“十五五”之能源讨论：氢能与核能的前景、机会和挑战

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Part.01

“十五五”规划中的能源相关背景内容

《意见》全文共出现“能源”一词22次。相较于“十四五”规划建议中的11次翻了一倍。可见能源问题在下一个五年中被摆在了更加突出的位置。

回顾“十三五”和“十四五”，在环保及“双碳”目标下，国内能源领域以行政指令和财政激励为主要手段，推动风光电装机规模的快速扩张。在“十四五”期间，随着国内新能源装机量目标成功实现，电力系统消纳能力的天花板几乎同时被触及。这意味着在继续推动新能源比重上升的前提下，如何保障电网安全稳定、能源结构平稳过渡、国家能源安全成为下一个五年乃至更长时间的核心议题。

相较于“十四五”高举高打的能源革命，“十五五”的措辞更加稳健，在保留“低碳清洁、安全高效”的前提下，从点到面，开始聚焦于“新型能源体系”的建设。

实现这一目标的措施大致可以总结为能源结构调整、能源通道优化与建设、储能与微电网建设等三类。

能源结构调整。根据“持续提高新能源供给比重，推进化石能源安全可靠有序替代”和“坚持风光水核等多能并举”的表述，电力领域的主力是“风光水核”；化石能源替代一方面依靠纯电动、电气化的进一步发展，另一方面则依靠氢基能源；“安全可靠有效”则寄托于能源基础设施的建设。

能源通道建设与优化。能源产供储销体系、油气储备设施建设、全国干线油气管道建设、电力生产和输送通道布局的相关描述已经被优化总结为“优化能源骨干通道布局，加力建设新型能源基础设施”、“着力构建新型电力系统”和“全面提升电力系统互补互济和安全韧性水平”，新型、强韧的电网的重要性不言而喻。

储能与微电网建设。在大电网之外，储能与微电网也被纳入新型能源体系中，同样用以解决大规模风光电上网带来的波动性和消纳问题：“科学布局抽水蓄能，大力发展新型储能，加快智能电网和微电网建设”。

显然，“十五五”重点解决的是新能源“建与运”的矛盾：新能源的规模扩张和储能沦为建而不用、商业性不足的无效资产等情况，加剧了系统的波动性风险，反而提升了对传统电源的在调节性、兜底性方面的依赖。这不是单纯的技术问题，而是涉及电力系统工程和市场机制的结构性问题。

国际已有高占比的风光电影响电网稳定、能源独立的案例。以德国为例，2024年德国发电总量为4885亿度，可再生能源发电量占比超过50%，其中光伏占比14.7%、陆风23.5%、海风5.5%、水电4.2%，生物质和其他可再生能源10.1%，具体见表1。风光电力占比高导致德国从国外大量进口电力用于保障电网稳定：2024年德国电力进口量达817亿千瓦时、同比增加17.9%，进口量达生产总量约16.7%。这并非由于德国电力不够用，2024年德国电力出口量也达到了554亿千瓦时。

表1 德国电力结构

来源：destatis，BDEW

这放在中国是不可想象的。德国电力进口来源包括法国、丹麦、瑞士和挪威，其中从法国净进口电量129亿千瓦时，核电占比近70%。中国显然并不具备这样的国际环境。

在下一个五年甚至十年之后，随着风光电比重持续提升、化石能源的逐步改造和退出，必须有新的能源和技术来替代传统电源的调节性和兜底性功能，替代油气的能源长时存储和大范围长距离运输功能。

在此背景下，“十五五”的给出的“清洁、安全、可靠”能源解决方案是氢能与核聚变。在此，氢能显然不仅仅指代“氢气”，是包括了绿色甲醇、绿氨等氢基能源的“大氢能”或“泛氢”概念。

Part.02

氢能与核聚变“并列”的解决方案

理论上，核聚变“取之不尽”加上氢能“能源桥梁”的特点，仅凭借“核+氢”（如“核-电-氢-氢基燃料”链条）就能够满足能源全链条的需求，构成完整的能源解决方案。

1.核聚变解决能源安全中生产环节的问题：与风光电一起保障能源来源安全，作为电网系统的基础电源。

保障能源安全。核聚变的主要燃料是氘和氚（氢的同位素）。其中，据测算，每升海水中含有0.03克氘，海洋中蕴含的氘总量可达45万亿吨；氚可以通过地壳中广泛存在的锂与中子反应生成。近乎取之不尽的燃料来源，足以保障能源在生产环节的安全。

