碳中和：科技公司下一个“必争之地”

我国的双碳目标为在2030年前碳达峰，在2060年前实现碳中和，这个目标相对于目前世界上的几大主要经济体而言，是要求最高，时间最紧迫的。

而目前我国的能源结构中，非化石能源占比仅仅为15.9%，清洁能源（包括水电）发电量占比36%，煤炭占比52%。

为助力实现双碳目标，在能源的供给端，提高可再生能源在电力供应和终端消费中的占比，是实现双碳目标最有效的途径。

但以风电、光伏为代表的电源侧可再生能源波动性强，不能持续稳定提供电能，这就引出了下一个亟待解决的问题——储能。

2.1 储能的必要性

近年来，随着光伏组件的成本进一步下探，无补贴下光伏电站已经可以盈利，大量资本涌入光伏产业，从生产到运营，整个光伏行业规模大幅度增长，但同时也带来了一个问题，那就是光伏只能在白天发电，晚上怎么办？风机只能在有风的情况下转动，没风的时候又怎么办？

每日风速波动较大

随着可再生能源（风电光伏）的用电量占比不断提升，风电和光伏的不稳定性带来的不单单是短时的无电可用，其波动性对于电网的冲击会引起配电网潮流变化，影响电能质量（电压、频率、波形），对电网侧和用户侧都有较大的影响。

在10年前，各地电网尚未像现在这般强大时，对于风电、光伏之类的垃圾电，电网公司向来是拒绝的，这也是为何在用电量较少的省份，弃风弃光限电的情况很多。

而将短时超发（用不完）的电储存起来，在没电的时候（晚上或者无风的时候）将这部分电能持续输出上网，就可以避免出现上述情况。

2.2 储能如何盈利

储能以前一直是政治任务，因为挣不了钱啊，但目前技术已经达到了将要盈利的瓶颈，国家就开始往储能行业里加火了。

随后没过几天，又出台了提高分时电价的政策：

文件的主旨就是继续拉开平峰和高峰时期的电价，条件具备区域，分时电价差距可达到4倍。 这两份文件一明一暗，都是在鼓励发展储能行业，在技术变革的前夕，政策层层加码，相信储能行业实现全面盈利只是时间问题。

目前大型电站并网侧的储能电站，在财务测算上，已经能实现盈利，只是以目前峰谷电的差价，盈利能力大概和存定期差不多。

2.3 电网侧储能

电网侧储能的主要作用就是调峰调频，保证用户用电质量，而最常见的用来调峰调频的手段就是抽水蓄能电站。

8月6日，国家能源局综合司印发关于征求对《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)的函，提出到2035年我国抽水蓄能装机规模将增加到3亿千瓦，相对2020年将增长10倍，远超市场预期。此前业内预期2030年我国抽水蓄能总装机达到1.13亿千瓦，到2060年底总装机达到1.8亿千瓦。这意味着，到2030年投产总规划就将远远超过此前2060年的目标。抽水蓄能迎发展窗口期。

大规模的抽水蓄能电站投运，将大大增强现有电网的调峰能力，增加电网对可再生能源的消纳能力，最终提高我国电网用电中的清洁能源占比。

抽水蓄能是当前最成熟、装机最多的主流储能技术，在各种储能技术中度电成本最低，如上图所示，抽水蓄能电站由2个高度不同的水库组成，连接上下两个水库的是输水系统和发电机组。

在电网负荷低谷时段，电站利用廉价的谷电，将下水库里的水抽到上水库中储存起来，也就是将电能转化为重力势能。而等到电网负荷的高峰时段，电站再放出上水库的蓄水发电，这样就能以高价卖电。

抽水蓄能电站的缺点也显而易见，受地形影响较大，在地形复杂的情况下，建设成本会大幅上升，工期大约持续5-8年，而且电站建成后，由于长距离的管道输送和多个水轮机配合，机械能量损失较高，能量储存效率约70%。

目前国内做抽水蓄能电站的主要是各大地方电网公司，电站建设过程中所需的设计、施工或者总包方，几乎由一家央企垄断——中国电建。

中国电建公司囊括了中国几乎所有的头部水电系设计院，其中最为著名的是位于杭州的华东勘测设计研究院，其一年的营收就在百亿往上，超过了大部分上市公司。

其抽水蓄能市场占有率在国内达到了80%，全球达到了50%，可以说是当之无愧的 中国水电建设 第一股。

抽水蓄能电站的主设备为水轮机，在这方面，传统的汽轮机厂都有较为实力沉淀，比如东方电气和哈尔滨电气，但水轮机作为成熟的发电设备，技术已经较为成熟，在价格上少有溢价。

2.3 电源侧储能

2.3.1 其他储能形式

抽水蓄能电站属于机械储能的一种，其他较为成熟的机械储能方式还有：飞轮储能、压缩空气储能等等。

而根据储能介质不同，储能还可以分为电化学储能、化学储能、热储能及电磁储能等，但截至目前，机械储能依旧是其中最成熟，成本最低的储能方式。

电化学储能 的应用目前最为广泛也最有前景，新能源车产业链的核心部件，动力电池就是电化学储能应用的一种，按照介质不同，可分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池等。

化学储能 概念简单，但操作过程异常复杂。顾名思义就是将电能转换为化学能储存起来，最常见的就是电解水制氢。

热储能 ，典型的应用就是光热电站，将阳光聚集后，把作为介质的熔盐融化，吸收大量热量，熔盐再继续加热水，形成水蒸气，推动汽轮机发电。太阳下山后，电站可以继续利用融化的熔盐所储存的热量来发电， 光热电站是为数不多的可以稳定供能的新能源电站。

某50MW光热电站效果图

电磁储能 ，主要有超导储能、电容储能、超级电容器储能等，其储能效率高，但距离实际应用还相当遥远。

目前电源侧的储能主要以电化学储能和化学储能为主，分别对应了并网型电站和分布式电站两种电站形式。

2.3.2 电化学储能

目前各地新上的集中式（并网型）新能源电站都要求适配储能，这部分储能主要是为在新能源电站波动较大时储能使用，由于集中式电站的上网电价均是固定的，其不存在利用峰谷电价差价盈利的情况，主要是增加电站上网电量，提高电站营收。

