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1、-1-2022!1125#$47%&$&$566%綠色氫氣價值鏈的未來：綠色氫氣價值鏈的未來：工業領域的地緣政治和市場影響工業領域的地緣政治和市場影響 !#$%!#$%今年 10 月，美國布魯金斯學會發布綠色氫氣價值鏈的未來：工業領域的地緣政治和市場影響。報告認為，全球向低碳經濟轉型將顯著影響現有能源價值鏈，并影響生產到消費的生命周期以及利益相關者之間的互動。報告分析了各國在未來綠色氫工業市場中可以發揮的作用，重點關注了氨、甲醇和鋼鐵生產三個領域的應用，并建議政府應分析本國在未來綠色氫價值鏈中的定位，進而制定相應的戰略產業政策。賽迪智庫國際合作研究中心對該報告進行了編譯，期望對我國有關部門有所

2、幫助。!&(%!&(%綠色氫氣綠色氫氣 價值鏈價值鏈 工業領域工業領域 影響影響 )-2-()*)*綠色氫對鋼鐵和水泥等碳減排困難的工業領域實現脫碳發揮著重要作用。預計到 2050 年，全球氫需求量將在目前每年 7000萬噸的基礎上增長 700%。如此大規模的氫的使用將極大地影響現有的價值鏈。為了搶占領導地位，美國、挪威和智利等國家已經開始采取相關的產業措施支持大規模使用綠色氫，并促進關鍵行業的創新。本論文研究分析了哪些國家將在關鍵行業的綠色氫價值鏈中發揮關鍵作用，包括綠色氫生產和工業應用兩方面。為此，我們采用了混合型研究方法。首先，我們提出了一個基于資源稟賦、當前工業生產力和經濟關聯度這三個

3、變量劃分的國家集群框架，然后，依照該框架分析各國在氨、甲醇和鋼鐵生產這三大工業領域中大規模使用氫的潛力。最后，我們選了三個國家為研究案例，用以闡明不同國家集群在未來綠色氫市場戰略性定位中面臨的挑戰和機遇，并概述了其具體的政策選擇。此外，本論文還發現，綠色氫的生產和相關工業應用的潛力在全球分布不均。本論文分析部分的結構如下：第一，回顧有關綠色氫地緣政治的現有文獻和關于全球價值鏈的學術討論，并提出了一個用于理解綠色氫經濟收益的框架。第二，介紹用于分析國家在綠色氫價值鏈中的作用的方法。第三，闡述綠色氫在氨、甲醇和鋼鐵生-3-產領域應用的地緣政治格局。第四，通過三個案例，分析新興氫市場中不同國家集群面

4、臨的機遇和挑戰。第五，討論在工業領域應用綠色氫所帶來的地緣政治挑戰和機遇。第六，結論和政策建議。+(+(,-.*/0123,-.*/0123 本論文通過關注價值鏈中的生產和工業應用環節，以資源稟賦、當前工業生產力和經濟關聯度為三個變量，對國家在未來綠色氫市場的潛力做以分析。資源稟賦。充足的可再生能源（如太陽能和風能）、淡水的可用性，以及有利的基礎設施，對實現大規模綠色氫的生產至關重要。工業生產力?，F有和成熟的氫市場有助于提升綠色氫的使用潛力?，F有氫氣市場的規?？梢愿鶕袠I生產數據來衡量，且已被用作反映未來綠色氫需求的指標。經濟關聯度。未來對于綠色氫的需求可能有別于當前的氫市場動態。例如，為了在

5、碳減排困難的行業實現脫碳，可能會出現經濟激勵措施。相關的經濟活動將帶來技術轉移，從而增加新市場和行業經濟增長的潛力。因此，在國家或次國家層面上，經濟關聯度被成功地用于預測經濟機遇以及特定產品或行業的發展-4-趨勢。依據這三個變量，我們將國家分為五組。第一組：資源豐富且具有工業制氫能力的國家，這些國家具有成為領跑國的最佳先決條件。第二組：資源豐富且經濟關聯度高的國家，這些國家有潛力通過擴大其工業制氫應用或挖掘綠色工業化機遇，成為價值鏈升級國。第三組：資源匱乏但具有工業制氫能力的國家，這些國家的工業應用依賴于進口綠色氫。第四組：資源豐富但沒有工業制氫能力或相關經濟活動的國家，這些國家可能成為氫出口

