智研产业百科——氢能（附行业现状、发展历程、产业链知识图谱分析）

一、定义及分类 氢能是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能分类方式多样，根据氢的来源和制备方式，氢能可以分为灰氢、蓝氢和绿氢。现阶段由于我国煤炭资源丰富，灰氢成本低，灰氢是主要的氢气制取方式。 二、行业政策 1、主管部门和监管体制 氢能行业行政监管体制主要是政府职能部门的宏观调控结合行业自律组织的协作规范，主管部门包括国家发改委、工业和信息化部、国家能源局，行业协会组织为中国产业发展促进会氢能分会、中国汽车工业协会等。其中，国家发改委主要职责为拟订并组织实施氢能中长期规划和年度计划，统筹协调经济社会发展等；工信部的主要职责为拟订实施氢能行业规划、产业政策和标准；国家能源局负责 拟订并组织实施氢能发展战略、规划和政策，推进能源体制改革，并指导氢能科技进步、成套设备的引进消化创新等。 2、行业相关政策 在碳中和的大背景下，全球能源结构正经历着从石化能源向可再生能源的根本性转变，而氢能作为一种清洁、高效的能源形式，在这一转型过程中扮演着举足轻重的角色。推动氢能产业的发展已成为实现碳减排目标的重要举措。在国内，早期政策主要集中在鼓励氢燃料电池、制氢、运氢等前沿技术的研发上，以加快氢能产业的技术进步和产业升级。随着《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》的发布，国家对氢能发展的政策支持力度显著增强，政策出台频次加密，发展方向也愈加明确。 2023年8月，国家标准委等部门联合发布了《氢能产业标准体系建设指南（2023版）》，这一重要文件明确了近三年国内氢能标准化工作的重点任务，为氢能产业链各环节的顺畅连接和协同发展提供支撑。这些政策的出台为氢能产业的发展提供了有力的支持和保障。 三、发展历程 我国氢能产业起步相对较晚，早期主要集中在氢能的基础研究和探索上。2019年氢能相关内容首次写入政府工作报告，明确提出加速充电、加氢等基础设施建设。此后，氢能产业持续获得国家的关注和政策支持，产业链不断完善，氢能应用领域也逐渐扩展。目前，氢能已成为全球能源转型发展的重要载体之一，随着技术的进步和政策的推动，中国氢能行业有望在未来实现更大规模的商业化应用，并在能源结构转型和可持续发展中发挥重要作用。 四、行业壁垒 1、技术壁垒 氢能行业涉及的技术领域广泛且复杂，如制氢技术、储氢技术、氢能应用技术等。这些技术的研发和创新需要大量的人力、物力和财力投入，且技术更新换代速度较快，对新进入者形成了较高的技术门槛。此外，一些核心技术专利被先行者掌握，后来者需要支付高额的专利费用或面临专利侵权的风险。 2、设备壁垒 氢能行业的生产、储存和运输等环节需要专业的设备支持。这些设备往往具有高精度、高效率和高安全性的要求，且价格昂贵。新进入者需要投入大量资金购买或租赁设备，并建立起完善的设备维护和管理体系，以确保设备的正常运转和延长使用寿命。这对于资金实力较弱的企业来说是一个不小的挑战。 3、政策与法规壁垒 氢能行业的发展受到政府政策和法规的制约和影响。不同国家和地区对氢能行业的支持力度和政策导向存在差异，这可能导致新进入者在某些地区面临政策限制或市场准入障碍。此外，环保和安全等方面的法规要求也日益严格，新进入者需要满足相关法规要求并获得相应的认证和许可才能开展业务。 五、产业链 1、行业产业链分析 氢能行业产业链长，且参与方众多。目前，我国氢能产业链已经具备雏形，涵盖了从氢气的生产到最终应用的各个环节。具体来说，氢能产业链主要包括制氢、储运氢、加氢、能量转换和用氢五个环节。 其中，制氢环节包括化石燃料制氢、工业副产氢、电解水制氢等。储运氢环节中高压气态储氢和液态储氢是主流的储氢技术，而固态储氢技术尚不成熟。加氢站是氢能汽车推广应用的重要基础设施，加氢站的建设和布局对于氢能汽车的推广至关重要。