同时，在电网侧，也有大量的储能电站上马，其作用和抽水蓄能相同，调峰调频，其盈利模式就是对电能的低买高卖。

图片摘自某券商研报

这部分储能主要以电化学储能为主，而电化学储能中较为有前景的是：锂离子电池和钠离子电池。

以锂离子电池为代表，简单讲一下电化学储能的优劣：

1、成本下降迅速

在政策利好的推动下，这几年锂电的度电成本下降飞快，目前已经有成熟的锂电储能电站应用，在特定电价条件下，储能电站的内部收益率（IRR）可以达到8%，已经够着了大部分国企央企投项目的最低标准。

2、 几乎不受场地条件约束

化学储能需要较大的场地和较高的安全生产标准，而锂电储能因为能量密度相对较低，体积也较小，对场地要求较低，适合在工业园区、充电站、高端仪器设备等场所应用。

3、成本下降恐怕进入瓶颈

锂矿资源有限，可以预见，按照目前的速度发展，不远的将来，锂电将会由于上游材料价格的上涨，而进入瓶颈，锂电的度电成本不可能保持目前的趋势下降。

4、能量密度提升陷入瓶颈

虽然锂电的能量密度在过去的几年已经得到了大幅度提升，但相较于人类对能源的利用量来说，依旧太小，而锂电能量密度提升的速度并不像半导体那样成指数式增长，而是缓慢得正比例提高，锂电能量密度的提升可能跟不上人类对储能容量的需求。

钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于成本低，且钠的储量远大于锂（已探明储量约是锂的420倍），未来有大规模应用的可能，但钠离子电池目前的可重复充放电使用的次数仍然偏低，能量密度较小，还不具备经济性。

而锂电池的优势在于，随着新能源车的普及未来电动车所装备的动力电池退役后，可以继续用作储能电池使用。

在电化学储能领域，宁德时代是当之无愧的绝对龙头，其不但在近期发布了钠离子电池，且中报显示宁德时代的储能业务相比2020年，增长超过了7倍。

从宁德时代的身上，我们足以预见，未来的电化学储能市场将极为广阔。

2.3.3 化学储能

化学储能主要以制氢储能为主，对于氢储能，比较直接的盈利模式是由化工企业投资新建分布式光伏电站，利用光伏制氢，而氢气正好是大部分化工企业的制造原材料，比如氢制乙烯。

在光照条件不错又富含水资源的区域，化工企业很容易降低制造成本，从而盈利。

此外，还有海上风电制氢应用于沿海化工厂生产的，电解水制氢制甲醇作为燃料电池燃料的，盈利能力完全取决于自然条件（风/光资源以及运输管道长度）。

关于氢能产业链的分析由于篇幅不再展开，感兴趣的可以看往期文章，在未来新能源+氢储能的分布式电站建设，一定是一个重要的发展方向：

未来尚远——氢能源产业链简析

2.4 用户侧储能

用户侧储能目前以电化学储能为主，随着应用端电动车的普及，用户侧储能的需求缺口会越来越大。

做个简单的计算题：现在很多人都用上了电动车，一台电动车如果使用快充，大概1小时就能达到其电量的75%，而充电桩的功率大约为100-200kw，也就是1小时100度到200度电，在电动车尚没有全面普及前，这点小功率对于电网洒洒水而已。

但要是当一个几十万（百万）人口的十八线小县城全面普及电动车后，几千（万）辆车同时充电的场面，瞬时功率会达到一个恐怖的数值，大部分县一级的电网都承受不住如此高功率的冲击。

因此一些分布式的充电桩运营公司就应运而生，比如宁德时代投资的主打储充检一体化运营的快卜 科技 。

将光伏、电化学储能、充电桩结合在一起，不但可以大幅度降低充电站的运营成本（不需要向电网买电），还可以缩短充电站的建设审批时间（不需要获得电网配电许可），不过新增的光伏组件和电化学储能设备也会大幅度增加充电站的建设成本。

其他用户侧的应用，比如大型设备UPS，工业园区储能电站等，还有很多，就不一一举例了。

储能形式多样，这里主要分析最具前景的电化学储能产业链。

3.1 电化学储能系统原理

其中PCS：储能变流器，连接电池系统与电网，实现直流和交流电的双向转换。

BMS：电池管理系统，用于电池的充放电管理。

BS：电池组，核心部件，主要成本就在电池上。

EMS：能量管理系统。

电化学储能系统的成本如上图所示，其中EPC指的电化学储能电站建造的总承包费用占成本的比重，可以看到整个系统中电池成本占据了一半以上，其次是PCS储能变流器，而这两项也是储能系统中技术含量最高，壁垒最厚的版块。

3.2 各板块龙头

储能电池代表企业：宁德时代 、 派能 科技 、 比亚迪 、 亿纬锂能 。

宁德时代：无可争议的绝对龙头，中报显示储能业务同比增长7倍以上，在电池领域拥有绝对的话语权。

亿纬锂能：在5G和风光电站储能方面发展迅速，但依旧属于二线电池厂中的第一位。

比亚迪：全产业链覆盖，技术沉淀深厚，海外市场亮眼，但主业是整车，储能业务弹性可能一般。

派能 科技 ：储能业务纯正，专注用户侧储能，目前业绩释放一般。

PCS（储能逆变器）：阳光电源、固德威、锦浪 科技

阳光电源：储能逆变器和储能系统双龙头，在全球逆变器市场都处于龙头地位。

固德威：和派能 科技 类似，专注于用户侧储能逆变器市场。

锦浪 科技 ：逆变器领域的新秀，发展没几年就从阳光电源手下抢来不少国内市场，后市可期。

系统集成：盛弘股份。

EPC：永福股份，垃圾，就是个破设计院，要不是宁德时代入股，就是个渣渣。

今天文章写得有点长，产业链部分简单了些，储能截止目前是在政策扶持下，刚刚能够实现国企投资需求的水平（大概就比定期强一点的收益率），离全面爆发尚远。

如果要投资储能领域，最先爆发的必然是价值量最高的电池和逆变器，至于其他，尽量别碰。

2020年12月12日是《巴黎气候协议》达成5周年纪念日。这份协议的主要目标是要将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内。上周，由多国气候变化研究专家组成的“气候行动追踪组织”发布报告称，目前看来，到本世纪末，人类的确有望通过行动接近或实现《巴黎气候协议》提出的核心目标。