6、國。第五組：資源匱乏且沒有工業制氫能力的國家，這些國家將成為“旁觀國”，極有可能無法融入綠色氫價值鏈，并始終為最終產品的進口國。*1+,-./0123456789:5;&=資源稟賦資源稟賦 工業生產力工業生產力 經濟關聯度經濟關聯度 國家集群國家集群+(+/-)1:領跑國+-+2:價值鏈升級國-+(+/-)3:綠色氫進口國+-4:綠色氫出口國-(+/-)5:旁觀國 我們將重點分析綠色氫在氨、甲醇和鋼鐵生產這三大主要領域的應用。當前，這三個領域是最重要的氫消耗行業，其總需求占全球氫供應的 41%，而且，隨著工業脫碳行動的開展，這一需-5-求還將進一步增加。氨（約占全球氫需求的 27%）主要用作化

7、學過程的原料，特別是用于化肥生產，此外也用于冷卻系統或炸藥，以及長距離運輸綠色氫的氫載體。甲醇（占全球氫需求的 11%）主要用于化學工業。與氨一樣，甲醇可作為燃料或氫氣運輸的載體，從而進一步促進全球氫市場的發展。最后，鋼鐵生產（占全球氫需求的 3%），這是一個需要高熱工藝的碳減排困難的行業。國際能源署預測，該行業對氫的需求將顯著增加，氫在鋼鐵生產中的應用率將可能取代天然氣，從目前的 7%增長到 100%。雖然我們的分析重點是綠色氫，但我們認為，以化石燃料為基礎的氫，特別是與碳捕捉與封存技術相結合，可以在新興的氫價值鏈中發揮作用，在早期階段尤為如此。雖然目前 99%以上的氫供應以化石燃料為基礎，

8、但綠色氫所占的份額預計將顯著增加。此外，由于俄烏戰爭導致近來化石燃料價格飆升，使得綠色氫較之藍色氫和灰色氫具有成本競爭力。國家可再生能源機構預測，從長期來看，到 2050 年，綠色氫的成本將下降 85%，成為主要的氫來源?，F有能源價值鏈的低碳轉型將產生新的市場和地緣政治動態與依賴。本論文分析了可能影響未來幾十年國際關系的主要地緣政治趨勢，各國將爭奪的工業領導權、市場和就業機會。我們認為，只有中國和美國等少數幾個國家可能成為明顯的-6-領跑國。這些國家在當今氫工業應用領域擁有巨大的資源稟賦和相當大的市場份額，這將使它們能夠整合綠色氫價值鏈的生產和工業應用環節，獲得最廣泛的利益，成為地緣政治和市場

9、的贏家。然而，這些動態可能會刺激一場爭奪工業領導權的綠色競賽，從而在國際關系中制造緊張局面。此外，綠色氫工業的競爭態勢可能會加劇綠色氫進口國和價值鏈升級國之間的市場緊張氛圍。泰國和墨西哥等資源豐富的國家具有綠色工業化的潛力，可能會與依賴進口的工業大國爭奪市場份額和就業機會，導致出現新的地緣政治緊張局勢。其次，可能會出現新的依賴關系。目前大多數擁有高度發達的氨、甲醇或鋼鐵工業的國家，如沙特阿拉伯、日本和德國等，因自身資源有限，將依賴綠色氫進口。最后，北半球高收入國家與南半球低收入國家之間的緊張關系可能會加劇。盡管世界所有地區都有獲得經濟收益的機會，但大多數領跑國是中等收入至高收入國家。許多低收入

10、國家由于無法在價值鏈的增值環節競爭，只能被限制在綠色氫出口上。4(4(56789:;(?ABCDEFGHI56789:;(?ABCDEFGHI（一）（一）綠色氫綠色氫應用于應用于氨氨生產的生產的地緣政治潛力地緣政治潛力 目前，主導氨市場的主要生產國是中國（市場份額為 26%）、-7-俄羅斯（10%）、美國（10%）、印度尼西亞（4%）和埃及（3%）。中國、美國和印度尼西亞有充分的條件成為將綠色氫應用于氨生產的領跑國。俄羅斯和埃及在實現大規模生產或配置綠色氫方面的能力有限前者受限于基礎設施，后者受限于淡水資源。其他前十大生產國，如加拿大（3%）或波蘭（2%），得益于自身的綠色氫生產潛力，將可能顯

