一文读懂氢能产业

一文读懂氢能产业|氢能产业链梳理0 及毕马威会计师©2022毕马威华振会计事务所—师事香港务所合伙（特制事殊普务所通合，均伙）是与—英国中国合私营伙制担保会计有限师事公司务所—毕马、毕威国马威际有企业限公咨询司相（中关联国）的独有限立成公司员所—中国全球有限性组责任织中公司的成、毕员。马威版权会计所有师事，不务所得转—载。澳门合伙制事务所 一氢文能读产懂业 2022年9月 kpmg.com/cn 摘要 能源是国民经济的命脉。随着工业化和城镇化进程的不断提升，我国已成为全球能源消费大国。与此同 时，我国能源对外依存度高、结构有待优化、碳排放量大等问题也不断显现，可持续发展、能源转型、能源安全等成为我国重点发展领域。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。 2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，以实现“双碳”目标为总体方向，明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿 色低碳转型的重要载体，也是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向。氢能作为高效低碳的能源载体，绿色清洁的工业原料，在交通、工业、建筑、电力等多领域拥有丰富的落地场景，未来有望获得快速发展。 市场规模 本报告从氢能的特点和主要类型入手，对氢能产业链、各国发展策略、我国氢能产业政策、氢能产业投融资等进行了详细的梳理，并对氢能未来发展趋势进行了展望。主要发现包括： 从全球角度来看，当前氢能产量约7,000万吨左右，且主要为化石能源制氢。随着全 球低碳转型进程的加快，氢能特别是清洁氢能将得到迅速发展。根据国际主要能源机构的预测，到2050年，氢能产量将达到5-8亿吨区间，且基本为以蓝氢和绿氢为代表 的清洁氢能。从占比角度来看，氢能有望从目前仅约0.1%全球能源占比上升到2050年12%以上的占比。 自2020年“双碳”目标提出后，我国氢能产业热度攀升，发展进入快车道。2021年 中国年制氢产量约3,300万吨，同比增长32%，成为目前世界上最大的制氢国。中国氢能产业联盟预计到2030年碳达峰期间，我国氢气的年需求量将达到约4,000万吨， 氢能产业链 氢能产业链主要包括上游制氢，中游氢储运、加氢站，以及下游多元化的应用场景。 是目前众多氢气来源方案中碳排放最低的工艺，与全球低碳减排的能源发展趋势最为吻合。目前电 制氢：电解水制氢是最有发展潜力的绿色氢能生产方式，特别是利用可再生能源进行电解水制氢 目前来看，其主要应用场景分布于交通业、工业、发电以及建筑领域。 解水制氢主要有3种技术路线：碱性电解（AWE）、质子交换膜（PEM）电解和固体氧化物 （SOEC）电解。其中碱性电解水制氢技术相对最为成熟、成本最低，更具经济性，已被大规模应 用。PEM电解水制氢技术已实现小规模应用，且适应可再生能源发电的波动性，效率较高，发展前 景好。固体氧化物电解水制氢目前以技术研究为主，尚未实现商业化。 在终端能源消费中占比约为5%,其中可再生氢供给可达约770万吨。到2060年碳中和的情境下，氢气的年需求量有望增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中的占比约为20%，其中70%为可再生能源制氢。 及©毕20马22威毕会马计威师华事振务会所计—师香事港务合所伙（制特事殊务普所通，合均伙是）与—英中国国私合营伙担制保会有计限师公事司务所—毕、毕马威马威国际企业有限咨询公司（中相关国）联的有限独立公司成员—所中全国球有性限组责织任中公的司成、员毕。马版威权会所计有师，事不务得所转—载澳。门合伙制事务所 2加02氢2站：从规模来看，2021年中国新建100座加氢站，累计建成数量达218座，位居世界首位。 