摘要：新冠肺炎疫情对全球经济发展和能源变革产生重大影响。2020年，虽然全球能源消费下降，但新能源占比持续上升；全球主要经济体的经济复苏政策趋向绿色新政，氢能地位显著提高；国际石油巨头亏损严重，纷纷加快清洁能源转型步伐，氢能产业热度高涨。世界能源变革势在必行，这是能源规律也是发展需要。氢能技术路线虽存在多种争议，但技术趋势日趋明朗，究竟该采取渐进式还是跨越式的发展模式，需要把发展目标放在一定时间维度内，根据自身资源禀赋做出价值最大化的决策。

一、物联

一、全球氢能市场发展动态

（一）新冠肺炎疫情对氢能发展产生重大影响

1.全球能源消费下降，氢能地位提高

能源消费和碳排放受新冠肺炎疫情影响，出现二战以来最大的年度降幅。2020年，全球一次能源需求量下降约4%，其中石油需求量下降8.6%，煤炭需求量下降4%，化石燃料消费大幅下降。疫情严重冲击了交通运输业，全球二氧化碳排放量下降5.8%。全球电力供过于求，清洁能源得到了一次意料之外的超常规发展机遇，以光伏风电为主的新能源在能源结构中的占比超过20%，达到历史新高。基于耦合机制，氢能地位显著提高，国际石油巨头对能源市场的操控能力明显削弱。

2.全球投资能力下滑，影响氢能投资

2020年，全球能源投资出现历史性下降，经济衰退趋势限制了政府财政、电力公司、金融机构等对氢能产业的支持力度，沙特阿拉伯等中东国家已延缓清洁能源建设速度。疫情发生以来，油价暴跌重创传统油气公司，石油工业百年来首次出现负油价（见图1），壳牌、BP、道达尔等油气巨头2020年年报都是历史最差的，这在刺激企业向新能源转型的同时，也影响了其自身的投资能力。

图1 2017年3月1日至2021年3月1日国际原油价格走势

3.经济复苏趋向绿色新政，绿氢进程加快

疫情重创全球经济，发展氢能被视为经济发展和绿色转型的重要途径，氢能发展势头更加强劲。多国政府制定“绿色经济”计划刺激经济复苏，欧盟在发展低碳经济方面表现最为积极；德国更是旗帜鲜明地提出绿氢路线，并计划向氢能领域投入90亿欧元；韩国政府推出“绿色新政”，计划投资规模达160万亿韩元；特朗普政府即便对清洁能源发展持消极态度，也在2020年5月批准了美国最大的太阳能项目，而拜登政府一上台就推出了重点涉及清洁能源项目的3万亿美元的经济复苏计划。

4.国际合作交流受阻，氢能产业链建设减缓

疫情引发停产、隔离和封关，阻碍了全球能源项目的落地进程，氢能产业链和供应链不可避免地受到冲击，产生贸易中断、价格震荡等风险。2020年，美国、欧盟、印度以及尼日利亚等国家地区均出现了设备、组件、原材料等短缺风险，影响了清洁能源项目施工。与此同时，国际能源署、国际可再生能源署等机构的活动也被延宕或中断，全球的流动性障碍严重影响了氢能的资金引进、联合研发、标准制定等合作交流。

（二）氢能产业全球动态

1.主要经济体对深度脱碳的坚定承诺，掀起氢能市场热潮

截至2020年末，在全球做出净零碳排放目标承诺的75个国家和地区里，已有30多个国家和地区制定了氢能发展规划，承诺投入700多亿美元公共资金发展氢能。[全球上规模的氢能项目或投资计划已超过200个，其中欧洲氢能项目最多，基本涵盖整个氢能产业链，占全球项目的一半以上，其余项目大多分布在中国、日本、韩国和澳大利亚，美洲、中东和北非的项目数量也在快速增加。

2.氢能规模效应和范围效应扩大，TCO成本下降速度超过预期

在工业、建筑、钢铁、化工、航空、航运、重卡等能量密集型行业，氢能得到更大范围的应用，众多领军企业或先发国家已开始着力推行氢能应用。截至2020年末，全球氢燃料电池汽车保有量超过3万辆，韩国数量最多（10906辆），成为首个保有量超万辆的国家，其次为美国（约8900辆）、中国（约7300辆）、日本（约3900辆）；全球加氢站约有540座，欧洲数量第一（170余座），日本数量第二（130余座），中国、韩国和美国分列第3～5位；中国制氢量继续保持世界第一，全球低碳制氢产能加速扩张，欧洲开始加快布局电解制氢；国际氢能理事会成员已超过100个，成员的全球总市值超过6.6万亿美元，从业员工超过650万人。