这可以说是在2020年，地球人听到的一个难得的好消息。

12月12日，全球首个通过“净零碳排放法案”的主要经济体英国，宣布到2030年，其碳排放量要比1990减少68％，比之前承诺的53%有了大幅提高。

英国能源与气候情报主管 布莱克：（在这方面）英国已领先于大多数国家，比欧盟的承诺更加有力，比美国和澳大利亚所做的都要多。

为实现“碳中和”目标，英国每年需在减排项目上投入约500亿英镑，但在未来十年，这些减排项目也能让英国在能源消耗方面节约180亿英镑。

德国气候学家 霍恩：（接近核心目标的）趋势非常明显，我们正在朝着正确的方向前进，我们看到越来越多的国家，严肃认真地对待（气候变化）问题，并设定了十分具有影响力的目标。

2020年9月，在第75届联合国大会上，中国向国际社会作出承诺：到2030年前，力争二氧化碳排放达到峰值，到2060年前力争实现碳中和。

《华盛顿邮报》认为：在目前110多个作出碳中和承诺的国家中，中国的承诺意义深远，影响最大，实现这一承诺可在本世纪末令全球升温减少约0.3摄氏度。

自然资源保护协会亚洲总监 费楠茉：中国的（碳中和）承诺为国际气候谈判提供了强大动力，也令中国国内的政策有所改变，我们可以看到（中国）每个部门、每个公司、每个国有企业、每个研究机构现在必须将气候变化，与碳中和承诺考虑在内。

“碳中和”并非“零”碳排放，而是允许排放适量二氧化碳，但同时要通过节能减排等行动抵消在一定时间内所排放的二氧化碳，从而实现“净零碳排放”，即“碳中和”。

和绝对的零碳排放相比，“碳中和”较少受限于经济发展，对于发展中国家而言是更具现实意义的目标。

发展新能源，是中国实现碳中和目标的重要手段。

全球风能理事会（GWEC）发布的《2019年全球风能报告》显示，2019年，全球风力发电发展迅速，其中中国新增风力发电站数量居于首位，占全球新增总量的43%。据《华尔街日报》报道，到今年10月底，中国已成为拥有太阳能发电站和风能发电站最多的国家。

自然资源保护协会亚洲总监 费楠茉：现在（中国）已成为全球领先的可再生能源生产商、投资者和消费者。现在，全球三分之一的太阳能电池板、三分之一的风力涡轮机都在中国，中国拥有全球一半的电动小汽车，以及全球98％的电动公交车。

据国际能源署统计，截至2018年末，中国的可再生能源发电量占总供电量的26.73%。但据清华大学气候变化研究院的测算，要在2060年前实现“碳中和”目标，中国的可再生能源发电量占比至少要达到90%。

在中国作出“碳中和”承诺后，日本和韩国也作出了在本世纪中叶实现“碳中和”的承诺。

日本首相 菅义伟：政府将会竭尽全力达成绿色社会，具体目标是在2050年前，实现碳中和，让日本成为净零碳排放国家。

11月6日，日本首架使用可持续航油的“绿色”航班从东京羽田机场起飞，该航班由全日空航空公司执飞，采用由芬兰公司供应的、从食物垃圾中提炼出的可持续航油，成功飞越太平洋，抵达美国得克萨斯。之后，全日空航空公司宣布将于2023年开始使用可持续航油。

可持续航油，被视为航空业减少碳排放的关键，但与传统航空燃油相比，可持续航油产量少、价格高。据彭博社报道，目前全球可持续航油年产量为4千万升，仅占全球航油市场的0.015%，价格则非常于传统燃油的3到4倍。

2020年11月28日，上海浦东机场。一架由法兰克福飞来的波音777货机，完成了德国汉莎航空公司的首次“碳中和”货运航班飞行。

汉莎货运集团董事长 格伯：这趟航班的特别之处是可以做到碳中和。作为全球首个碳中和货运航班，这无疑是一个里程碑。

该航班往返行程都使用由动植物油脂制造的可持续航油，比使用传统航油减少了约80%的碳足迹，而剩余的20%碳足迹将通过植树造林进行抵消，从而实现碳中和。

汉莎航空表示，将在2021年尝试在中欧航线定期执飞“碳中和”航班，但目前尚未给出航班执飞表。

迄今为止，在应对气候变化方面，国际社会作出的最大努力便是由186个国家与地区参与的《巴黎气候协议》，110多个国家作出了在本世纪中叶实现“碳中和”的承诺。

但碳排放纍计总量位居全球第一的美国，对于《巴黎气候协议》的态度却是忽退忽进。

特朗普：美国将退出巴黎协议，重新开启煤矿，开始新的海上油气租赁计划。

自2011年至2017年6月，特朗普在推特上至少115次对气候变化提出质疑。

特朗普：奥巴马经常说全球变暖这件事，这基本上就是场骗局，这就是场骗局，这只是一些赚钱的工厂，对吧，这就是场骗局。

上任第一年，特朗普就推翻了数十项由前任政府推行的气候变化相关法案，放宽了128条环保法规，并将重振传统煤炭产业作为其核心政策之一。

特朗普：宾夕法尼亚州的矿工们，当我还不是总统时，我就说过，我将终结煤炭战争，让你们这些优秀的矿工，重新投入工作。

2019年11月4日，特朗普政府向联合国秘书长提交书面通知，美国正式退出《巴黎气候协议》。

2020年，在竞选连任期间，特朗普仍多次为其退出《巴黎气候协议》辩白，称该协议将扼杀美国经济。

特朗普：看看俄罗斯、看看印度那么脏，空气那么脏，退出巴黎协议是因为这协议将让我们不得不花费数万亿美元，这对我们非常不公平。

特朗普：巴黎协议的目的不是拯救环境，而是要摧毁美国经济。

2020年9月，美国《政客新闻网》报道称，特朗普执政四年间，美国政府在气候政策上的一系列改变，如果持续推行下去，从2020年至2035年，美国的温室气体排放量将增加18亿吨，超过德国、英国和加拿大三国一年排放量的总和。《纽约时报》称之为：特朗普影响最深远的政治遗产。

