目前中国氢气的应用可分为化工、交通、发电以及建筑等场景，其中化工领域氢气消耗量占比最高。在化工领域，氢气既可以作为生产原料，如生产甲醇、合成氨等化学品，同时氢气具有还原剂的作用，可用于冶炼钢铁；在交通领域，氢气可作为燃料，通过电化学反应或内燃的方式驱动汽车、船舶及飞机等交通工具，且可实现全过程 “零碳”排放；在发电领域，氢气可作为清洁能源进行发电，作为备用电源；在建筑领域，氢气由于具有高热值特点，可用于供热供暖，实现“零碳”供热的效果。根据中国氢能联盟统计，2022年中国氢气消费3533万吨，化工领域消费量占比高达80.8%，其中甲醇（925万吨，26.2%）、合成氨（1107万吨，31.3%）氢气消费量合计占据总量的半壁江山；其他石化工合计消费823吨，占比23.3%。
数据来源：中国氢能联盟
中国甲醇制造以传统煤制法为主，其基本原理为通过煤炭气化得到H2和CO的混合气，并作为原料气进行反应形成甲醇。在原料气方面，单吨甲醇制取需要2100Nm3标准的混合气，包含H2 1450Nm3、CO 650Nm3。但煤炭气化形成2100Nm3混合气中的碳氢比并非理想，H2仅有580Nm3、CO却高达1520Nm3。因此需要变换反应（CO+H20=CO2+H2）将多余CO变换成H2以达到制造甲醇混合气的标准，但在变换过程中会副产等量的CO2（约1.71吨/吨甲醇），这是煤制法高碳排的主要原因之一。（具体原理如下图）
从原料的角度看，在传统煤制甲醇的生产过程中，绿氢能介入是变换反应以获得H2的环节。因此通过补充绿氢得到制造甲醇的标准混合气的路线，不仅减少变换反应煤制氢的碳排放，并且仅需煤炭气化得到650Nm3的CO作为原料气，提高了碳转化率，进一步减少了煤炭用量并达到减排的作用。（具体原理如下图）
以西北地区资源价格为参考，根据8个煤化工典型企业制甲醇原料单耗的平均值，依据东方财富2023年6月国内市场原料现货价格数据。当煤炭价格在900元/吨左右，电价在0.5元/度时，根据测算，传统煤制甲醇成本约为2818.9元/吨，绿氢耦合制甲醇成本约为4029.3元/吨；若假设绿电价格降至约0.15元/度时，绿氢耦合制甲醇成本约为2831.9元/吨，届时与传统煤制甲醇成本相当。（详见下表）
2023年4月25日欧盟理事会正式通过CBAM法案，“碳关税”的出台是为了进一步实现《欧洲绿色协议》制定的碳中和目标。CBAM法案中所涵盖的行业包括化工、玻璃、造纸、炼油、钢铁、铝、化肥、电力、水泥等，目前涵盖的商品包括钢铁、铝、氢、化肥、电力、水泥等。碳关税的过渡期为2023年10月至2025年12月31日，在此期间出口到欧盟的产品需要提交碳排放报告，但无需缴纳费用。考虑到2026年欧洲将加征碳税，对中国出口企业来说，全产业链降碳是必须面对的问题，氢也许可为之助力。假若未来“碳关税”将涵盖更多化工类商品，例如上述的甲醇，绿氢耦合则可能改变甚至降低中国甲醇出口的成本。依据测算，传统煤制甲醇的二氧化碳排放强度约为2.2吨/吨甲醇，依据新浪财经数据，6月24日欧盟碳税单位价格为87.5欧元/吨，单吨甲醇碳税成本约为1501.5元/吨，出口成本约为4320.4元/吨；同上测算逻辑，绿氢耦合制法叠加碳税的甲醇出口成本约为4363.7元/吨，成本与传统煤制法已接近；假设新能源电价降至0.15元/度时，绿色甲醇出口成本约为3166.3元/吨，已初备经济性。（详见下表）
数据来源：新浪财经，和君咨询团队测算