作为电网的基础电源。由于风光电的间歇性、随机性、波动性等问题，电网必须存在能够保障电力供应的基础性电源，目前这一角色在国内由煤电承担。在火电逐步退出后，能够稳定出力的可控核聚变电站将继承这一角色。

2.氢能解决的是能源安全中的电网安全和离网领域的用能问题：平抑风光电波动性，能源战略性存储，非电网的能源运输转移，非电气化环节的能源应用。在能源领域之外，还有大量的原料替代场景。

氢能的应用及前景尽管早已老生常谈，但即使是氢能从业者，也同样有不少人对这此反复讨论，心存疑惑。

辅助建设强韧电网。在电网消纳不足时，多余的电力用于制氢，广泛用于交通、发电、化工、冶金等领域，与储能设施一起提升电网的稳定性；在电网需要调峰调频时，氢基灵活电力替代传统火电，参与调峰调频。

能源存储与运输。在目前电子战和无人机强大的威胁前，电网显得格外脆弱，在天灾、战乱等情况下，电网可能出现大规模、长时间、高频率的故障。在化石能源被要求有序退出的情况下，具备“来源可控、可储、可运”等特点的气液固绿色能源成为刚需。绿氢、绿氨、绿色甲醇等由风光电力“制造”而来的能源，正好满足上述要求。

电网难以触达领域。在航空、航运等场景，纯电力，需要高能量密度的载体，如甲醇、氨、氢等。

现有火电改造。现有的煤电、气电可进行掺氢/氨的技术改造，甚至进一步改造为纯氢/氨发电站。

Part.03

为什么氢能与核聚变是未来产业？

氢能和核聚变能与量子科技、生物制造、脑机接口、具身智能、6G等被认为是未来产业，是未来的主力增长点，由于技术、成本、应用场景、安全标准等问题尚处于探索阶段，在“十五五”阶段的任务是培育发展，可能在十六五甚至十七五才会进入规模化发展阶段，晋升新兴产业。

1、 核聚变的商业化应用预计在20年后

核聚变目前受困于技术问题。乐观的意见认为，2030年-2035年可控核聚变有望达到第一个商业化节点，更多的声音认为突破的时间阶段要到2040年之后。

核工业西南物理研究院原院长、中国核学会原秘书长潘传红表示，2030年前后实现聚变能商业应用基本不具备可行性。

潘传红指出，任何能源系统从科学研究阶段迈向商业示范阶段，都必须经历工程验证这一环节，核裂变技术的应用历程已充分印证了这一规律，聚变能产业的发展同样需遵循这一路径。

他进一步介绍，我国计划在2035年前后建成一座工程验证堆，以此释放工程建设方面的风险。“在此基础上，我们有望在2040年至2045年前后建成第一座商业示范堆。”他补充。

2、 氢能的商业化节点将近，规模化将在2030年后

氢能已经解决了底层的技术问题，其商业化更多受困于电价与工程化问题：

电力价格。电价在0.15-0.2元/kWh，绿氢具备对比灰氢的经济性，对比化石能源的经济性需要更低的电价条件。随着光伏与风电设备成本的持续下降和绿电直连政策的推出，目前小部分地区如我国西北等地已经具备低电价的条件，但其余地区尚需光伏、风电设备成本的进一步下降，预计需要到2030年后才能在大部分地区实现低电价的要求。

设备稳定性。制氢设备能够稳定地实现一年8000小时以上运行是绿色氢基燃料的另一个目标。目前国内已经开始规模化示范电解制氢，并在多个项目中实现了稳定电力下制氢设备的平稳运行，但漏液、短路、难适配风光电等各种问题仍然存在，设备运行时长方面基本未达3000小时/年。根据工程经验，预计还需要3-5年才能实现制氢设备在绿电直连条件下的平稳运行的验证。