VOX能源气候专栏记者 罗伯特斯：如果特朗普连任，全球升温1.5摄氏度的目标，就彻底不可能实现了，只升温2摄氏度的可能性也几乎没有了。

而随着特朗普在2020大选中败北，当选总统拜登发出了不同的声音。

今年7月，拜登提出，不仅要带领美国重归《巴黎气候协议》，还提出了一项两万亿美元的环保计划，包括对环保减排设施的大力投资，鼓励可再生能源产业的发展。

据“气候行动追踪组织”预计，拜登的“碳中和”计划如果得以实施，可令全球升温减少约0.1摄氏度，但倘若民主党人最终无法同时拿下参众两院，拜登计划的可行性将大打折扣。

世界气象组织报告显示，2011年至2020年是有记录以来全球“最暖的10年”，温室气体浓度创下新高并且还在持续上升。

联合国秘书长古特雷斯形容今年是人类面临的一个十字路口，如果各国能坚守对“碳中和”作出的承诺，人类将有望走上更安全、更可持续和更加公平的发展道路。

联合国秘书长 古特雷斯：我坚信，2021年将会是朝着碳中和大步迈出的一年。

2020年已经接近尾声，2021年，人类可能迎来多场旨在保护地球应对气候变化的重要国际会议，包括将在中国举办的《生物多样性公约》第15次缔约方会议、在英国举办的《联合国气候变化框架公约》第26次缔约方会议、以及原定今年召开、但因疫情推迟的全球可持续交通会议、联合国海洋大会等。

正如联合国秘书长古特雷斯所说：“对于人类和地球来说，现在就是按下‘绿色开关’的决定性时刻。唯有全人类共同努力，才能塑造更美好的地球未来。

文/于广欣 纪钦洪 刘强 肖钢 熊亮，中海油研究总院，现代化工

氢是宇宙中最丰富的元素。氢能作为二次能源是最佳碳中和能源载体，可用于发电、发热、交通燃料，具有零污染、热值高、可存储、储量足、应用广等优点。氢的储能属性使其具备跨时间和空间灵活应用的潜力，能与可再生能源有效衔接，助力可再生能源消纳与更大规模发展。正是基于氢的优点与潜能，在应对气候变化、全球能源转型的大背景下，国际上普遍认为氢能将成为未来能源系统的关键节点，在全球能源转型及提高能源系统灵活性方面发挥关键作用。而近些年全球资本、技术、舆论等因素正共同催生本轮氢能热潮。

1 氢能产业发展现状

本轮氢能热潮起于欧美日发达国家，并逐步扩展至全球。欧盟、美国、日本已将氢能纳入国家能源发展战略，并出台产业发展规划和支持政策。美国重视氢能产业链关键技术培育，应用方面固定式燃料电池发电、氢燃料电池叉车和 汽车 有绝对优势。欧盟实现净零排放，氢能是其重要抓手，德国制定《国家氢能战略》支持可再生能源制氢、氢基合成燃料、燃料电池产业与技术发展。日本、韩国发布详细的发展路线图，政策导向明确，在燃料电池车、家用燃料电池、加氢站网络和氢技术开发处于领先。国际氢能理事会发布的《Hydrogen Scaling Up》报告预测，2050年氢能约占全球能源需求的18%，工业、交通、建筑供暖供电是氢能应用重点领域。

国内将氢能定位战略能源技术，政策利好逐步释放。2019年氢能首次被写入政府工作报告，2020年《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》第一次将氢能列为能源范畴，同年氢能纳入年度国民经济和 社会 发展计划，并启动燃料电池 汽车 示范推广及国家氢能产业发展战略规划编制。国家层面从立法、顶层设计、示范应用等层面给予氢能产业持续的政策支持，统筹规划、引导、规范氢能产业 健康 持续发展。在持续稳定的政策环境下， 社会 资本、产业链上下游相关企业、地方政府等多因素叠加催化下，近几年国内以加氢站为代表的氢能基础设施（表1），制-储-运-用产业链关键技术与装备得到发展，初步形成珠三角、长三角、京津冀等氢能产业热点区域，目前产业整体处于技术研究与示范应用阶段。根据公开资料整理，目前国内氢燃料 汽车 超过6000辆，在运营加氢站46座。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2019）》预测，2035年氢能占国内终端能源总量5.9%，加氢站数量1500座，燃料电池车保有量130万辆。

面对全球应对气候变化政策倒逼，Shell、Total、BP等欧洲石油公司相继提出2050年“净零碳排放”目标，押注绿色低碳能源成为普遍选择，其中布局绿色氢工厂、加氢站等氢能业务是重点方向。至今，壳牌氢能业务已在美国、日本、德国投资超过24座加氢站，并与道达尔等企业合作在德国加速推进H2 Mobility项目（预期加氢站建设规模超过400座）。国内石化企业在发展氢能方面，具有氢源和销售网络的优势，中国石化等已开展制氢、加氢站及储运设施网络的规划和建设，2018年中国石化加入国际氢能委员会，2019年与法液空开展氢能合作，采用“油氢电一体化”新模式，在现有加油站基础上配建加氢站，目前已在广东、上海、浙江建成油氢合建站4座。

2 产业链技术与成本瓶颈分析

全球氢能及氢燃料电池车示范应用进展显著，但氢能产业涉及制、储、运、用多个环节，产业链长，技术复杂，现实中氢能大规模推广应用仍面临氢燃料电池制造成本高、加氢站设施薄弱、终端用氢成本高等瓶颈。

2.1 技术因素导致制造氢燃料电池成本较高

氢燃料电池系统由电堆、供气系统、控制系统等部件共同构成。电堆是将化学能转化为电能的核心部件，电堆成本占氢燃料电池系统总成本60%左右（见图1）。造成电堆成本居高的主要因素包括：膜电极、电堆加工制造过程及使用环境要求。而电堆技术的瓶颈也导致氢燃料电池系统成本较高。