3.中国氢能市场迅速壮大，新基建优势明显

2020年，中国做出“2030碳达峰，2060碳中和”目标承诺，各地氢能发展热度空前高涨。截至2020年末，中国有20多个省份涉及40多个城市已出台涉氢规划和扶持政策，其中广东、江苏、山东等地支持力度较大；已形成珠三角、长三角、川渝鄂、环渤海四个氢能产业集聚区，在建或规划中的氢能产业园区超过30个；已建成加氢站128座，氢燃料电池汽车累计保有量达7000多辆。中国正在初步构建氢能产业标准体系，已累计发布国家标准近100项。中国是全球唯一拥有完整工业体系的国家，在政策和资本等因素的合力驱动下，氢能产业链雏形已经初现，尤其是能源互联网的建设，为中国氢能快速发展提供了强大优势。

（三）氢能产业链存在的主要挑战

1.氢能应用未到加速阶段，成本竞争力不足

氢能产业链条复杂（见图2），需要跨行业、跨部门、跨区域密切协作。氢能的长期可持续发展，有赖于终端应用的市场拉动。当前，制氢成本正快速下降，但储运成本居高不下，没有大规模的市场需求，储运成本下浮空间不大。在全球经济形势不乐观以及中美贸易摩擦加剧的大背景下，政府补贴下滑，技术协作和标准协同也难以展开，这将非常不利于氢能统一市场的形成，也不利于氢能TCO成本的下降。

图2 氢能产业链主要涉及环节

2.资本力量过度炒作套利，氢能产业大爆发的不确定性因素依然很大

产业链条中的一些企业太过超前或激进，面临“刚出生就死亡”的风险，有可能在一些领域迅速“从过高期望的峰值滑落到泡沫化的低谷期”（即技术发展曲线中的“死亡之谷”阶段）。当前，氢能很多技术路线尚在摸索阶段，但很多氢能投资计划动辄上百亿元，不仅面临市场容量不足的风险，也存在“技术内卷化”的可能，例如：早在2014年，丰田Mirai就已面市，成为燃料电池乘用车的标杆，但截至2020年底，Mirai在全球累计投放量仅为12015台。

二、氢能国际合作与战略规划动态

（一）氢能合作组织动态

氢能价值链条复杂，既需要新技术的研发拓展，又需要与传统领域深度结合；既需要跨行业合作，又需要跨地域分工。氢能系统本质上是一种分布式能源体系，氢能的崛起，绝不是几家企业和几个国家能够独控或独立完成的。近年来，氢能区域间合作加深，研究热度更高，但受国际关系和新冠肺炎疫情的影响，中、美、日、德等主要经济体之间的合作进展缓慢。

2020年7月，欧洲投资银行、领军企业、研发机构和政府联合发起成立了“欧洲清洁氢能联盟（Clean Hydrogen）”，旨在扩大氢能投资、提升产业竞争力，应对中国和日本等地区的竞争。与此同时，欧盟委员会发布了《欧盟氢能战略》及《欧盟能源系统整合策略》，将搭建绿色能源过渡框架，加深能源生产、应用和消费间的统一规划和协同，从而降低运营成本和转型成本。

2020年3月，燃料电池与氢能协会（FCHEA）对外宣布正式上线“氢和燃料电池法规和标准网站”。该网站将及时跟踪燃料电池法规、安全性和标准化的最新动态，全面介绍全球氢能行业标准的发展情况，读者可通过网站获取相关报告。

2020年6月，国际能源署（IEA）发布《全球氢能进展报告》，提出政府应在氢能发展中发挥重大作用，通过积极有效的规制手段激励民间资本进入低碳氢能产业。IEA在报告中提出六项行动建议，即：确立氢能国家战略、促进国际合作和全价值链合作、重点支持短期发展、破除关键性障碍、刺激低碳氢需求、确保研发支持力度。

2020年12月，中国氢能联盟发布《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价报告》，报告采用生命周期评价方法，对低碳氢、清洁氢和可再生氢进行标准量化和评价，这在全球尚属首次。

