氢能行业：碳中和时代下氢能产业链发展研究报告

现代产业数据智能服务商、中国产业大脑和产业数据领先者 1 版权所有©杭州费尔斯通科技有限公司，保留所有权利。第1页 碳中和时代下氢能产业链发展研究 火石创造王桃清 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，也是战略性新兴产业和未来展业重点发展方向，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。本文将从氢产业发展形势、氢能产业链及各环节发展概况进行梳理，展望未来发展趋势。 一.氢能产业发展形势 （一）世界各国将氢能产业发展提升到国家战略层面 当前全球范围正兴起“氢能经济”和“氢能社会”的发展热潮，氢能已进入产业化快速发展新阶段，欧美日韩等20多个主要经济体已将发展氢能提升到国家战略层面，相继制定发展规划、路线图以及相关扶持政策，加快产业化发展进程。其中，日本构建全球“氢能社会”，力求在全球范围内打造日本主导的氢能产业链；美国强化全链条技术储备，助力实现其在气候领域做出的减排承诺；欧盟以绿氢助力脱碳经济，重点发展风光电制氢；澳大利亚成为亚洲氢能出口大国，正大力发展氢能枢纽、推动行业尽快实现规模经济。2022年，全球共有814座加氢站投入运营，主要国家氢燃料电池汽车保有量达到6.7万辆。 表：世界主要国家氢能发展政策主要内容 颁布部 门 颁布时 间 政策名 称 重点内容 美国 2020.11 《国家清洁氢能战略和路线图（草案）》 设定氢能全链条中重点发展技术的技术和经济指标，期望通过技术创新，提高技术稳定性和效率，降低成本，加快一批氢能技术或产品的商业化应用；提出氢能其他技术的设定和技术攻关。通过研究可再生能源、化石能源和核能制氢技术，开发多种氢源；通过开发氢能分配先进技术、储氢介质及储氢设施，满足各种规模的氢储运的需求；通过进一步开发高性能燃料电池和合成燃料产品等，拓展氢能应用领域开展氢能标准的研究和制定。为了配合氢能技术、设备、材料、制造工艺的产业化，美国计划开展标准化制造流程、质量控制和优化制造设计等研究，期望制定适用、统一的标准，保障氢能生产、输配、储存和应用等安全性、规模 化、统一化和质量流程，以提供最佳实践经验和做法。 日本 2021.10 《第六次能源基本计划》 围绕应对气候变化与日本能源供需结构转型两大核心目标制定，将氢能定位为一种新资源，力争2030年将氢的成本降低至与化石燃料同等水平，加速社会应用，并通过设置绿色创新基金支持技术创新，以实现2050年碳中和 目标。 颁布部 门 颁布时 间 政策名 称 重点内容 欧盟 2020.10 《欧盟氢能战略》 欧盟的氢能发展将分为三个阶段进行： 一是从2020年到2024年，支持欧盟安装至少6吉瓦的可再生氢电解槽，生产多达100万吨的可再生氢。二是从2025年到2030年，氢成为欧盟综合能源系统的内在组成部分，欧盟至少要有40吉瓦的可再生氢电解槽和多达1,000万吨的可再生氢生产。氢的使用将逐步扩展到新领域，包括冶金、卡车、铁路以及一些海上运输应用。三是从2030年到2050年，可再生氢技术成熟，并在所有难以脱碳的部门大规模部署。为保障氢能战略的实施，欧盟同步启动了欧洲清洁氢联盟筹建，壳牌、西门子等公司 作为首批单位加入。 德国 2020.6 《国家氢能战略》 确立绿氢战略地位，并努力成为绿氢技术领域的全球领导者，将采用两步走策略，2023年前重点打造国内市场基础，加速市场启动，并将在清洁氢制备、氢能交通、工业原料、基础设施建设等领域采取38项行动。在巩固国内市场的 基础上，2024—2030年积极拓展欧洲与国际市场。 澳大利亚 2020.1 《国家氢能战略》 确定了15大发展目标，57项具体行动，意在将澳大利亚打造为亚洲三大氢能出口基地，同时在氢安全、氢经济以及氢认证方面走在全球前列。力争到2030年成为全球氢 能产业的主要参与者，2050年绿氢产能达到3000万吨/年。 韩国 2019.1 《氢能经济活性化路线图》 该路线图涵盖了氢能生产、运输、存储、使用全产业链，重点在氢燃料电池汽车的推广、燃料电池在家庭和商业建筑中的使用、建立氢能生产-储备-分配的完整体系3个领域展开部署。