膜电极是电堆的核心部件，由催化剂、质子交换膜、碳纸组成，其成本约占氢燃料电池系统的36%。目前商用催化剂为铂/碳，其成本约占氢燃料电池系统成本的23%，是成本的主要来源。质子交换膜、碳纸材料成本也较高，国内主要依靠进口，在性能和批量化上与国外还存在差距。膜电极已经发展到第三代有序化膜电极技术，趋势是降低大电流密度下的传质阻力，进一步提高燃料电池性能，降低催化剂用量，使膜电极的材料成本大幅降低。

均一性是制约电堆性能的重要因素，也是影响制造成本的关键。电堆通常由数百节单电池串联而成，均一性与材料的均一性、部件制造过程的均一性有关；特别是流体分配的均一性，不仅与材料、部件、结构有关，还与电堆组装过程、操作过程密切相关。由于操作过程生成水累积引起的不均一、电堆边缘效应引起的不均一等，电堆中一节或少数几节单电池的不均一会导致局部单节电压过低，限制了电流的加载幅度。设计、制造、组装、操作控制等环节产生的不均一性直接影响电堆的比功率，进而影响电堆成本。

2.2 氢燃料电池车成本较高限制了商业化销售规模

车用燃料电池系统成本高是造成氢燃料电池车售价高的主要根源。由电堆、氢瓶和空压机等主要部件组成的燃料电池系统是氢燃料电池车的核心，约占氢燃料电池车成本的50%。其中除电堆成本高外，供氢系统、空气供给系统成本也较高，技术上与国外还存在较大差距。

氢燃料电池车尚未规模化生产，市场销量有限。目前，全球最大的氢燃料电池车企业——丰田公司现有生产能力仅3000辆/年，2020年也只能达到3万辆/年，本田、现代、日产、上汽等车企虽相继推出商业化车型，但市场销量依然有限（见表2）。氢燃料电池发动机企业亿华通与宇通客车、福田 汽车 、中通客车等车企合作，建设了国内首条自动化氢燃料电池发动机生产线，年产能也仅1万台。生产规模小导致整车成本较高，如丰田公司官网上2020款Mirai售价为58 550美元，是混合动力2020款PRIUS售价（24325美元）的2.5倍，远高于消费者预期。

2.3 加注车辆少及设备国产化仍是早期加氢站发展的主要限制因素

加氢站的建设与运营仍面临发展初期的困难。新建加氢站及将现有加油站改造为加油加氢站难度较大。新建加氢站建设标准主要采用《GB 50516—2010加氢站技术规范》，其对氢气储运安全和建站选址条件的要求较高，特别是加氢站的氢气工艺设施与站外建筑物、构筑物的防火距离。加油加氢合建站设计要符合《GB 50156 汽车 加油加气站设计与施工规范》，依托现有加油站设施进行改造困难较大，特别是大城市、人口密集地区问题更加突出。

加氢站的网络布局与氢燃料电池车的市场规模依然是产业初期互相掣肘的因素。纯电动车推广和充电桩建设也曾经面临过同样问题，加注车辆较少，限制了加氢站的良性滚动发展。目前国内建设和在运营加氢站分别是66座和46座，分布在19个省市，其中广东、上海、江苏、山东是加氢站主要集中地区（见表3）。目前国内加氢站数量与规划2020年建设100座、2030年建成1000座还有较大差距。国内最早示范运营的上海安亭、北京永丰加氢站始终处于加氢车辆少的尴尬局面。德国H2 Mobility项目已建成的加氢站也存在车少的状况，但仍在推进2023年建设400座加氢站网络的目标，试图解决产业初期的问题。

加氢站设备国产化还面临瓶颈，氢气压缩机、加注机等关键设备目前仍以进口为主。根据公开资料整理，加注量1000kg/d的35MPa加氢站建设成本高达1500万元，高出加油站数倍。其中储氢装置、压缩机、加注机、站控系统等占加氢站总投资约60%，其中氢压缩机占比最高，约为30%。

2.4 终端用氢成本高，制储运关键技术亟待突破

目前，氢作为燃料的价格仍远高于化石燃料。氢燃料电池车的用氢成本包括从制、储、运到加注的全过程成本。与传统燃油车相比，氢燃料电池车百公里消耗的燃料费用要高于燃油车。根据国内示范项目的运行经验初步估算，氢燃料电池车的燃料费用约为燃油车的1.8倍左右。氢燃料终端售价虽高于化石燃料，但国内外仍通过车企、政府补贴方式来弥补氢燃料价格的劣势，推动氢燃料电池车产业发展。

化石能源制氢技术成熟、规模大、成本低（见表4）。国内现有工业制氢产能为2500万t/a，氢气来源构成主要是煤制氢、天然气制氢、石油制氢、工业副产氢以及电解水制氢，占比分别是40%、12%、12%、32%和4%。在氢能及氢燃料电池车产业发展初期，化石能源制氢以及工业副产氢是低成本氢燃料的主要来源，有利于推动产业发展。但化石能源制氢CO2排放量大，利用可再生能源制取低成本氢气是业界一直瞄准的方向和攻关重点，最终目标是氢气价格与化石燃料价格持平。

绿色、低成本制氢技术是氢能产业发展的关键。质子交换膜（PEM）水电解制氢技术在总体效率、工作电流密度、氢气纯度、产气压力以及动态响应速度等方面优于碱性水电解制氢技术（详见表5），能适应可再生能源发电的波动性，是氢能产业链发展的重点技术之一，但目前面临采用铂催化剂、电耗高而导致的制氢成本较高问题。突破铂催化剂、电堆等关键技术，进一步提高电流密度、系统能效、降低投资是PEM制氢技术的重点开发方向。

目前国内氢储运标准、规范不完善，导致氢燃料只能以气态方式运输，限制了加氢站的技术选择。液氢储运在国内仅用于航天军工领域，商用加氢站未有液氢供应的标准和规范。国家层面正通过立法将氢能作为能源进行管理，并制定商用液氢制、储、运、用相关标准，2019年已完成三项液氢国家标准征求意见稿，将填补国内民用领域液氢标准空白，由此可能带来氢能全产业链技术突破，从而降低终端用氢成本。

液态氢密度高达70.6g/L（-253 ），相同有效装载容积下液氢储运能力远高于高压储氢。尽管氢液化的能耗比氢压缩的能耗高1倍以上，但在运输环节液氢的运输成本只有高压氢的1/5~1/8。国外仍采用高压氢气管束车作为主要运氢方式，气态氢限制了储运能力，详见表6。