2021年2月，麦肯锡发布《2021年氢能洞察报告》，报告基于大量行业数据，详细阐述了全球氢能开发利用的态势。该报告认为，政府对深度脱碳的承诺增强了氢能公共资金投资的势头，全球氢能项目势头强劲，氢能生产、储运和终端应用成本的下降速度可能会快于预期。

（二）氢能主要先发国家规划

1.美国：重新回到新能源轨道

事实上，在氢能开发利用上，美国是最早布局者和路线主导者，世界上的主要氢能合作组织和研究机构也多由美国发起。美国政府能源政策的摇摆不是技术路线之争，而是社会福利最大化的选择以及能源资本力量角逐的结果。2021年1月，拜登政府上台，美国能源政策发生与特朗普时期不同的重大转向。特朗普政府侧重于传统化石能源发展，大幅削减了对新能源的扶持，主推能源净出口，并且美国于2020年11月4日正式退出《巴黎协定》；而拜登政府侧重于“新能源独立”，兼顾传统能源发展，以能源低碳化倒逼产业结构升级。拜登上任第一天宣布美国重新加入《巴黎协定》，新成立了气候政策办公室，由前国务卿克里担任总统气候特使并进入美国国家安全委员会，这是美国国家安全委员会首次纳入此类官员。拜登政府本次清洁能源政策的决策和实施较为坚决，将对美国及全球氢能产业的发展产生重要影响（见表1）。

表1 美国拜登政府清洁能源政策

市场扩张并建立相应的价值链条。2020年，德国一手促成了《欧盟氢能战略》和《欧盟能源系统整合战略》，欧盟氢能战略计划分三步走：开始阶段，在前5年完成所有蓝氢设备的“碳捕集与封存”，从低碳过渡到零碳，建造一批绿氢电解设备；加速阶段，用5年的时间建成多个地区性制氢产业中心，构建未来泛欧氢能网络，初步达成规模效应；推广阶段，从2030年到2050年，在钢铁、物流、建筑等能源密集产业展开大规模氢能应用，逐渐进入氢能社会。

3.日本和韩国：全力以赴并深耕细作

日本已悄然率先进入较为成熟的氢能应用阶段，正加快发展氢能发电机并建立氢供应链。2020年5月，从文莱到日本的远洋氢运输项目启动；10月，日本首次从沙特进口蓝氨用于发电；2021年，日本将从澳大利亚大量购买液态氢，开启氢能商业化的关键步骤。2020年12月，日本发布《绿色成长战略》，计划在氢能源等重点领域减少碳排放，到2050年实现碳中和。2021年4月，日本政府决定向清洁氢能基础设施领域拨款3700亿日元用于项目建设。

韩国是少有的全面启动并快速落实氢战略的国家，已将氢能产业列为国家三大战略投资方向之一。2019年以来，韩国政府为氢经济发展铺就“快速通道”，布局涉及顶层设计、政策补贴、投资引领、立法规制、产业振兴等几乎所有氢能关联领域，大有赶超日本之势。2020年2月，韩国正式颁布《促进氢经济和氢安全管理法》；7月，韩国“氢经济委员会”正式成立，由国务总理丁世均担任委员长。韩国将于2022年引进“氢发展义务制度”，保证氢能供给，构建稳定的氢能普及体系。

（三）中国氢能规划动态

1.2020年国家和地方涉氢规划

在碳达峰和碳中和目标的引导下，氢能产业政策和规划得到进一步明确。2020年4月，国家能源局发布《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》，氢能被正式从法律上确认为能源范畴；4月，国家四部委联合发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，明确提出建立氢能和燃料电池汽车产业链；6月，国家发改委明确提出2020年制定国家氢能战略规划；6月，国家能源局发布《2020年能源工作指导意见》，在发展规划、技术攻关、应用示范等方面提出具体意见；9月，国家五部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》；11月，国务院发布《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》，氢能源被列入重要发展方向；12月，国务院发布《新时代的中国能源发展》白皮书，提出了发展方向和技术路线。与此同时，地方层面也纷纷出台涉氢发展规划或产业政策（见表2）。

表2 部分省区市氢能发展规划或涉氢规划名称

2.2020年氢能技术标准化动态

2020年4月，工信部发布《2020年新能源汽车标准化工作要点》，提出要推动燃料电池等重点标准建设；6月，国家市场监督管理总局发布《燃料电池术语》《车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法》《无人机用氢燃料电池发电系统》三项燃料电池国家标准；6月，住建部对《加氢站技术规范》和《汽车加油加气加氢站技术标准》公开征求意见，并于年底完成报批评审工作。