计划到2040年，韩国通过发展氢能经济，每年可以减排2373万吨二氧化碳，提供42万个就业岗位， 同时创造出43万亿韩元的经济附加值。 来源：火石创造根据公开资料整理 （二）国家政策不断加码，推进氢能产业发展 我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约 1200万吨。可再生能源装机量全球第一，在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。国内氢能产业呈现积极发展态势，已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺，党的十八大以来，国家将生态文明建设和绿色发展放在了前所未有的高度，国家对氢能产业的支持力度不断加大。以氢燃料电池汽车示范应用为牵引，将氢能列入国家能源发展战略的组成部分，鼓励氢能开发利用技术的研究与示范，产业发展已形成良好氛围，全产业链规模以上工业企业超过300家，集中分布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。2022年，全国加氢站310座，氢燃料电池汽车保有量12682辆。1 1数据来源：中国氢能联盟研究院 2021-2023年氢能产业政策表 颁布主体 颁布时间 政策名称 核心内容 国家发改委、能源局等9部门 2022.6 《“十四五”可再生能源发展规划》 推动光伏治沙、可再生能源制氢和多功能互补发展力推动可再生能源规模化制氢利用。 国家能源局 2022.3.29 《2022年能源工作指导意见》 因地制宜开展可再生能源制氢示范，探索氢能技术发展路线和商业化应用路径，加快新型储能、氢能等低碳零碳负碳重大关键技术研究，围绕新型电力系统、新型储能、氢能和燃料电池等重点领域。增设若干创新平台 国家发改委国家能源局 2022.3.23 《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》 明确氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，统筹推进制氢设施、储运体系、加氢网络等基础设施建设，有序推进氢能在交通领域的示范应用，拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用，加快探索形成有效的氢能产业发展的商业化路径 国家发改委、国家能源局 2022.3.22 《“十四五”现代能源体系规划》 新能源技术水平持续提升，安全高效储能、氢能技术创新能力显著提高，减污降碳技术加快推广应用。 国家发改委国家能源局 2022.3.21 《“十四五”新型储能发展实施方案》 拓展氢(氨)储能、热(冷)储能等应用领域，开展依托可再生能源制氢(氨)的氢(氨)储能、利用废弃矿坑储能等试点示范，因地制宜促进多种形式储能发展，支撑综合智慧能源系统建设 国家发改委国家能源局 2022.2.10 《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》 推进氢能等清洁能源交通工具，完善加氢站点布局及服务设施。探索输气管道掺氢输送、纯氢管道输送、液氢运输等高效输氢方式。 国家能源局 2021.11.29 《“十四五”能源领域科技创新规划》 突破氢气制储运加、燃料电池设备及系统集成、氯安全防控及氯气品质保障等方面的关键技术，开展氢能和燃料电池技术研究 来源：火石创造根据公开资料整理 （三）众多省市制定氢能发展目标，推进氢能产业发展 中国氢能产业已逐步形成长三角、珠三角、环渤海、川渝鄂等集聚地。各个省市积极制定并发布氢能产业发展规划，制定氢能发展目标。从下表中各地已制定的氢燃料电池汽车和加氢站目标来看，到2025年，全的氢燃料电池汽车将超过11.64万辆、加氢站将超987座，产值将达到1万亿元。 