中国氢能科技及燃料电池解决方案独立市场研究

中国氢能科技及燃料电池解决方案 独立市场研究 2022-12 项目组提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系沙利文公司独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经沙利文公司事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，沙利文公司保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。 目录 目录2 1全球及中国氢能产业分析8 1.1氢能概念及定义8 1.2制氢/储运/加注/使用技术概念及分类8 1.2.1氢行业综述8 1.2.2制氢工艺路线概览及分类9 1.2.3制氢工艺路线优缺点分析11 1.2.4各类制氢工艺路线的成本分析11 1.2.5氢气储运技术路线概览及分类12 1.2.6氢气加注技术路线概览及分类14 1.2.7氢能产品下游消费结构概览15 1.3全球及中国氢能行业发展现状15 1.3.1全球及中国氢能战略或政策梳理15 1.3.2全球及中国氢能产品细分市场规模分析16 1.3.3全球及中国加氢站数量和分布17 1.4全球及中国氢能产业链分析17 1.4.1交通领域18 1.4.2工业领域18 1.4.3发电领域18 1.4.4建筑领域19 1.5全球及中国氢气产品消费市场规模分析19 1.5.1全球氢气产品消费市场规模分析19 1.5.2中国氢气产品消费市场规模分析20 1.6全球及中国氢能行业发展趋势分析20 1.6.1全球氢能行业发展趋势分析20 1.6.2中国氢能行业发展趋势分析22 2全球及中国氢燃料电池行业分析24 2.1燃料电池定义与结构分析24 2.1.1电堆24 2.1.2氢燃料电池系统部件25 2.2氢燃料电池技术优势分析26 2.3氢燃料电池技术路线分析27 2.3.1膜电极27 2.3.2双极板28 2.3.3系统部件28 2.4氢燃料电池产业链分析29 2.4.2氢燃料电池产业链中游29 2.4.3氢燃料电池产业链下游30 2.5全球及中国氢燃料电池市场政策梳理与分析32 2.5.1全球燃料电池市场政策梳理32 2.5.2全球燃料电池市场政策分析33 2.5.3中国燃料电池市场政策统计33 2.5.4中国燃料电池市场政策分析34 2.6全球及中国氢燃料电池市场规模34 2.6.1全球氢燃料电池市场规模34 2.6.2中国氢燃料电池市场规模34 2.7全球氢燃料电池成本下降路径35 2.7.1燃料电池系统成本构成35 2.7.2燃料电池成本下降路径分析35 2.8全球氢燃料电池行业发展趋势分析36 2.8.1“降碳减排”政策持续推动行业发展36 2.8.2下游氢燃料市场的持续增长将带动市场需求36 2.8.3产业联盟生态的形成将加快产业资源整合36 2.9我国氢燃料电池行业发展趋势分析37 2.9.1产业引导职能逐步由国家下放至地方，补贴目标从下游车厂转向上游提供商37 2.9.2未来政策将持续聚焦于产业链上游与基础设施建设37 2.9.3氢燃料电池的成本优化带来需求端的进一步增长37 2.9.4国内氢燃料电池应用场景决定未来石墨双极板会是市场主流38 2.9.5国产化替代进一步升级38 2.9.6未来氢燃料电池产业上中下游或将呈现多玩家互相渗透态势38 3全球及中国氢燃料电池汽车行业39 3.1氢燃料电池汽车概览39 3.1.1氢燃料电池汽车定义39 3.1.2氢燃料电池汽车优势分析40 3.1.3氢燃料电池汽车车型发展潜力40 3.1.4各类型重卡生命周期成本测算41 3.2全球氢燃料电池汽车支持政策梳理41 3.2.1海外氢燃料电池汽车支持政策41 3.2.2中国氢燃料电池汽车支持政策42 3.2.3全球氢燃料电池汽车发展规划43 3.3全球氢燃料电池汽车产业链分析43 3.3.1全球氢燃料电池汽车产业链43 3.3.2上游玩家介绍44 3.3.3中游玩家介绍44 