由此，乐观情况下，氢能在2028年前后有望在西北地区实现绿氢的生产经济性，悲观的从业者的预判时点则在2030-2035年。如唐叔贤院士认为2028年风光电优势地区（如包头）绿氢将与灰氢平价，达到12元/kg；中国石化集团有限公司发展计划部（新能源办公室）副总经理刘应红则认为到2035年左右国内绿氢可实现与灰氢平价竞争。两者观点并没有冲突：一方基于风光电优势地区，而另一方则可能基于全国市场。

在具备经济性后，再考虑项目建设、市场推广的时间，2030年后绿氢有望进入规模化应用阶段。

需要指出的是，这仅是绿氢的价格情况，对于绿色甲醇或绿氨，情况并不完全一致。以甲醇为例，根据多方数据，在无补贴的情况下，国内绿色甲醇价格普遍高于7000元/吨，具体看电制甲醇成本为4600-5500元/t，而生物质甲醇成本为3400-5300元/吨。作为对比，目前中国煤制甲醇完全成本约1200元/吨，市场价格在2000元/吨级别，仅为绿色甲醇1/3-1/4。主要原因除了绿氢的高成本外、碳源的成本也过高，而煤制甲醇可以同时从煤中获取氢和碳。

Part.04

前景、机遇与挑战

氢能与核聚变的发展必须基于新能源的发展，因此对风光电、储能、新型电网、氢能、核聚变的前景、机遇与挑战进行简要讨论。

1. 风光电：产业成熟，持续升级

尽管普遍认为风光电产业已经进入成熟期，但作为“新兴支柱产业”，风光电市场仍在发展的快车道，市场从无序爆发式增长转变为有序快速增长。

市场前景：未来十年风光电装机再增一倍。9月24日，习近平主席在联合国气候变化峰会上明确，2035年全国风光电总装机容量要达到2020年的6倍以上、力争达到36亿千瓦以上。截至今年9月底，我国风电、太阳能发电总装机已经突破17亿千瓦，实现2035年自主贡献目标，未来10年风光电装机还将增长一倍以上。

机遇：海风与荒漠/分布式光伏，光伏技术迭代。风电预计将呈现陆风修复、海风起量、海外爆发的情况；光伏的市场重点在于大规模集中式（沙漠、戈壁、荒漠基地）和分布式（工商业、户用、整县推进、建筑光伏一体化）项目投建，新一代光伏电池技术产业化和市场化（TOPCon, HJT, IBC, 钙钛矿叠层等）以及海外光伏产投项目。风光电资本市场机会有限，一级市场中由于光伏技术迭代仍有一定机会，二级市场则依赖风光电市场景气程度和产业重大事件（如技术换代、重大政策，海外贸易等）。

挑战：消纳带来的商业模式挑战。136号文的出台，结束了风光电项目“管杀不管埋”的历史，企业在建设风光电站时必须考虑消纳问题，极大地提升了行业门槛和竞争难度。这也有力地推动发电-储能-消纳一体化（如风光氢储、光储一体）等模式的发展。

2. 储能：市场爆发与多元化技术路线竞争阶段

在电网大规模调节能力触及天花板后，储能成为解决风光电比重进一步上升的首选方案。

市场前景：千亿级市场已在眼前。国家发改委、国家能源局发布的《新型储能规模化建设专项行动方案（2025—2027年）》提出，到2027年，全国新型储能装机规模将突破1.8亿千瓦，带动投资约2500亿元。电力规划总院党委书记、总经理胡明预计，到2030年新型储能装机总量将冲刺3亿千瓦（300GW）。

机遇：多样化技术发展。锂离子电池储能实现规模化应用，在136号文的推动下走向爆发期，已经成为新型储能的绝对主力，市场占比超过95%；液流电池、钠电池等已经量产，在长时储能、低成本储能方面的市场预期高，但仍需市场验证；压缩空气储能、飞轮储能等需适配特定场景；固态电池、重力储能、热储能、氢储能及其他创新技术还需进行技术突破。同样由于136号文的影响，出现了独立储能、共享储能等各类商业模式，推动大量运营类企业的出现。因此，储能环节在一二级市场均有大量机会。

挑战：技术确定性与盈利能力。新型储能技术多种多样，最终谁能跑出来尚未成定数，一旦压错注将导致收益预期大幅下降；尽管136号文推动储能市场的发展，但商业模式仍需企业自行探索，企业的盈利能力具备高度不确定性。