三、全球氢能产业链核心企业发展动态

（一）国际动态

1.国际能源企业的变革行动

一是逐步压减油气产量。2021年3月，埃克森美孚公布最新战略，大幅下调了油气产量指引，重点表达了对CCS（碳捕集与封存）和氢能技术前景的乐观态度，将自身定位为“2040年CCS技术领导者”，目前正在推进鹿特丹氢能项目，计划利用CCS技术大量生产低碳氢气。

二是发布新能源战略规划。2020年8月，BP发布轰动业界的“十年战略”目标，计划未来10年内，将低碳领域的年投资额从现在的约5亿美元增加到50亿美元，要从一家传统油气公司变成一家综合能源公司（见表3）。

表3 BP未来“十年战略”目标

资料来源： BP，https：//www.bp.com/zh_cn/china/home/news/press-releases/news-08-04.html。

三是积极拓展氢能技术研发和应用。2020年初，壳牌宣布在荷兰启动海上风电制氢计划，项目规模为欧洲最大的，堪称全球第一；道达尔发起“O/G Decarb创新工程”研究项目，旨在探索利用“浮式风电+波浪能+氢能”等综合能源形式为海上油气平台供电。

2.氢能应用渐入佳境

一是在燃料电池和交通运输领域，传统车企开始发力。2020年3月，丰田宣布与日野汽车共同开发重型燃料电池卡车，2021年4月丰田二代燃料电池乘用车Mirai在日本正式上市；2020年4月，戴姆勒和沃尔沃投资6亿欧元成立合资企业，联合开发生产卡车燃料电池系统；英国GKN航空航天公司牵头推进H2GEAR计划，正与伯明翰大学合作开发首个用于支线飞机的氢气推进系统。

二是在建筑和工业领域，应用场景持续扩张。近年来，Thysenkrupp等欧洲钢铁企业采用氢能炼钢的决心愈加坚定，德国HPS公司推出的Picea（R）氢储能系统正在让家庭独立能源成为现实；2020年3月，日本东芝、东北电力、岩谷等公司联合展开福岛氢能研究项目（FH2R），该项目已完成10MW级制氢装置建设并试运营，该装置是世界上最大的光伏制氢装置，给2021年东京奥运会和残奥会提供配套设施是该项目的一大亮点。

三是在储能和电力领域，联手合作走向深入。2020年7月，欧洲11家天然气公司联合发布氢能基础设施主干网络研究，旨在解决欧洲的氢能储运难题；与此同时，西班牙电力公司Iberdrola与化肥集团Fertiberia签署合作协议，计划投资1.5亿欧元建设欧洲最大的绿氢生产基地；2021年2月，法国液化空气集团宣布将与日本伊藤忠商社合作开发氢动力市场。

（二）国内动态

1.国企加速氢能布局

一是积极推进产业链基础建设。截至2020年底，中国石化已累计开展加氢站试点项目27个，并在2021年2月公布消息，拟在2025年前布局1000座油氢综合站或加氢站，打造“中国第一大氢能公司”。

二是全面拓宽氢能应用领域。2020年以来，一汽集团已在佛山开始打造燃料电池商用车研发生产基地，国家能源集团成功试车自主研发的20kW固体氧化物燃料电池发电系统，潍柴动力募资130亿元量产固态氧化物燃料电池，宝武钢铁集团开启氢冶金进程序幕。

三是大力加强国内外战略合作。2020年以来，能源、装备、钢铁和汽车等行业国企纷纷加速氢能业务布局（见表4），并积极强强联手。中国燃气与中海油已公布将合力发展氢能，华润电力与大唐能源达成氢能战略合作，中船重工与北汽集团、三峡集团等8家单位联合成立了氢能联盟，中国石化正与康明斯合作推进绿氢产业发展，一汽集团与丰田签订了战略合作框架协议。氢能“国家队”入局，对产业落地和市场开拓带来巨大的引领示范效应。

表4 2021年4月中国主要涉氢央企统计（部分）

资料来源：中国氢能联盟，https：//www.ofweek.com/hydrogen/。

2.领军企业势头强劲

一是各类资本大量涌入氢能产业，民间投资热潮骤涨。截至2021年4月，中国涉氢上市公司约有150家，龙头企业市场活跃度全面提高。2020年公开的氢能投资项目中，达到百亿元规模的就有5起，4月厚普股份又公告拟在成都投资150亿元建设国际氢能产业集群项目。