11、著增加其全球市場份額。資源稟賦高、經濟關聯度高的國家，如墨西哥、西班牙和泰國，可成為綠色氨價值鏈升級國。最后，綠色氫生產潛力高但可轉移技術水平低的國家，可以向埃及或德國等依賴進口的氨生產國出口氫，并從中受益。*2+?123ABC;DEFGH;./注：紅色代表領跑國；淺藍色代表價值鏈升級國；中藍色代表綠色氫進口國；深藍色代-8-表綠色氫出口國；灰色代表旁觀國（二）（二）綠色氫綠色氫應用于甲醇生產的應用于甲醇生產的地緣政治潛力地緣政治潛力 目前五大甲醇出口國中的四個沙特阿拉伯（市場份額為26%）、特立尼達和多巴哥（11%）、阿曼（9%）和阿拉伯聯合酋長國（6%）在生產綠色氫方面的潛力有限，因此，需

12、要依靠進口來維持其在未來綠色甲醇市場的主導地位。相比之下，大型出口國，如新西蘭（市場份額 4%）、美國（3%）、智利（3%）和挪威（2%），得益于資源稟賦高和顯著的經濟關聯度，其市場份額會進一步增加，并發展成為領跑國。中國、墨西哥、西班牙或土耳其等經濟關聯度高、技能可轉移、但目前工業生產水平不高的國家，仍可通過吸引使用綠色甲醇的工業來提升自身定位。沒有高度可轉移技術的國家，如澳大利亞、納米比亞和摩洛哥，可以出口氫到擁有大規模以綠色甲醇為基礎的工業但生產能力低的國家，并從中受益。*3+?123ABC;IJEFGH;./-9-注：紅色代表領跑國；淺藍色代表價值鏈升級國；中藍色代表綠色氫進口國；深藍

13、色代表綠色氫出口國；灰色代表旁觀國（三）（三）綠色氫綠色氫應用于鋼鐵生產的應用于鋼鐵生產的地緣政治潛力地緣政治潛力 今天，中國成為全球鋼鐵生產的主導力量，占全球市場的57%，其次是印度（5%）、日本、美國和俄羅斯（各占 4%）。中國和美國有能力成為未來綠色鋼鐵市場的領跑人，而日本、匈牙利、俄羅斯和其他主要鋼鐵生產國受資源限制，將依賴綠色氫的進口。法國（0.6%）或西班牙（0.6%）等較小的生產國可以從不斷變化的市場動態中受益，并由于其高度的經濟關聯度而增加市場份額。具有良好資源稟性和經濟關聯度的國家，如波羅的海國家、摩洛哥、土耳其和泰國，可以吸引綠色鋼鐵生產行業，從而獲得新的機遇。挪威、智利和

14、納米比亞等國家，可以成為綠色氫出口國，-10-向希望實現脫碳鋼鐵生產的國家出口氫。*4?123ABC;KLEFGH;./注：紅色代表領跑國；淺藍色代表價值鏈升級國；中藍色代表綠色氫進口國；深藍色代表綠色氫出口國；灰色代表旁觀國（四）（四）綠色氫工業應用的地緣政治潛力綠色氫工業應用的地緣政治潛力 我們的分析表明，只有加拿大、中國和美國等少數幾個國家有潛力成為至少兩項工業綠色氫應用的領跑國。目前，大多數鋼鐵、氨和甲醇的生產國面臨資源限制，可能依賴氫進口來實現脫碳。西班牙和墨西哥等在至少一項工業綠色氫應用領域領先的生產國，可以通過相關經濟活動來升級其在價值鏈中的地位。大多數潛在的綠色氫生產國至少會在

15、上述某一項綠色氫工業應用中占有優勢，可以考慮整合價值鏈環節；而經濟關聯度較低的國家，-11-如智利、挪威或納米比亞等，可以專注于綠色氫出口。盡管地圖顯示世界所有區域的國家都將享有機遇，但大部分南美洲和非洲國家在工業綠色氫價值鏈中發揮積極作用的潛力還是會受到限制。*5 MN0OPQR12345ST?GH;./注：紅色代表領跑國；淺藍色代表價值鏈升級國；中藍色代表綠色氫進口國；深藍色代表綠色氫出口國；灰色代表旁觀國 J(J(KL01KL01-MN/OPMN/OP（一）美國（一）美國領跑國領跑國 今天，美國是世界主要的氫氣生產國之一，占全球需求量供應的 13%，其中 80%的產量來自天然氣，雖然與綠