表：全国主要省市氢能产业发展规划目标 地 省市 发布时 政策文件 目标（2025年） 地区 省市 发布时间 政策文件 目标（2025年） 燃料电池汽车（万 辆） 加氢站（座） 氢能产业产值（亿元） 环渤海 北京 2021.08 《北京市氢能产业发展实 施方案(2021-2025年)》 1 37 1000 天津 2022.02 《天津市能源发展“十四五”规划》 0.09 5 - 河北 2021.07 《河北省氢能产业发展 “十四五”规划》 1 100 500 山东 2020.06 《山东省氢能产业中长期 发展规划(2020-2030年)》 1 100 1000 辽宁 2022.8 辽宁省氢能产业发展规划 （2021-2025年） 0.2 30 600 山西 2022.10 《氢能产业发展中长期规划（2022-2035年）》 1 若干 - 内蒙 古 2022.2 《内蒙古自治区“十四五” 氢能发展规划》 0.5 60 1000 长三角 上海 2022.6 《上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》 1 70 1000 江苏 2019.8 《江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划》 1 50 - 浙江 2021.11 《浙江省加快培育氢燃料电池汽车产业发展实施方 案》 0.5 50 - 安徽 2022.11 《安徽省氢能产业发展中长期规划》 2 120 1200 泛珠三角 广东 20222.8 《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计 划（2022-2025年）》 1 200 - 福建 2022.12 《福建省氢能产业发展行动计划(2022—2025年)》 0.4 40 500 江西 2023.1 《江西省氢能产业发展中长期规划(2023-2035年)》 0.05 10 300 四川 2020.9 《四川省氢能产业发展规 划（2021—2025年）》 0.6 60 - 重庆 2022.06 《重庆市能源发展“十四 五”规划(2021-2025年)》 0.15 30 - 湖南 2022.10 《湖南省氢能产业发展规划》 0.05 10 - 地区 省市 发布时 政策文件 目标（2025年） 贵州 2022.07 《贵州省“十四五”氢能 产业发展规划》 0.1 15 - 来源：火石创造根据公开资料整理 二.氢能产业发展概况 （一）氢能产业链 氢能作为二次能源，必须从一次能源转换得到，再运输至用能终端，转化为电力、热能或机械动力。因此，氢能主产业链可概括为“氢能制取、氢能储运、氢能加注、氢能能力转换、氢能使用”等环节。其中，上游制氢、中游储运氢和加氢、下游多元化应用场景，主要分布于交通、工业、发电以及建筑领域。目前工业和交通领域，建筑、发电等领域仍然处于探阶段。 图：氢能产业链图谱 来源：火石创造根据公开资料整理 （二）氢能产业链各环节概况 1.制氢 从制氢市场规模来看，中国已成为全球最大的制氢国，总规模保持快速增长。2022年中国制氢产值规模达到4833亿元，随着国家对制氢产业的不断支持及投入，预计到2026年我国制氢 产值规模将达到7825亿元。依托化石能源资源优势，西北和华北地区是制氢生产主要区域。其 中，内蒙和山东产量超过400万吨，达到最大；新疆、陕西和山西产量超过300万吨，而长三角、珠三角制氢产量较少。 从制氢结构来看，我国制氢以化石原料和工业副产氢为主，电解水制氢规模小，可再生能源制氢将成主导。2022年化石能源制氢、工业副产制氢、电解水制氢的产值规模分别为3271亿元、1120亿元、435亿元；占比分别为68%、23%、9%。根据相关数据预测，中短期中国氢气来源仍以化石能源制氢为主，以工业副产氢作为补充，可再生能源绿氢制取占比将逐年升高；到2050年，由可再生能源绿氢约占70%、化石能源制氢占20%、生物制氢等占10%。 2017-2026年中国各制氢方式产值规模及预测（单位：亿元） 图：2017年-2026年中国制氢产值规模及预测（单位：亿元） 来源：火石创造根据公开资料整理 从市场竞争格局来看，我国制氢规模市场格局分散，国家能源集团和中国石化是国内氢气产量最大的两家企业，合计占比30%，其他多为中小企业，制氢规模小。企业主要集中在化石能源等灰氢领域，绿色制氢领域企业布局较少，宝丰能源等绿氢制造企