二是氢能全产业链条建设已具雏形，产业生态更加丰富和复杂（见表5）。亿华通携手丰田布局氢能市场，并在2021年4月发布了两款大功率自主氢燃料电池发动机；铧德氢能开发的燃料电池热电联产系统获得中国首张认证，产品开始出口欧洲市场。

三是能源和制造企业跨界切入氢能产业，加快氢能开发利用。光伏龙头企业隆基股份成立氢能公司，计划大力发展光伏制氢；东方电气作为中国最大的发电设备制造企业之一，已拥有拥有自主知识产权的氢燃料电池技术，正加速拓展示范项目。中国氢能产业整体蓄势待发，尤其是大量民营企业的进入，将快速降低相关成本，全面提高氢能产业的经济性和渗透率。

表5 中国氢能产业链上市公司统计（部分）

四、全球氢能主要技术路线

（一）当前影响技术路线选择的三大因素

1.中美关系影响全球技术合作

毋庸置疑，中美两国作为全球前两位的能源消费大国和经济强国，对氢能发展有最重要的引领示范作用。中国已经是世界上最大的能源生产国和能源消费国，而且制氢量也稳居第一，随着中国经济步入高质量发展新阶段和双循环新发展格局，这种市场地位将在很长一段时间内难以撼动。作为全球综合国力最强、最具创新性的国家，美国的能源政策历经奥巴马政府、特朗普政府再到拜登政府的起伏和大调整，已重回新能源发展轨道，把绿色能源和氢能提高到前所未有的新高度。中国的“能源独立”与美国的“新能源独立”本可以协同发展，但美国为了遏制中国的快速发展，对中国采取了打压、排挤、技术封锁等各种不正当竞争手段。中美两国竞争加剧形成的氢能技术壁垒、市场壁垒乃至标准壁垒，无疑会严重影响氢能开发应用的标准化和协同性。

2.自身资源要素禀赋决定氢能技术路线选择

能源战略是国之命脉，历史上每次能源变革都会带来一次世界秩序的重整。多国发展新能源的重要初衷是实现“能源独立”，这也可以解释为什么美国、俄罗斯、中东国家等传统能源大国发展氢能产业的积极性要小于欧洲和亚洲。氢能技术路线选择的难度不在于经济性和社会性分析，而在于氢能战略会影响国家能源战略和安全，因此氢能技术路线选择要综合考量政治、经济、社会、生态和文化等基本情况。本报告提出采用“三个外部条件”“四项转型成本”“五大内生要素”来确定技术路线：“三个外部条件”是指地理、气候和风俗；“四项转型成本”是指边际成本、沉没成本、机会成本和时间成本；“五大内生要素”是指产业、技术、资本、基础设施和制度保障。各地应该根据自身的要素禀赋和时间约束条件，进行科学充分的论证，从而确定最优技术路线，降低试错成本。

3.技术的先进性、适用性、经济性、开放性和前瞻性是路线选择的前提

能源技术的进步离不开“能量密度、转化效率、适用范围、能源储量和环境友好度”等衡量标准，选择一种氢能技术路线，应满足全部标准或满足部分标准，否则就可能在一个新赛道里错挂了“倒车档”。技术的开放性也是重要因素，越开放交易成本越低，挤入者就越多，产生的集聚效应也越明显。当前，氢能基础研发在稳步发展，各种技术路线的评价分析成果也很丰富，氢能在一些领域的替代路径已然清晰（见图3），氢能供应链和应用领域的渐进路线也较为明朗，很多氢能技术路线之争其实是个“伪命题”。一项新技术往往有自己的先进性和相对优势，但一种技术未必适用于所有场景。所谓的技术路线之争，其竞争关系未必成立，有可能是长期相融共存的关系，也有可能是渐次过渡的关系，之所以产生竞争之说，是因为对技术的前瞻性了解不够，或是对某种技术过于自信。

图3 绿氢在部分领域的替代路径

（二）当前氢能开发利用主要技术路线

1.在供应链领域，储氢技术是难点

制氢技术较为成熟。未来的主流是绿氢，当前的主流是灰氢和蓝氢，在全生命周期碳排放更少的制氢技术是发展趋势，制约因素主要是生产成本和碳排放指标。目前，化石燃料规模化制氢（灰氢、蓝氢）技术仍然占据大部分市场份额，但可再生能源电解水制氢（绿氢）技术已迎来高潮，主要原因是光伏风电成本大幅下降。化石燃料价格、电价以及碳交易价格的综合成本，决定制氢技术的转型速度。煤化工、石油工业的低碳化转型与化学重整制氢具有融合发展优势，在传统能源供过于求的背景下，选择绿氢路线的时间节点很重要，要注意在一定时间条件约束下的总体经济性。