16、色氫氣相比，天然氣具有成本競爭力，但其碳強度要高很多。與此同時，得益于自身巨大的太陽能、風能和淡水資源，美國將可能成為最大的-12-綠色氫出口國和未來綠色氫工業應用的領跑國。美國政府已經將綠色氫作為其工業和氣候政策的關鍵部分。該國的“氫能項目計劃”支持技術創新和大規模部署綠色氫。一個核心手段是“能源地球倡議”，其目標是到 2030 年將綠色氫的成本降低 80%，至每公斤 1 美元。該計劃僅在 2022 年就獲得了約 4 億美元的投資，為重點關注化學和工業過程的氫類創新和示范項目提供資金。(二二)泰國泰國推推動綠色工業化的潛在價值鏈升級國動綠色工業化的潛在價值鏈升級國 泰國正在推動綠色工業化。其

17、長期經濟發展計劃“泰國 4.0”的目標是：在未來 20 年內，讓泰國從中等收入轉向高收入國家。提升泰國在綠色氫價值鏈的定位將與這些經濟發展目標產生高度共鳴。泰國擁有豐富的可再生資源，可以建立以綠色氫為基礎的工業生產力。雖然國內氨、甲醇和鋼鐵生產尚未建立，但目前在食品工業和制冷系統中使用進口氨作為化肥的原料，與其相關的工業活動有助于提高技術轉移的水平。泰國擁有廣泛的煉油基地，已經開始探索使用綠色氫來實現脫碳柴油生產，與其相關的經濟活動和技術可能會吸引綠色氨和甲醇的生產。泰國尚未制定長遠的國家氫能計劃及其支持政策。生產綠色氫和建立綠色氫工業有助于泰國在與其他東盟國家的區域貿易-13-中發揮更好的作

18、用。然而，需要制定更多有針對性的政策來充分利用這些資源。（三）（三）德國德國進進口依賴型脫碳工業國口依賴型脫碳工業國 雖然德國不是世界上最主要的氨、甲醇或鋼鐵生產國，但仍然在鋼鐵和氨生產市場中占據較大份額，分別為 2%和 1.7%。這些行業已經成熟，往往壟斷運營，擁有高度集成的基礎設施網絡，包括 400 公里長的氫管道。德國政府大力支持以氫為基礎的綠色脫碳工業應用。除了國家氫戰略之外，還出臺了幾項具體的支持政策，提供一般性的指導。這些政策包括一項國家創新項目，該項目提供 14 億歐元的公共資金和 20 億歐元的私人資金用于開發氫能和燃料電池技術。除了國家層面的行動之外，德國還參與歐盟“歐洲氣候

19、中性氫戰略”的行動。歐盟及其成員國支持大規模部署綠色氫，特別是在鋼鐵和化工行業聯合利益攸關方組成“歐洲清潔氫聯盟”，提供公共資金來促進研究和創新。國家和歐盟層面的政策制定者也將重點放在確保工業應用的綠色氫的穩定進口上。歐盟氫能戰略旨在解決綠色氫進口的市場和地緣政治影響。在國家層面，德國支持與摩洛哥、沙特阿拉伯、阿聯酋和澳大利亞構建公共伙伴關系以及開展私營部門之間的合作。此外，德國還與包括納米比亞在內的西非和撒哈拉以南非-14-洲國家合作，評估在氫進口方面的資源潛力。QQ(DEFGRSTU(DEFGRSTU 本論文認為，各國在未來綠色氫價值鏈中所扮演的角色不僅取決于其資源稟賦，還取決于其目前在氫

20、市場中的定位，以及其工業部門與綠色氫應用的經濟關聯度。這意味著具有巨大可再生氫潛力的國家可以優先考慮氫出口，通過升級價值鏈或者兼顧升級價值鏈與出口綠色氫創造發展機會。目前而言，只有中國和美國等少數幾個國家可能成為明確的領跑國，在當今氫工業應用領域中，這些國家擁有巨大的資源稟賦和相當大的市場份額，使其能夠整合綠色氫價值鏈的生產和工業應用環節。將工業設施設在低成本的綠色氫氣生產基地附近，可以強化國家對供應鏈的控制，并將氫運輸成本降至最低。這些國家可藉此獲得最廣泛的利益，成為地緣政治和市場的贏家。然而，之前關于能源轉型地緣政治的研究警告稱，這些動態可能會刺激產生工業領導權的綠色競賽，造成國際關系的緊