3.3.4下游玩家介绍45 3.3.5终端运营玩家介绍45 3.4中国重要城市及区域的加氢站数量情况（2021年）46 3.5全球及中国氢燃料电池汽车市场规模分析46 3.5.1全球氢燃料电池汽车市场规模分析46 3.5.2中国氢燃料电池汽车市场规模分析47 3.5.3中国氢燃料电池重卡市场渗透率分析47 3.6全球氢燃料电池汽车行业驱动因素48 3.6.1重卡服务场景是全球实现交通领域碳排放优化的重要手段48 3.6.2提高核心部件技术提高氢燃料电池汽车耐久性48 3.6.3产业化条件已达目标，商业化需求正在落地48 3.6.4氢燃料电池汽车总体拥有成本不断优化，运营服务体系日益完善49 3.7中国氢燃料电池汽车行业驱动因素49 3.7.1规模效应的形成将有效降低零部件生产成本49 3.7.2氢燃料汽车成本下降进一步刺激需求端50 3.7.3应用场景从政府项目向商业化市场转移50 3.7.4氢燃料电池汽车上下游产业链协同发展50 3.7.5产业减排降碳政策符合环保主旋律基调50 4全球及中国氢燃料电池固定电源发电行业51 4.1氢燃料电池固定电源发电行业定义和背景51 4.2氢燃料电池固定电源发电主要运用场景51 4.2.1能源存储51 4.2.2电网调峰52 4.2.3能源输送52 4.2.4热电联产52 4.3氢燃料电池固定电源发电技术优势分析52 4.3.1系统尺寸小，占用空间少52 4.3.2燃料效率高，电压升降快53 4.3.3电网稳定性和恢复能力改善，可再生能源渗透率加大53 4.4全球及中国氢燃料电池固定电源发电政策梳理53 4.4.1全球氢燃料电池固定电源发电政策梳理54 4.4.2中国氢燃料电池固定电源发电政策梳理54 4.5氢燃料电池固定发电产业链分析54 4.5.1产业链上游54 4.5.2产业链中游54 4.5.3产业链下游55 4.6全球氢燃料电池固定电源发电产业规模统计与预测56 4.7中国氢燃料电池固定电源发电行业市场企业成功因素分析56 4.8.1氢燃料电池技术、电解水制氢技术和系统整合集成技术为氢燃料电池固定电源的高性能、长寿命与安全性提供坚实基础，也为整体成本下降提供有效路径56 4.8.2强大的供应链整合能力是企业保持生态优势的强力保障57 4.8.3良好的运营能力是燃料电池固定电源高效、安全运行的根本保障，IT技术决定燃料电池固定电源后期的运营效率57 4.8.4健康、良好的政商关系将有利于企业顺利承接中央或地方的固定电源示范项目57 5氢燃料电池行业头部玩家及竞争格局分析58 5.1全球及中国氢燃料电池主要行业玩家案例58 5.1.1亿华通58 5.1.2重塑能源58 5.1.3捷氢科技58 5.1.4国鸿氢能59 5.1.5潍柴动力59 5.1.6雄韬股份59 5.1.7巴拉德动力60 5.1.8普拉格能源60 5.1.9丰田汽车60 5.1.10现代汽车61 5.2全球及中国整车厂向上整合案例61 5.2.1海外整车厂商向上整合案例61 5.2.2国内整车厂商向上整合案例61 5.3中国氢燃料电池头部玩家的商业模式对比62 5.3.1全国市场分布与分析62 5.3.2商业模式对比63 5.3.3产业生态情况63 5.4中国市场氢燃料电池系统市场竞争分析65 5.3工信部推荐车型目录报告期内各企业统计情况66 6全球及中国头部企业的氢燃料电池技术指标对比67 6.1燃料电池电堆67 6.2膜电极67 6.3燃料电池系统67 1全球及中国氢能产业分析 1.1氢能概念及定义 氢能是一种清洁、零碳的二次能源，具有能量密度大、获取方式多样、制取和使用过程清洁、应用场景多样等特点。作为洁净能源，氢能被认为是未来最有希望取代传统的化石燃料的能源，被众多科学家视为“21世纪终极能源”。 