3 思考与建议

氢能及燃料电池产业已进入早期示范应用阶段，大规模商业化推广仍需解决产业链关键环节的技术与成本瓶颈。具体来讲，加快氢能及燃料电池产业商业化步伐需要政策、规划、标准规范、技术等因素协同发力。

持续稳定的产业支持环境，配套相应的产业补贴，对早期氢能产业发展至关重要哦。国家应尽快启动氢能及燃料电池产业顶层设计，编写国家产业发展战略规划，制定产业发展实施方案，统筹规划氢能产业重点发展区域，明确产业链制、储、运、用环节的发展路径。技术方面，加强绿色低碳制氢、高效低成本燃料电池、氢压缩机、加氢机等产业链关键技术、核心零部件重点攻关，加快设备国产化，完善产业链标准规范。具体实施建议国家主导设立氢能 科技 重大项目，联合企业、高校科研院所，集中力量突破核心技术、材料、装备及关键零部件，打造自主技术、材料、设备生态链，进一步降低成本，推动产业 健康 快速发展。

展望未来绿色氢气制取、储运、加注与燃料电池技术突破以及氢能基础设施完善与普及，将激发氢能及燃料电池产业应用场景多元化与规模化应用，推动氢能在全球能源转型中担当更加重要的角色。

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气候变化是人类面临的全球性问题，在2020年12月18日闭幕的中央经济工作会议上，“做好碳达峰、碳中和工作”被列为2021年的重点任务之一，环境的倒逼、消费升级、国家政策推动，也加速了能源产业的变革。

在2021 MWC上海大会期间，华为副总裁兼数字能源产品线总裁周桃园发布了数字能源零碳网络解决方案，旨在助力运营商实现零碳网络战略，并加速世界绿色可持续发展进程。

“零碳网络已成为全球领先运营商的重要战略目标。”周桃园表示，在碳中和的大背景下，全球能源大变局的序幕已拉开，未来可再生能源将成为能源界的重磅角色，与此同时，全球ICT能耗持续增长，预计到2030年达全球总电量的5%，数据中心10年TCO中电费占比将超过60%。低碳化和低能耗两条平行轨道，无疑是运营商未来发展的两大方向。

运营商身陷能耗“黑洞”

随着5G、云计算、AI、大数据等技术不断成熟，海量新兴应用不断繁荣，这都对5G网络覆盖与数据中心需求将呈爆发式增长，使得站点与数据中心数量的激增，相关预测指出，2025年，通信行业将消耗全球20%的电力，运营商在赋能行业数字化转型的同时，也面临更高的能耗挑战。

当前，能耗问题已经成为运营商建网过程中主要考量因素之一，基站作为耗电大户，大约80%的能耗均来自广泛分布的基站，众所周知，移动通信接入使用了成千上万的基站，基站能耗以电为主，随着电力成本的增加，移动网络的扩大，基站机房电费支出逐渐增大，并且由于覆盖范围的衰减，5G基站的需求数量又是成倍增加。

与此同时，移动通信基站机房均为全封闭机房，机房内的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体，而为保障设备在恒温下运行，不因为温度过高而宕机，制冷系统就要不间断地为基站降温，这也直接导致了电量居高不下。

而在数据中心总能耗中，空调制冷系统依然是能耗大户，据悉，传统空调制冷系统能耗占比高达28%以上，随着数据流量和计算需求爆发式增长，数据中心的能耗压力势必给广大，相关数据预测，到2025年，数据中心能耗将占全球能源消耗的5%。

需要指出的是，刨除环境治理等问题，5G网络与数据中心的功耗增加也给运营商OPEX带来不小挑战，据周桃园透露，某运营商在加入5G基站后，整体OPEX增加了34%，这其中很大一部分是电费的增长，因此我们可以清晰看到，我们的能源基础设施，距离碳中和目标还有很大挑战。

助力运营商迈向“零碳网络”

毋庸置疑，节能增效对于运营商不仅仅是技术问题，更是商业与 社会 责任，对此电信企业也正积极行动，目前，全球已有超过50家运营商制定节能减排目标，在媒体沟通会上，周桃园首提“零碳网络”并发布华为数字能源零碳网络解决方案，包括极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电、智慧能源云，助力运营商引入绿电、节能减排，实现零碳网络，助力实现碳中和。

在站点方面，华为通过站点形态极简化，从室内站点到室外站点，进一步发展到室外刀片，让房变柜、柜变杆，全面杆站化，实现降低能耗、省电费、省租金。

而在机房的构建上，华为对于新建场景，以机柜替代机房对于扩容场景，免增机房、免改线缆、免增空调，从而节省能耗、空间及工程。

对于传统数据中心的建设，周桃园认为，当前数据中心建设模式主要通过采购不同的部件来形成整个能源设施，这种建设模式势必会导致基础设施能耗高、建设周期长。

华为推出的极简数据中心，通过全预制化、模块化建设重构架构，建设周期从20个月缩短至6个月，并且通过融合高密、高效节能的方案重构供电，提升效率，并实现预测性维护，在制冷方面，通过间接蒸发冷却和iCooling等解决方案，最后通过智能运维解决方案重构运维，提升运维效率。

“绿电”则是华为智能光储解决方案，通过将绿电引入站点、机房、数据中心等场景，实现全场景叠光，自发自用，降低用电成本。

“零碳网络的提出，将显著提高运营商的经济价值与 社会 价值。”谈及构建数字能源零碳网络解决方案的初衷，周桃园指出，华为对于数字能源零碳网络解决方案的构建，是由三个层面逐层递进，首先要消除浪费，提升能效其次要将运营商从能源的消费者变为绿色能源的生产者最后是将运营商的能源基础设施打造为具备数字化和智能化的能源网络，最终全面实现零碳网络，构建 社会 价值。

做大“绿电” 加速碳中和进程

据国际能源机构(IEA)的统计，过去三十年全球能源消耗增长了超过70%，碳排放累计增加近80%，能源消耗激增导致全球温室效应加剧。

周桃园认为，未来世界有两大主要驱动力，一是全球数字化、智能化转型趋势，二是以碳中和为目标的能源革命，即从传统的化石能源走向以太阳能光伏、风能为代表的可再生能源、绿色能源。