3. 新型电网：快速发展期与生态构建期

新型电网是发展可再生能源的必需支撑，其重点在于政策、商业模式而非技术。

市场前景：电网改造下的千亿级市场。根据智研咨询数据，2020-2024 年电网工程投资从 4699 亿元增长至 6083 亿元，年复合增长率 6.67%；2024 年智能电网市场规模达 1160 亿元，预计 2025 年突破 1200 亿元。未来市场规模仍将逐年扩大。

机遇：结构性机会与潜在的“电币”。新型电网不是单一技术或产品，是大量技术和产品的有机组合而成的系统，涵盖智能硬件、物联网、大数据、AI、云计算、区块链、虚拟电厂、综合能源服务等一系列内容，因此投资领域宽泛，在一二级市场具备结构性的投资机会。需要指出的是，新型电力系统下的“电币”有可能成为最大的机遇，具备无穷的想象空间。

挑战：资源整合与市场拓展。智能电网在技术上已经没有太多的难点，只需在产品、工程与服务等方面进行打磨。但智能电网的发展，产业资源整合与市场拓展的难度远高于技术。

4. 氢能：与市场化仅临门一脚之差

氢能早已脱离单一氢气，成为“大氢能”概念。过往的多轮氢能浪潮的技术积累和近年来的工程验证，叠加风光电成本的大幅下降，让氢能距离商业化大门仅有一步之遥。

市场前景：“双碳”与成本下的高确定性。氢能是碳中和的重要路径，工业、航运、航空等领域脱碳大有可为；在电价持续降低的情况下，氢能有望成为电之外最便宜的能源。

机遇：区分各环节项目与股权的不同机会。氢能即将进入快速发展期，制储运用全产业链条的市场格局激烈变化，技术仍保持了多样化与快速迭代的特点。因此无论是项目投资，还是一二级资本市场投资，都具备充分的机会，但需要注意不同环节对应不同的机会，如绿色氢氨醇更适应项目投资，燃料电池环节则有大量投资机会。

挑战：巨头垄断，生态建设和替代品竞争。（1）巨头垄断。由于安全性要求高、投资大、周期长等特点，在制氢（包括项目与设备）、储运等环节上已经呈现了一定巨头垄断的情况，中小型创新企业在整机甚至零部件环节生存困难；（2）生态建设。氢能各环节已经基本完成技术突破，无论是产业还是企业，其核心竞争力都从单一的产品创新向生态建设发展，包括了产品、供应链、基础设施、资本、标准和政策等各方面。（3）替代品竞争。作为二次能源，氢的经济性难以匹敌电力，在“非氢不可”场景较少的情况下，竞争产品（如纯电动对燃料电池的竞争，CCUS+化石能源对绿氢的竞争）将极大地威胁氢能的市场空间。

5 .可控核聚变：实验室阶段，巨大市场预期下的资本新热点

可控核聚变是人类最大的希望，但也可能是最大的陷阱，“距离商业化永远只差50年”已经成为一个梗。

市场前景：毋庸置疑的终极能源。每个人头顶的太阳是可控核聚变可行性最有力的论据，其“终极能源”地位几乎不可动摇。

机遇：全链条的产业机遇。作为一个还在实验室的产物，其机遇覆盖了基础物理理论创新与验证，原型装置建设与运营、关键材料及辅助材料的研发等全产业链条的投资与运营。

挑战：技术突破时间的不确定性。目前全球已经为核聚变投入了巨量资金，根据美国聚变工业协会（FIA）数据，全球商业聚变产业累计融资总额从2021年19亿美元到2025年达97.66亿美元，其中私人资本贡献89.71亿美元，公共资金投入7.95亿美元；国内方面，根据中国证券报报道，预计“十五五”期间年均总投资在150亿—200亿元，若从试验堆向工程堆升级后，投资有望升至每年300亿—500亿元。巨大的技术发展周期不确定性为投资带来了高度的不确定性，若技术突破未能如期而至，后续资金又难以为继，前期投入恐成一场空。

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编辑：风氢扬 校对：氢氢我心 审核：氢云小仙女

来源：氢云链

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