深度观察 | 氢能产业现状与前景

何为氢能产业？

氢能定义

► 可再生新能源

氢能是氢氧燃烧产生的化学能，属于经人类加工而成的可再生能源。氢能具有零排放、热量高、用途广的特点。

氢能产业发展历程

► 近60年探索发展

自1965年，美国航空航天局首次使用氢燃料电池开始，氢能的燃料探索已有近60年，近年来多国制定氢能战略，我国虽起步较晚，也已纳入政府规划。

全球分工现状

► 全球各国积极布局

放眼全球，世界各国（地区）都在积极布局氢能产业。日本主要通过与挪威、澳大利亚等国建立合作，进行液化氢储运制氢；澳大利亚利用自己丰富的能源资源，将成为亚洲的氢能出口大国；欧盟利用丰富的资源和天然气基础设施，目标进入脱碳经济、绿色转型；美国将强化全链条技术储备，进而降低氢成本；我国重点关注燃料电池、加氢站等领域。

氢能产业有什么？

氢能产业链全景图

► 制、储、运、加、用

氢能产业由制氢、储运加氢、用氢构成，上游制氢重点发展电解水制氢；由于氢的气态特性，中游储运加氢难度较大，重点发展气态储氢、气态管束拖车、加氢站等；下游用氢聚焦燃料电池。

产业链端

► 上游：从灰氢到蓝氢，从工业制氢到电解制氢

根据制氢过程中的碳排放情况，制氢技术分为灰氢、蓝氢、绿氢。目前，灰氢技术已成熟；蓝氢技术正在持续发展；绿氢则为长期目标，各国竞相抢占赛道。

目前已有多种制氢技术，以如下三种技术路线为主导：化石能源重整制氢；工业副产制氢；电解制氢。其余技术如光解水制氢和生物发酵制氢尚处于研究阶段。

我国氢能生产主要分布在西北和华北地区，山东、内蒙氢能产量最高，均突破400万吨。

► 中游：储运加氢以气态、气瓶拖车、加氢站为主

*储氢：储氢方式有气态、液态、固态，目前，气态储氢技术最成熟。

*运氢：运输方式分为拖车和管道，管道运输由于缺乏基建无法选择，我国运氢以气瓶拖车为主。管道上我国差距有多大？目前我国规划建设400km的运氢管道，而在用管道仅100公里左右。作为对比，美国2016年的数据显示其已经拥有近2600km的运氢管道。

▲全球运氢管道运量前十名：澳大利亚高居榜首，中国并没有上榜

*加氢站：是连接氢能运输与下游应用的重要环节。我国加氢站数量占到全球的三分之一，但技术要求较高的加氢核心部件（压缩机、高压储氢瓶、加注设备等）仍依赖进口。

加氢站作为氢能交通的基础，能一定程度上体现各地氢能发展的水平。我国珠三角地区、长三角地区、环渤海地区为加氢站比较密集的地区，广东省拥有高达50座加氢站，为国内最多。

► 下游：氢能应用以工业、交通、电力、建筑为主，燃料电池重点关注

下游应用主要是在工业、交通、电力、建筑四大领域，主要通过氢能提供电力与热量。

*交通领域用氢：交通用氢目前主要集中在车上，未来也将应用于轮船与飞机，2022年1-12月，我国氢燃料电池汽车销量累计完成3367辆。

目前新能源汽车的主流是锂电池，成本低，充电站充电桩建设的多，相对方便。而使用氢燃料电池，虽然在补给方面成本更高，加氢站的数量更少，但是在续航、安全性和环保的角度来说，完胜锂电池，更适合长途交通。

*工业领域用氢：氢气在工业领域应用广泛，特别是在生产合成氨和甲醇方面。日本就是通过购买大量的氨水，从中提取氢气。

▲在上图中我们可以发现，氢气与一氧化碳制成的合成氨可以重新分解出液氢，所以需求大的工厂也可以通过运输合成氨完成氢能的运输。

*建筑领域用氢：在建筑供暖领域，热力氢能采暖系统，能为建筑提供弹性灵活的采暖和热水，减少碳排放。混氢：以小于20%的比例将氢气掺入天然气叫做混氢。混氢在燃烧产生的热量上远高于纯天然气，还能减少碳排放。

▲2022年11月中国国际进口博览会上展出了德国博世首次亮相的热力氢能采暖系统 – Condens 8700iW。这是一款以混氢为能源的高端冷凝式挂炉采暖系统，不仅能为建筑提供弹性灵活的采暖和热水，还有效减少了碳排放。

*电力领域用氢：我国每年在光电、风电领域产生的弃电相当于一个中等国家的发电量，而氢能可以实现氢和电直接弹性灵活的转换，将成为电力领域减少弃电的重要解决方案。

氢能市场如何？

氢能市场

► 全球氢能市场持续上涨，生产过程逐步减少碳排放

制氢、储氢市场不断增长，预计到2030年，制氢与储能市场均翻倍增长，燃料电池市场规模超千亿美元。全球氢能产量将大幅提升；同时氢气产出的占比将从灰氢慢慢转化为蓝氢和绿氢。

► 中国氢能市场：飞速发展，生产技术有待提高

我国氢能产业飞速发展，2021年已达到3,600亿元，氢气产量达3300万吨，增速32%。但从质量上来说，与国际水平差距较大，我国目前仍以煤制氢、工业副产制氢为主。

我国氢能产业分布

► 产销地分离，储运加氢难度大

由于氢能生产主要分布在华北、西部和中部地区，而氢能的下游应用市场主要在华东、南方等发达城市，这导致了产销矛盾突出，消费端用氢成本上涨，氢储运问题成为现阶段制约产业进一步发展的重要因素。

▲氢能企业数量前20，按省份/直辖市排名，企业数量越多的省份通常代表它们拥有更多产业链下游的企业，也表示他们需求的氢能更多。

氢能产业未来如何？

氢能是各国都要发展的未来能源方向，全球正在通过“灰氢”→“蓝氢”→“绿氢”逐步实现碳中和。

目前氢能的发展尚不成熟，我国产业链上下游各环节均有核心技术/材料依赖进口，未来需要逐步实现国产化。

氢能的发展是一个漫长的过程，不能一蹴而就，研发投入、基础设施、相关补贴共同推动氢能产业发展，加氢站建设、氢燃料电池车降本为重点突破口。