以上海地铁龙阳路基地光伏项为例，作为海地铁四大基地分布式光伏项目之一，华为智能光伏解决方案通过对地铁车库屋顶进行太阳能板改造，共安装了近13000个280瓦组件，所发的光伏电力并网接入基地内的综合变电所，供地铁就近使用。

据悉，该光伏电站一年的发电量，大约可供8节编组的一辆2号线列车跑20万公里，相当于行驶1560多个来回。是“光伏+地铁”应用典范，实现了绿色能源为绿色交通赋能，助力上海提前实现碳达峰目标。

目前，华为智能光伏解决方案已广泛应用于60多个国家，累计减少二氧化碳排放1.48亿吨，相当于种植超过2亿棵树。由此可见，加大可再生能源的使用，提高能源利用效率和效益，推动能源结构向绿色化方向发展，不仅在生态文明建设中有着十分重要的作用，也是应对能源危机和气候变化的重大举措。

“为世界碳中和做贡献是目标和使命。”正如周桃园指出，华为数字能源零碳网络解决方案将积极助力产业链合作伙伴向低碳可持续发展，加速世界碳中和进程。

历时8年的RCEP协议于11月15日正式签署。 RCEP全称为“区域全面经济伙伴关系协定”，2012年由东盟10国发起，邀请中国、日本、韩国、澳大利亚、新西兰、印度共同参加，旨在通过削减关税及非关税壁垒，建立统一市场的自由贸易协定。

除去尚有部分重要问题没有解决的印度未加入以外，其余十五国签订的该协议意味着，彼此之间将基于该协议为各方提供便利。

今年早些时候，能源一号对于逆变器和组件厂商在海外工厂、联络点以及办事处做过相对完整的梳理，以下是具体信息。今年以来，包括晶澳 科技 、隆基股份在内，还陆续收购和新建了一些海外基地。这些中资在海外的办事机构及投资项目，不少属于RCEP所在的亚太国家范畴内。

因而，以下公司都会备受RCEP协议签订的利好而获得更大的业务增长机遇及发展空间。

所以，RCEP的建立，将大大有利于中国与周边国家的新能源贸易往来，同时也对中国企业在未来在布局这些地区的新能源产品、市场带来更多便利。

举例来说，中资设在亚洲各地的海外工厂，可直接将中国的制造能力进行复制及略作变化，把产成品输向美国等个别对中国光伏设置贸易壁垒的地方。

中国企业本身，也可借由较好的贸易政策与RCEP协议所在国保持更好的关系与沟通，从而带动中方及贸易伙伴国家一同做大新能源产业。

疫情期间，有海外产能和强大分销渠道的公司，与世界各地朋友做生意的顺畅度大大提高，中国企业的地缘优势虽不能彻底体现出来，但因根深蒂固的海外厂区、办事机构及第三方合作伙伴关系，让业务协作并不受疫情问题的困扰。今年前三季度，业绩表现出色的中国A股及美股等公司，恰恰是上述这类企业。

从组件市场来看，正泰新能源、晶科能源、隆基股份、天合光能、协鑫等都在全球各地布局了大量产品生产线，不少位于亚洲等地。良好的海外工厂，加之部分厂商也同时拥有海外的硅片、支架等周边伙伴产能，对企业的出口贸易带来了极大便利。

逆变器领域来说，包括华为智能光伏、古瑞瓦特、锦浪 科技 、爱士惟、固德威等逆变器厂家，则可以通过庞大的分销网络、当地销售人员来承担及保障疫情期间的产品供应。

随着RCEP的签订，中国企业征战全球的战略意义更加深远。相关细节显示，RCEP所在国的所有货物贸易中，都可逐步取消关税与非关税壁垒。协定中指出合作应扩展到其他领域，包括但不限于银行、金融、 旅游 、工业合作、交通、电信、知识产权、中小企业、环境、生物技术、渔业、林业及林业产品、矿业、能源及次区域开发等。因此，需要金融、工业伙伴支持的中国新能源企业，中长线也会获得更多的利好。

再结合诸多国家宣布碳中和目标的情形，我们会发现，今后带给包括中国新能源厂商的机遇也会进一步扩大。9月，我国宣布力争2030年前碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。紧接着的10月，韩国总统文在寅在国会发表演讲时宣布，韩国将在2050年前实现碳中和。今年11月，日本有消息称考虑为实现2020碳中和目标采取税收刺激措施。此前，新西兰已完成碳中和目标立法。大趋势下，其余国家预计也会陆续确定碳中和的目标。

能源行业是完成碳中和目标的重要突破口，十五国共同签订的协议，将为国内外可再生能源企业带来更多的发展契机。下面将从光伏布局的角度来看看，中国企业在RCEP协议所在国的新能源业务发展脉络，以及这些国家本身所制定的新能源目标情况是怎样的。

东盟各国生物质能、地热能、水能资源最为丰富，风能、太阳能和潮汐能具有较大潜力。中国企业在东盟各国都有相当规模的光伏项目布局，以下以中国企业在越南、泰国的光伏布局为代表进行盘点。

越南的光伏市场一直是中国企业争取的重要地区，中国企业在越南的有关光伏布局包括大型光伏项目、工厂建立、产能收购、产品出口等颇多。

2019年，中国出口到越南的光伏组件达4.48GW，今年中国对越南市场的布局也在如火如荼地进行，对疫情的担忧并未影响到相关项目进程。

今年2月，隆基股份收购越南生产基地3GW电池、7GW组件；5月，中国电建签署越南禄宁550MW光伏发电项目合同；6月，中国电建签署越南富美330MW光伏发电项目合同；11月，晶澳 科技 越南基地年产3.5GW高功率组件项目开工奠基仪式顺利举行，该项目利用越南基地现有土地，投资7 亿元，建设年产3.5GW高功率组件生产线及配套设施。这些布局也是看好越南当地作为良好的产品输出地、贸易、土地、人员及新能源政策有优势等综合判断而进行的。

