則液氫罐車優勢較為明顯。由于氫氣運輸與存儲環節存在壓差，需要專門增壓機進行增壓處理，而增壓機我國主要依賴進口，進一步提高了氫氣的使用成本。
氫氣儲運方面，日本、歐洲的技術優勢顯著，且商業化進程較高，其次是美國。相比之下，我國已經具備了生產30MPa、70MPaⅢ型儲氫瓶的能力，且30MPaⅢ型儲氫瓶具有成熟的產品，而對于70MPaⅢ型儲氫瓶，我國現有技術實力有待進一步提升，才能得以大規模商業化量產。
下游加氫站建設及綜合應用環節：核心技術待突破，商業化有望加快
從加氫站的建設及運營情況看，我國加氫站主要集中在東部沿海區域，與該區域的氫能源產業發展息息相關，其中上海和廣東兩大省市加氫站數量占比最高。隨著中石化、中石油、國家能源等大型央企入局建設加氫站，我國的加氫站的數量將進一步增加，有利于降低氫能的使用成本。
氫燃料電堆與氫燃料車方面：我國已形成燃料電堆、系統等關鍵零部件產業化生產能力，但核心部件及基礎材料，如質子交換膜、氣體擴散層、催化劑和氫氣循環泵等還依賴進口。盡管產業與技術存在明顯短板，但通過我國政府政策與產業力量的合力驅動，近年來我國氫能與燃料電池汽車產業發展取得了比較明顯的進步。
氫能源未來的發展趨勢分析
雙碳政策助力氫能源發展更具篤定性：雙碳政策背景下，我國的能源結構的優化調整，以此來解決國家面臨的能源安全問題、大氣污染問題、氣候問題等。風能、太陽能的發電易受氣候影響，對電網的平衡能力要求較高。但利用清潔能源進行制取綠氫將成為未來電力發展的重要方向，疊加電制氫設備可解決輸入電力波動問題。氫能源的快速發展將會是我國離碳中和更進一步。
風力、光伏發電逐步邁入平價時代，為大規模制取綠氫奠定基礎：我國光伏產業鏈歷盡近十年的快速發展，光伏新增裝機量、累計裝機量已位居世界第一，同時產業鏈的上下游核心技術已完全實現自控。我國的風電裝機規模世界第一，海上風電規模也位居世界第一，海上風電開發規模和技術初具領跑全球的基礎條件，2022年有望成為我國海上風電的平價元年。隆基、協鑫、陽光電源、節能風電、上海電力等上市龍頭企業紛紛加大布局綠氫產業，光伏、風力發電成本不斷降低成本，使得制取綠氫成本進一步降低。同時，光伏、風力制氫將冗余的電力以氫能的方式儲存下來，解決季節性電力不平衡及電力系統的調峰問題。
氫能源汽車的大規模商業化，將加快自動駕駛、AI等新技術應用落地進程：中國憑借規模化的市場需求將成為全球氫能源汽車產業發展重要市場之一。自動駕駛、AI等新技術的核心應用場景之一在交通運輸領域，氫能源車的大規模商業化，疊加新技術的助力，使得整個交通運輸領域碳排放進一步降低、運作效率大幅度提高，推動該產業的智能化發展進程。