作为能源载体，氢有以下优势特点： 1）自然含量高：氢元素是自然界中含量最高的元素，据估计占宇宙质量的75%； 2）高效属性：除核燃料外，氢的热值是燃料中最高的，大约为142kJ/kg，是汽油的3倍； 3）可燃属性：氢气属于易燃物，点燃快，可燃范围广，且燃点高，燃烧速度快； 4）生态友好：氢气本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，燃烧产物只有水，不会对环境造成污染，同时燃烧生成的水还可以制氢，反复循环； 5）应用场景广泛：氢的使用方式多样，不仅可以直接燃烧产生热能，在蒸汽动力装置中产生机械功，还可以当作燃料用于燃料电池，或者转换为固态氢用作结构材料。用氢能代替煤和石油等化石能源，不需要对目前的技术装备进行重大改造，在现有的热力发动机基础上，略微改造即可使用； 6）储运方式多样：氢能的存储状态可以是气态、液态或固态，可以适用于不同要求下的储存和运输以及使用。 1.2制氢/储运/加注/使用技术概念及分类 1.2.1氢行业综述 目前，随着全球二氧化碳排放量逐年增加，气候变化和环境污染问题逐渐成为国际社会共同关注的问题。自2016年《巴黎协定》正式签署以来，全球各大经济体共同提出本世纪后半叶全球净零排放，同时控制全球温升较工业化前不超过2°C的远景目标。为达到目标，全球碳排放必须在2070年左右实现碳中和。为此，全球范围内限制化石燃料的使用和消费，优化能源结构和能源利用效率，增加以氢为首的清洁能源的使用已成为各国实现“减碳减排”目标的重要路径。 目前，氢作为新兴能源产业的发展越来越受到全球各大经济体的重视，并将其作为一项能源发展战略。自2018年以来，全球已有包括美国、中国、欧盟、英国、德国、法国、日本、韩国在内 的17个国家和地区累计颁布了国家级别及以上的氢能战略规划，并针对性立法。其中，欧盟于 2020年7月发布了欧盟氢能战略，目标是到2050年将氢能在欧洲能源结构中的比例提高到13-14%。 美国于2021年6月宣布了其“氢能地球计划”，提议在10年内实现将绿氢成本降低80%的目标， 从目前的5.0美元/千克降至1.0美元/kg。2022年3月，中国发布了第一份《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》明确了氢能产业的发展方向和目标，首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。 可见全球范围内，氢正凭借其高能量密度、良好燃烧性能和接近零污染等能源使用优势，日益成为全球能源转型的关键之一，并显示出巨大的增长潜力。 1.2.2制氢工艺路线概览及分类 氢能作为一种二次能源，与传统化石能源最大的不同在于作为其能源载体的氢气并非通过自然开采获得，而是通过人为化工工艺制备。因此，制备氢气是氢能使用的基础环节。目前，制备氢气可以使用不同的原料，根据原料的不同，制氢方法可以分为非可再生制氢和可再生制氢，非可再生制氢是使用石化资源制氢，可再生制氢主要是使用水等可再生资源制氢。 图表1.1氢气制备产业结构分类 来源：Frost&Sullivan 目前，制备氢气可以使用不同的原料，根据制取原料的可再生性不同，制氢方法可以分为非可再生制氢（例如化石燃料资源等）和可再生制氢（例如水资源等）。根据氢气制备方式和其对应碳排放量的不同可以将氢按颜色分为灰氢、蓝氢和绿氢三种类别： 1）灰氢 灰氢是指通过化石燃料（天然气、煤等）转化反应制备的氢气。由于其生产成本低、技术成熟等优势，目前被广泛运用于各类化工生产领域。通过化石燃料制备灰氢是目前最常见的制氢工艺，由于其会在制氢过程中释放一定二氧化碳，具有不能完全实现无碳绿色生产的缺点； 2）蓝氢 蓝氢是指在灰氢制备工艺的基础上增加碳捕捉、碳封存等环保降碳技术得到的氢气，其制备技术可以实现整体制备工艺的低碳排或零碳排，但依然依赖于化石燃料作为原料，并非真正意义上的清洁能源。蓝氢作为一种过渡性技术产物，是加快绿氢社会发展的重要力量之一； 3）绿氢 绿氢是指通过光电、风电等可再生能源电解水制备或新型制氢方法获得的氢气，其最大的特点在于绿氢制备过程中基本不会产生任何温室气体，是真正意义上的绿色能源载体。绿色氢能是最理想的氢能形态，其推广运用是未来全世界范围内实现“零排放”、“碳峰值”和“碳中和”等目标的必经途径。目前，绿氢仅占全球制氢量规模4%左右，有很大的增长空