氢能的最终应用需要通过能量转换实现，即将氢气的化学能转化为机械能、电能等。燃料电池是氢能能量转换的核心设备，其性能、效率和成本直接决定了氢能应用的经济性和可行性。从氢能“应用”环节来看，氢能主要应用于工业、交通、建筑三大领域的能源供给。 2、行业领先企业分析 （1）东华能源股份有限公司 东华能源股份有限公司成立于1996年，公司专注于生产聚丙烯新材料和氢能，致力打造国内最好的聚丙烯新材料和氢能生产商。东华能源利用丙烷脱氢、乙烷裂解来产生氢气，是国内最大的PDH生产商，副产氢规模约9万吨/年。随着国家持续推进新能源产业发展，公司利用PDH副产氢优势，持续推进氢能综合利用，并与中核集团签署《战略合作协议》，共同打造氢能示范产业链，扩大氢能业务规模。随着东华能源全面深化氢能产业布局，加速氢气输送、推动充装站和加氢站建设，公司氢气业务收入持续增长。2023年上半年，公司氢气等副产气业务收入2.11亿元。其中，实现氢气销售1.25万吨，收入1.69亿元，同比增长1.8%，氢气销售稳步提升。 （2）北京亿华通科技股份有限公司 北京亿华通科技股份有限公司成立于2012年，自成立以来公司始终专注于氢燃料电池发动机技术研发与产业化，致力打造更好的氢能解决方案。近年来，亿华通重点围绕燃料电池示范城市群及潜力城市进行开发，搭载公司产品的燃料电池汽车已在北京、张家口、上海、成都、郑州及唐山等多个城市投入运营。截至2023年6月底，全国共发布877款燃料电池汽车整车公告（不含底盘公告），其中搭载公司燃料电池系统的整车公告133款，位居行业前列。从业务收入看，由于燃料电池行业现阶段仍处于产业化初期阶段，市场规模较小，公司经营业绩具有一定的波动性。2023年上半年，公司主营业务收入1.53亿元，同比下降43%。 六、行业现状 氢能作为一种清洁、高效、可持续发展的二次能源，正逐渐在全球能源结构中占据重要地位。在我国，随着中央和各地方政府密集出台氢能产业政策，氢能“制储输用”产业链已初步形成，市场规模也在持续扩大。在制氢端，我国已稳坐全球第一大产氢国的宝座，产量占全球氢气总产量的三分之一以上。数据显示：2022年全球氢气总产量约9813万吨，中国氢气产量3533万吨，同比增长7.06%，占全球总产量比重36%，较2021年提升0.9个百分点。在应用端，氢燃料电池汽车是目前中国氢能最主要的应用领域。随着氢燃料电池汽车示范城市群的推广力度加大，氢燃料电池汽车的销量也在稳步提升。2023年全国燃料电池汽车产销量分别为5600和5800辆，同比分别增长55.3%和72.0%，保持高速增长态势。随着行业技术的不断进步和政策的持续支持，我国氢能产业规模化、商业化进程将提速。 七、发展因素 1、机遇 （1）国家扶持政策激励行业发展 近年来，随着全球主要经济体陆续提出净零排放目标，氢气作为二次清洁能源，其能源属性逐渐凸显，应用领域将逐步拓展至电力、交通、建筑等场景。从全球趋势来看，国外发达国家已经明确氢能源在能源体系中的地位。从国内来看，能源结构正在由化石能源主导转向清洁能源，氢能作为现有化石燃料的理想替代品，具备巨大的发展空间。对此，我国出台了一系列支持氢能产业发展的政策措施。例如，加大对氢能产业的投资力度，提高氢能产业的创新能力和竞争力，推动氢能基础设施建设等，为氢能产业发展提供良好的政策环境。 （2）氢能产业活跃度提升，技术路径愈发明晰 当前，氢能产业发展活跃度日益增强，技术路径也日益明晰。在“双碳”战略驱动下，众多大型央企、国企、民营企业以及社会资本纷纷积极投身于氢能产业链各环节的建设之中。目前，近三分之一的能源央企已将氢能纳入其战略发展规划，而相关上市公司也在积极布局氢能产业，寻求新的增长点。 这种积极态势不仅为氢能产业的健康、可持续发展提供了坚实的基础，更推动了氢能产业化的进程不断加快。 （3）关键零部件研发生产的自主化进程持续加快 尽管我国氢能产业相较于发达国家起步稍晚，但在政策的大力推动和市场需求的不断拓宽下，空压机、氢循环泵等装备类产品已经迅速实现了国产替代，展现出强大的自主创新能力。特别是针对燃料电池电堆的关键零部件，如膜电极、双极板等，这些部件的生产技术壁垒较高，早期主要依赖进口，成本高昂。然而，近年来，国内自主品牌通过加大研发投入，不断突破技术瓶颈，积极促进电堆关键零部件研发生产的自主化。这种持续的研发投入和技术革新，不仅加快了核心零部件的国产化步伐，更为氢能产业的规模化发展提供了坚实的支撑。 2、挑战 （1）行业技术成熟度相对较低 尽管近年来氢能技术在全球范围内取得了显著的进步，但仍存在一系列技术难题需要解决。首先，高效、安全的储氢技术是氢能产业发展的关键之一。其次，氢能应用技术的成熟度也是制约氢能产业发展的重要因素。尽管氢能作为一种清洁、高效的能源形式具有广阔的应用前景，但目前氢能应用技术在某些领域仍不够成熟。例如，在氢能汽车领域，燃料电池的寿命、性能和成本等方面仍有待提高。 此外，在氢能发电、工业用氢等领域，也需要进一步研究和开发更加成熟、高效的氢能应用技术。 （2）氢能全产业链投入成本较高 成本问题无疑是氢能产业发展中亟待解决的关键挑战之一。目前，氢能产业链的各个环节，包括制氢、储运以及氢能应用等，都面临着较高的成本压力。其中，由于氢气具有轻质、高能量密度和易燃易爆的特性，储运过程中需要采用特殊的高压储氢罐或液态储氢技术，这些技术不仅投资成本高，而且运营和维护成本也相对较高。因此，如何实现氢气储运的高效、安全和低成本，是氢能产业发展中亟待解决的问题。此外，从氢能应用环节看，氢能汽车、氢能发电等领域仍处于市场导入期，相关设备和系统的成本较高，限制了市场的快速拓展。 （3）产业配套基础设施相对滞后 氢能产业需要大量的基础设施支持，包括加氢站、储氢设施等。这些设施是氢能产业链的重要环节，对于保障氢能的安全、高效应用至关重要。然而，目前加氢站的数量相对较少，分布不均衡，难以满足日益增长的氢能需求。同时，储氢设施的建设也面临诸多挑战，如技术难题、成本问题等，导致储氢能力有限，无法有效支撑氢能产业的发展。 八、竞争格局 随着全球对清洁能源和“双碳”目标的追求，越来越多的企业和资本进入氢能领域，形成了多样化的竞争者类型。在制氢端，国家能源集团等采用化石燃料制氢的企业，依托成熟的技术路线和丰富的原料储备，能够制备大规模的氢气，但是其清洁程度较低；东华能源等采用工业副产氢气的企业，能够实现低成本制氢，具有经济性优势，但产氢规模受主业的制约。因此，采用低碳排放方式制氢成为行业可持续发展方向。在氢储运方面，国富氢能在高压气态储氢方面具有较强优势，其车载储氢瓶市场占有率居行业第一。 在氢燃料电池系统领域，我国氢燃料电池系统行业的市场集中度相对较高，CR3超过50%，且领先的企业已经具备技术、资金和市场优势。尽管市场集中度高，但行业内的玩家背景多元化，大致可以分为三类：一是高校孵化的企业，以出身于清华系的亿华通为代表；二是依托国企或汽车集团的企业，如背靠国家电投的国氢科技，以及脱胎于上汽集团的捷氢科技；三是对海外技术引进并转化实现国产化的企业，如国鸿氢能。整体看，氢能行业整体还处于市场化初期，行业内玩家类型丰富多样，竞争格局仍在不断演变。 九、发展趋势 氢能作为一种清洁、高效、可持续发展的能源，在中国正受到越来越多的关注和重视，氢能行业未来发展前景广阔。随着国家高度重视氢能产业的发展以及政策、技术、市场需求和国际合作等多方面的推动，氢能在能源结构中的占比有望大幅提升。技术创新是氢能行业发展核心动力，当前，我国正在积极推进电解槽、燃料电池电堆等关键技术的国产化和自主创新。随着国家和企业持续推进核心技术攻关，氢能行业关键技术的国产化步伐将持续加快。总体来说，在“双碳”战略目标下，中国氢能行业将迎来黄金发展期，为我国的能源转型和绿色发展作出重要贡献。