前我国加氢站可实现除西藏、青海、甘肃外的省份全覆盖，同时又具有一定的区域集中性特征， 上半年国家进一步统筹推进加氢网络建设，全国已建成加氢站超270座。从区域分布来看，当 位列前4的省份依次为广东省、山东省、江苏省和浙江省。 密度和安全性能方面存在瓶颈。长管拖车为主的气态运输，是当前较为成熟的 该方式仍然在储氢研发阶段。其中，气态储氢是目前发展相对成熟、应用较广泛的储氢技术，但 运输方式。 料储储能氢和尚处运于输技：术高压气态储氢、低温液态储氢已进入商业应用阶段，而有机液态储氢、固体材 应用场景： 目前工业和交通为主要应用领域，建筑、发电等领域仍然处于探索阶段。据预测，到2060年工业领域和交通领域氢气使用量分别占比60%和31%，发电领域和建筑领域占比分别为5%和4%。 交通领域： 燃料电池汽车是交通领域主要应用场景，未来有望实现高速增长。2020年由于受到疫情等因素影响，我国燃料电池汽车产销量出现下降，但2021年燃料电池汽车产量和销量分别同比增加35%和49%； 今年以来燃料电池汽车产销量进一步增加，上半年燃料电池汽车产量1,804辆，已经超过去年全年。我国《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》显示，计划到2025年我国燃料电池车辆保有量 达到5万辆。据此计算，未来几年我国燃料电池汽车保有量的年均增长率将超过50%。燃料电池汽车主要包括燃料电池系统、车载储氢系统、整车控制系统等。其中，燃料电池系统是核心，成本有望 随着技术进步和规模扩大而下降。燃料电池汽车适合重型和长途运输，在行驶里程要求高、载重量大的市场中更具竞争力。 工业领域： 氢不仅作为工业燃料，也可以作为工业原料帮助工业减碳发展。在氢冶金、合成燃料、工业燃料等的带动下，2060年工业部门氢需求量将达到7,794万吨，接近交通领域的两倍。例如，在钢铁领域， 2020年国内钢铁行业碳排放总量约18亿吨，占全国碳排放总量的15%左右。按照2030年减碳30%目标，需减排5.4亿吨，面临巨大挑战。氢冶金是钢铁行业实现“双碳”目标的革命性技术，绿氢有 望逐渐成为化工生产常规原料。就化工行业而言，氢气是合成氨、合成甲醇、石油精炼和煤化工行业中的重要原料。目前，工业用氢主要依赖化石能源制取。随着可再生能源发电价格持续下降，到2030年国内部分地区有望实现绿氢平价，绿氢将进入工业领域，逐渐成为化工生产常规原料。 及©毕20马22威毕会马计威师华事振务会所计—师香事港务合所伙（制特事殊务普所通，合均伙是）与—英中国国私合营伙担制保会有计限师公事司务所—毕、毕马威马威国际企业有限咨询公司（中相关国）联的有限独立公司成员—所中全国球有性限组责织任中公的司成、员毕。马版威权会所计有师，事不务得所转—载澳。门合伙制事务所 发电领域： 氢能发电主要有两种方式。一种是将氢能用于燃气轮机，带动电机产生电流输出，即“氢能发电 机”。氢能发电及可以被整合到电网电力输送线路中，以此实现电能的合理化应用，减少资源浪费。 另一种是利用电解水的逆反应，氢气与氧气（或空气）发生电化学反应生成水并释放出电能，即 “燃料电池技术”。燃料电池可应用于固定或移动式电站、备用峰值电站、备用电源、热电联供系 统等发电设备。目前两种氢能发电均存在成本较高的问题。燃料电池发电成本大约2.5-3元/度，而其 他技术发电成本基本低于1元/度。降低成本是氢能在发电领域发展的关键。 建筑领域： 氢能供热供暖在建筑中不占优势，初期在建筑中主要采用混合氢气。氢气在建筑中的应用相对有限， 与天然气供热等比较，氢气供热在效率、成本、安全和基础设施的可得性等方面均有短板。早期氢 气在建筑中的使用将主要是混合形式，在2030年代后期，纯氢在建筑中的使用有望超过混合氢气。 国际氢能发展和合作 世界能源结构正面临深刻调整，氢能已成为各国未来能源战略的重要组成部分，近年来全球各主要经济体纷纷出台氢能战略规划。 日本 日本氢能战略的出发点是维护本国能源安全， 目标是构建全球“氢能社会”，正寻求在全球 范围内打造日本主导的氢能产业链。 