据国内多位负责越南市场的销售、项目开发负责人表示，今年越南光伏的新增装机容量在3.5~4GW左右。此次签署的RCEP或将进一步开拓中国企业在越南光伏市场的布局。

同样属于“东盟”十国的泰国，也是中国企业布局的关键市场。今年2月，中国能建签署泰国58.5MW浮体光伏EPC合同；4月，中能建葛洲坝国际逆势签约泰国90MW光热光伏项目EPC合同，投资金额高达5亿美元。2个月之后，晶澳 科技 为泰国12.5MW漂浮电站供货高效PERC组件。随后的8月，中国能建助力泰国11.56MW光伏停车场落地。

根据泰国的电力发展计划，到2036年，泰国的可再生能源发电总装机容量有望达到17GW，泰国仍然有巨大市场供光伏发展。

签订自贸协定的十五国中，值得重点提出的是韩国。

今年7月，韩国产业通商资源部发布政策：光伏组件供应商应具备低碳认证资质，且该政策未设置缓冲期，要求立即实施。而在中国光伏企业申请此项认证时,韩国认证部门以新冠疫情为由，拒绝到中国进行低碳认证，无法得到认证的中国企业对韩国的出口受到了阻碍。

国内业界普遍认为，韩国此举是人为向中国设置了贸易壁垒。此次签署的协定明确规定，协定各国在实质上所有货物贸易中逐步取消关税与非关税壁垒，韩国对中国人为设置的贸易壁垒有望在短时间内得到解决。

今年5月，韩国也公布了一项长期能源计划：至2034年，可再生能源占韩国能源结构的比例将从目前的15.1%提高到40%。与此同时，液化天然气发电的所占的比重将从32.3%下降到31%。在贸易壁垒问题得到解决之后，中国企业有望在韩国市场大展身手。

另一邻国——日本的新能源市场也表现不错，中国企业积极在当地开疆辟土。晶科能源、华为等早就在日本地区取得了相当惊艳的销售业绩。

今年3月，隆基股份也与日本信越集团签订掺镓相关专利许可协议；4月，日本的82MW光伏项目竣工，均采用来自国内厂商的铝合金架台；6月，晶澳 科技 宣布为日本关西地区110MW光伏电站供应单晶PERC MBB组件，该项目是日本市场目前规模最大的单体项目之一。

10月，日本首相菅义伟宣布了使温室气体排放量在2050年之前实质上减为零的目标。同理，以可再生能源为主导的碳中和目标市场布局，日本光伏市场在未来同样具有巨大潜力，中国企业也有望因自贸协定在交易过程中获利。

新西兰已经完成碳中和目标立法，澳大利亚还未提出到2050年实现净零排放目标或碳价的方案，但于今年9月表示，计划未来十年内在能源技术方面投资180亿澳元以减少碳排放。

中国在澳大利亚的布局包括，今年1月传来消息即将完工的，东方日升投资并承建的澳大利亚西部最大的132MW Merredin光伏电站。今年6月，中国能建葛洲坝国际也签署了澳大利亚85MW光伏电站的EPC项目。

在组件及电站领域，正泰新能源、晶科能源等都在澳大利亚拥有较广泛的布局及渠道伙伴商。而古瑞瓦特、锦浪 科技 、固德威、阳光电源、爱士惟等核心逆变器厂商也在澳大利亚的分布式市场斩获不少订单，深受当地消费者的好评。

新西兰方面，当地的电力输送国企Transpower于今年4月表示，到2050年，新西兰可通过基于风力、太阳能、地热和水力发电的多能源发电满足全国的电力需求。在装机容量方面，新西兰预计2050年太阳能容量可达6GW。中国企业在新西兰已经展开相应的市场开拓。未来随着RCEP的确定后，也会看到更多项目的开花结果。

综合澳大利亚和新西兰等两国对相关可再生能源的规划，在自贸协定的加持下，中国与两国开展相关项目合作或能得到一定的便利。

关税与非关税壁垒是国与国之间交易长久以来难以避免的问题，或是为保护本国企业而颁布的措施，或是为进行部分不正当竞争，然而历时八年才签署的协议向世界表明，合作才能共赢。

世界各国的共同目标最终指向实现“碳中和”，随着协议的签订，放开可再生能源的布局的脚步，实现“碳中和”的目标指日可待。

碳中和的五大举措：

1、开发低碳能源。

所谓新能源是相对于传统能源而言，指正在研发或开发利用时间不长的一些能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能和核能等。由于新能源造成的污染少，被誉为“清洁能源”或“绿色能源”。新能源中的太阳能等是取之不竭的可再生能源，对解决能源短缺和环境污染问题具有重要意义。

风能、太阳能

2、工业企业低碳转型。

调整能源结构：鼓励企业使用可再生能源,如风能、太阳能、水能、生物质能、地热能等非化石能源。

优化产业结构：帮助企业改进生产技术,加强节能管理,加快绿色转型，延伸产业链条，构建低碳产业体系。

3、交通出行低碳转型。

“低碳交通”就是在日常出行中选择低能耗、低排放、低污染的交通方式，这是城市交通可持续发展的大势所趋。目前城市中主要的低碳交通方式以公交、地铁、轻轨等为主，近距离最好步行,既低碳又有助于健康。新能源同样也代表了“低碳”的生活发展方向，购买新能源汽车则是为以后的“低碳”地球打下了一个良好的基础。

公共交通

4、生活用能低碳转型。

低碳是提倡借助低能量、低消耗、低开支的生活方式，把消耗的能量降到最低，从而减少二氧化碳的排放,保护地球环境,保证人类在地球上长期舒适安逸地生活和发展。

主动参加“小手拉大手”节能比赛或亲子活动，了解目前全球环境危机,践行低碳生活理念,以丰富多彩的形式让低碳生活走进家庭、邻里和社区。

5、吸收难以避免的二氧化碳排放。

（1）通过植树造林,增加森林面积,让绿色植物吸收大气中的二氧化碳,从而降低空气中二氧化碳的含量。

植树造林

（2）化工厂排放的废气中，二氧化碳的含量占比高达80%以上，在烟囱上加装吸附装置，就能把大量的二氧化碳捕集回来。

（3）捕集到的二氧化碳，有些通过高压管道被送到地下或者海底,安全的永久封存。也有些可以作为原料创造经济价值,比如可以通过生物工程转化被做成食物、饲料、肥料等。