21、張局勢。如今，大多數氨、甲醇和鋼鐵工業高度發達的國家，如沙特阿拉伯、日本和德國，因其資源有限，將依賴綠色氫進口來滿足自身需求。因此，從地緣政治的角度來看，在一個低碳世界中，舊有的能源依賴和供應鏈中斷的風險可能會依然存在，但將有所-15-不同。這些新的地緣政治依賴將產生的聯盟。與天然氣市場一樣，氫市場將以區域性的形式出現，只有全球性市場和結構性更強的市場才能降低相關風險。此外，鑒于綠色氫工業的競爭態勢，綠色氫進口國和價值鏈升級國之間可能會出現新的地緣政治與市場的緊張關系和沖突。我們對德國的案例研究清楚闡釋了這些潛在的動態。如前文所述，德國將需要進口綠色氫來滿足自身需求。然而，對于潛在的出口商（特

22、別是南歐和北非的出口商）而言，較之依賴氫出口，可能會選擇從綠色氫的工業應用中謀取巨大的經濟利益。西班牙等擁有高資源潛力和高素質勞動力的國家，可以著眼于提升其價值鏈地位，擴大工業氫的應用。利益競爭可能會導致貿易壁壘或沖突，綠色氫進口國將通過對工業產品征收進口關稅來保護國內市場。與此同時，價值鏈升級國將通過補貼等方式支持本國產業。VV(WXYFZ(WXYFZ 本文探討了在氨、甲醇和鋼鐵生產這三大主要工業領域中大規模應用綠色氫的潛力。在有關評估各國綠色制氫潛力的現有文獻基礎上，本論文從價值鏈的角度予以研究和分析，提出一個分析框架，根據資源稟賦、當前的工業生產力和經濟關聯度，將國-16-家從整體上劃分

23、為五組，為各類國家在未來綠色氫市場中可能扮演的不同角色提供了更為細致的見解。分析一個國家在未來綠色氫價值鏈中的定位，有助于決策者制定相應的戰略產業政策，我們可以分為以下幾組：領跑國。在當今氫工業應用領域擁有巨大資源稟賦和相當大市場份額的國家，可以通過整合綠色氫價值鏈生產和工業應用環節，發展成為領跑國。潛在的領跑國應該關注促進綠色氫生產和擴大其工業應用規模的產業政策。升級國。擁有足夠的綠色氫生產資源和高度相關的經濟活動的國家，有可能升級其價值鏈地位，吸引綠色氫工業。潛在的價值鏈升級國可以從與領跑國的戰略伙伴關系中受益，以促進技術和知識的轉讓。政策應側重于通過降低市場風險、發展公私伙伴關系和組建合

24、資企業等吸引外國資本。綠色氫出口國。資源豐富但沒有升級潛力的國家，應優先考慮綠色氫出口，從與綠色氫進口國的伙伴關系中受益，部署有利的基礎設施，減少市場風險。綠色氫出口國之間應就綠色氫生產的國際標準進行進一步協調，以避免沖突，促進全球貿易。綠色氫進口國。具有工業氫生產能力但資源有限的國家，將需要發展戰略伙伴關系，以確保安全和穩定的綠色氫供應。此外，可通過有針對性的政策刺激創新和知識創造，這對于在向低碳經-17-濟轉型過程中保持競爭力、避免產業向領跑國或升級國轉移至關重要。旁觀國。在資源稟賦、當前氫市場中的定位和經濟關聯度這三個關鍵變量方面都存在顯著限制的國家，應評估是否可以克服其中某些限制，如基

25、礎設施或淡水供應等。譯自：The Future of Green Hydrogen Value Chains:Geopolitical and Market Implications in the Industrial Sector 譯文作者：賽迪工業和信息化研究院 牛曉靚、黎非凡 聯系方式：18401256705 電子郵件： -19-編 輯 部：賽迪工業和信息化研究院 通訊地址：北京市海淀區紫竹院路 66 號賽迪大廈 8 層國際合作處 郵政編碼：100048 聯 系 人：黎非凡 聯系電話：（010）88559658 15117933026 傳 真：（010）88558833 網 址：)電子郵件： 報：部領導報：部領導 送：部機關各司局，各地方工業和信息化主管部門，送：部機關各司局，各地方工業和信息化主管部門，相關部門及研究單位，相關行業協會相關部門及研究單位，相關行業協會