美国 氢能是美国能源多元化发展战略的重要方向之 一。当前美国正积极储备氢能全产业链技术， 助力实现其在气候领域做出的减排承诺。 欧盟 欧盟氢能战略的出发点是实现脱碳，目标是大 规模快速部署绿氢。尤其是俄乌冲突爆发以来， 欧盟愈发重视摆脱对俄罗斯的能源依赖，加速 推进绿氢发展。 澳大利亚 立足本国资源优势打造新型经济增长点，希望 成为亚洲氢能出口大国。澳大利亚正大力发展 氢枢纽，推动行业尽快实现规模经济。 智利 借助绿氢实现经济增长驱动力转变，从铜矿等 不可再生资源驱动，转向风能、光能等可再生 能源驱动，目标成为全球绿氢出口领导者。 中国 氢能是中国未来国家能源体系的重要组成部分， 中央和地方各级政府不断出台支持政策，氢能 有望获得加速发展，在未来几年初步建立起较 为完整的供应链和产业体系。 及©毕20马22威毕会马计威师华事振务会所计—师香事港务合所伙（制特事殊务普所通，合均伙是）与—英中国国私合营伙担制保会有计限师公事司务所—毕、毕马威马威国际企业有限咨询公司（中相关国）联的有限独立公司成员—所中全国球有性限组责织任中公的司成、员毕。马版威权会所计有师，事不务得所转—载澳。门合伙制事务所 氢能行业融资 今年上半年，氢能行业股权融资延续去年以来的火热，共发生融资事件21笔，融资金额15.9亿元，融资数量和金额分别比去年同期增加50%和137%。 由于氢能行业处于起步阶段，氢能企业目前的融资主要集中在早期轮次，其中A轮无论是数量还是金额都位居前列，2022年上半年氢能领域A轮投资7笔，投资金额合计6.5亿元。 从地区分布来看，上海、浙江、四川、北京等地氢能企业融资领先其他地区。其中上海、江苏是国内燃料电池车研发与示范最早的地区，四川是国内可再生能源 制氢和燃料电池的核心部件电堆研发的重要地区，北京是较早开展燃料电池电堆和关键零部件研发的地区。 上半年氢能企业融资主要集中在产业链中游，燃料电池的研发是投资热点，燃料 电池的电堆、系统等高精尖技术备受资本青睐，共14笔。产业链上游制氢、储氢和加氢环节的投资共5笔，比去年增加4笔，氢能行业融资从扎堆燃料电池向上游产业延伸，投资者更加注重布局氢能全产业链。 趋势及展望 随着氢能产业的发展，企业间的国际投资与合作也不断加强。在利用外资方面，我国氢能企业不断加强与技术领先的外资企业合作，设立合资公司深化氢能领域布局。在对外直接投资方面，我国企业主要关注通过收购国外先进的氢能技术企业进入氢能产业。 在政策支持、企业积极参与和受到资本青睐等多重有利因素的影响下，预计氢能产业的发展将呈现出星火燎原之势。展望未来，产业发展的主要趋势包括： 氢能有望在交通运输领域率先实现商业化。预计“十四五”期间，中国氢能应用的需求增量主要来自于交通运输领域，氢燃料电池汽车的大规模推广是关键驱动 力，长期来看工业领域仍是氢能应用的第一大领域，需求会在更有利的政策环境和技术环境下进一步释放。 绿色制氢、氢燃料电池关键材料、加氢站设备国产化将成为氢能行业热门赛道。随着下游应用需求不断释放，目前已有超过三分之一的央企在制定包括制氢、储 氢、加氢、用氢等全产业链的布局。大型央企入局产生了强有力的带动作用，预 计资本市场对氢能关注度将持续升温，投资者重点关注绿色制氢、氢燃料电池关键材料、加氢站设备国产化等赛道，推动我国氢能科技迭代创新。 氢能区域产业布局快速形成。氢能产业布局与区域资源禀赋高度相关，且短期内氢能长距离、大规模储运的成本瓶颈依然存在。预计在产业发展初期阶段，各地 将优先打造区域内产业生态，随着产业进一步成熟，区域之间通过输氢管道等基础设施，由近及远连接形成全国性网络。 及©毕20马22威毕会马计威师华事振务会所计—师香事港务合所伙（制特事殊务普所通，合均伙是）与—英中国国私合营伙担制保会有计限师公事司务所—毕、毕马威马威国际企业有限咨询公司（中相关国）联的有限独立公司成员—所中全国球有性限组责织任中公的司成、员毕。马版威权会所计有师，事不务得所转—载澳。门合伙制事务所 目录 01