储氢技术加快攻关。未来的主流是固态和有机液体储氢，当前的主流是高压气态储氢（中国）和低温液态储氢（美国、日本和欧洲），从气态储氢到多相态储氢是发展趋势，制约因素主要是关键技术突破速度以及应用场景的限制。加氢主要分为站内制氢和外部供氢两种，站内制氢加氢方案前景广阔，制约因素主要是便捷性和经济性。加氢站呈现模块化和集成化发展趋势，“油氢电合建站”示范项目正在快速展开。

储氢技术是影响运氢和加氢技术的关键因素。根据储氢形态，运氢技术主要分为高压气态的车（船）运、液态的车（船）运、天然气管道混输，制约因素主要是运输成本。大规模持续用氢大多采用气态管道运输，小量运氢采用车船固液运输。运氢方式不但要对比不同交通工具的运输成本，还要与输电成本进行对比，随着特高压直流输电技术的发展，在大约1000公里的距离，远程输电到负荷中心当地制氢的成本已经低于运氢成本。

2.在市场应用领域，燃料电池系统技术是核心竞争力

环境适应性、使用寿命、运营成本和工作性能是燃料电池的主要技术参数，电解质、电极、双极板是燃料电池的三大核心部件。根据电解质的不同，燃料电池技术路线主要分为以下几种：一是质子交换膜燃料电池，主要应用于汽车、民用无人机、工业叉车等交通运输领域，受益于燃料电池汽车市场崛起的拉动，正实现跨越式发展，商业化成熟度最高；二是固体氧化物燃料电池，属于新一代燃料电池技术，应用范围最为广泛，适用于家庭电源、发电站、汽车船舶、航空航天等领域，人们普遍认为其将得到广泛普及，发展前景最被看好；三是碱性燃料电池，主要用于航空航天等领域，尤其在军事领域是主流应用，不太适合工业应用，主要缺点是成本偏高；四是熔融碳酸盐燃料电池，对燃料纯度要求相对较低，多用于大型和中型电站，适用于城市热电联供系统；五是磷酸燃料电池，适用于分散式小型发电站，其成本较低、构造简单稳定，但能源效率偏低。

纯电动车与氢燃料电池汽车的发展路线之争一直是行业焦点。事实上，氢能是最佳的储能介质，与电能同属于二次能源。基于氢能、电能与新能源的耦合机制，从长远来看，纯电动车与氢燃料电池汽车在更大程度上是互补关系，而不是替代竞争关系，例如：氢燃料电池汽车本身就可以成为一个小型发电站，能够为周边设施设备供电。目前，从全生命周期的能源转化效率来分析，纯电动车更适合短途交通，氢燃料电池汽车更适合长途运输。从技术链、成本链和产业链的成熟度来看，短期内适宜发展氢燃料电池商用车尤其是重型卡车，乘用车大规模产业化的时机尚未到来。

3.可控核聚变技术已进入测试阶段

可控核聚变技术是能源革命的圣杯，在能源领域具有极大的想象空间，被喻为“人造太阳”。相比其他能源，核聚变具有众多超然优势，能够有效解决人类发展面临的能源和环境困境，从某种意义上可谓人类的“终极能源”。其可行性实验已得到充分验证，国际热核聚变实验堆ITER于2020年7月在法国进行了关键步骤的安装启动仪式，并将在2021年完成首次测试。中国承担了ITER约9%的采购包研制任务，并计划在2025年完成核聚变电站的建设和测试，在2035年前进行示范应用，在2050年前实现商业化。美国能源部也计划在2040～2050年建成核聚变原型发电厂（非实验性电厂）。

可控核聚变反应堆还具有小型化、模块化的特点，可以通过多个小型反应堆模块化组合的方式扩展最大容量，能够便捷化、分布式地提供能源。美国电影人物“钢铁侠”所用的心脏反应堆，其实就是一种可控核聚变装置。从当前的磁约束聚变研究进程来看，那些曾经的科幻即将或正在变成现实，我们有理由相信：氢能会引领人类走向更好的明天。