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2024-2029年中國氫能行業(yè)市場調(diào)研及投資發(fā)展研究分析報告
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-07-31

氫能是氫在物理與化學變化過程中釋放的能量。氫能是氫的化學能，氫在地球上主要以 化合態(tài) 的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，二次能源。

工業(yè)上生產(chǎn)氫的方式很多，常見的有水電解制氫 、煤炭氣化制氫、重油及天然氣水蒸氣催化轉(zhuǎn)化制氫等，但這些反應(yīng)消耗的能量都大于其產(chǎn)生的能量。

氫能（氣）是可用于化工、冶金、能源、交通等多領(lǐng)域的“終端原料”，是理想的綠電儲能媒介。

當前國內(nèi)氫需求主要來自化工、冶金、石油煉化以及陶瓷、玻璃制備等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，供熱與動力用氫占比較低。未來5年、甚至更長時間內(nèi)這一格局仍將保持。而全球氫氣主要來源于化石燃料制氫，低碳氫源(綠氫+藍氫)占比難以突破1%。

在全球降碳減排的趨勢下，在傳統(tǒng)領(lǐng)域的低碳氫源替代、交通和電力等新興應(yīng)用領(lǐng)域需求崛起的推動下，以及低碳制氫成本的下降，全球低碳氫源用量和產(chǎn)量有望迎來迅速增長，其中可再生能源電解水制綠氫為低碳氫源的主要構(gòu)成。

目前全球綠氫推廣存在著制氫標準認定、專利壁壘、制氫成本高等障礙。主要氫能參與經(jīng)濟體歐盟、美國、中國、日本均未統(tǒng)一氫能類型的認定標準，而歐盟對制氫綠電認定的要求更高、更嚴苛。全球氫能專利主要由歐盟與日本主導，美國專利占居前但份額出現(xiàn)下滑，韓國和中國已嶄露頭角。

全球制綠氫的成本存在較大下降空間，而且由于風光資源、產(chǎn)業(yè)政策、制氫產(chǎn)業(yè)成熟度等因素存在地區(qū)差異，未來跨區(qū)綠氫貿(mào)易存在較大市場空間。電解槽是綠氫生產(chǎn)的核心設(shè)備，全球電解槽行業(yè)發(fā)展迅速，中國市場已成為全球的主導。

據(jù)IEA統(tǒng)計，至2022年底全球累計裝機1.4GW，其中中國與歐洲累計裝機量均占30%、美國與加拿大合計占比約10%、其余地區(qū)占比約30%。結(jié)合各國發(fā)布的低碳制氫項目推測，電解槽裝機量的上升空間廣闊，預(yù)計2030年全球電解槽累計裝機量將在175~420GW之間。

全球電解槽裝機量在近三年迎來快速發(fā)展，2023年全球累計裝機量有望突破2GW，其中中國、歐洲地區(qū)的累計電解槽裝機量全球領(lǐng)先。電解槽技術(shù)路線包括AWE、PEM、AEM、SOEC等，其中AWE和PEM的技術(shù)成熟度和商業(yè)化程度較高。AWE技術(shù)路線的電解槽憑借成本優(yōu)勢裝機量大幅領(lǐng)先于其他技術(shù)路線。

SOEC和AEM處于商業(yè)化初期，目前海外技術(shù)成熟度優(yōu)于國內(nèi)。海外市場SOEC已經(jīng)進入商業(yè)化初中期階段，國內(nèi)市場SOEC目前尚處于研發(fā)示范階段在產(chǎn)業(yè)化進程上還與國外存在著較多差距，比如單體系統(tǒng)規(guī)模最大為百千瓦級、無法多次啟停等。AEM電解技術(shù)仍處于研發(fā)階段，其單體容量、性能瓶頸均尚待驗證。

全球范圍內(nèi)僅歐美部分廠商率先取得突破。AWE產(chǎn)業(yè)鏈總體國產(chǎn)化程度較高，PEM產(chǎn)業(yè)鏈核心部件有較大的國產(chǎn)替代空間。AWE電解槽產(chǎn)業(yè)鏈的極板、密封墊片、制氫電源等環(huán)節(jié)已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，而隔膜屬于國產(chǎn)化程度較低的關(guān)鍵零部件。

國內(nèi)裝備企業(yè)主要使用的PPS隔膜由日本東麗壟斷，而新一代的復(fù)合隔膜還處于商業(yè)化驗證階段。PEM電解槽產(chǎn)業(yè)鏈的核心部件和材料，比如PEM用膜、催化劑、氣體擴散層等進口依賴度均較高。國內(nèi)對于PEM產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)的融資熱度較高，東岳未來氫能、科潤新材料等企業(yè)在國內(nèi)實現(xiàn)PEM用膜等部件的量產(chǎn)，有望引領(lǐng)國內(nèi)PEM產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)替代。

全球主要電解槽廠商紛紛計劃擴充產(chǎn)能，而且出現(xiàn)風電、光伏、石化、氫燃料電池等企業(yè)跨界進軍電解槽行業(yè)。中國是當前全球電解槽的生產(chǎn)重鎮(zhèn)，總體產(chǎn)能規(guī)模遙遙領(lǐng)先。據(jù)高工氫電，2023年全球電解槽名義產(chǎn)能58GW，其中中國38GW、占比66%，中國電解槽廠商以AWE技術(shù)路線為主、約占全球AWE產(chǎn)能的70%左右。

歐洲PEM和AWE技術(shù)造價相近、兩路線并進，裝置產(chǎn)能僅次于中國。據(jù)Bloomberg NEF在2024年發(fā)布的最新預(yù)測，到2024年底國外PEM制氫裝備商家的產(chǎn)能將是中國的10倍以上，但我們預(yù)計實際落地會低于預(yù)期、且低于中國產(chǎn)能投放速度。

氫的應(yīng)用：可以同時打通工業(yè)、民用能源、交通動力多領(lǐng)域的終極能源

氫能的直接應(yīng)用場景分為四類：

1）化工原材料，如用于制備甲醇和合成氨。

2）工業(yè)輔料，包括不參與主流程的化學反應(yīng)的，如食品加工業(yè)/陶瓷/玻璃的生產(chǎn)過程防氧化保護氣、冷卻氣；參與主流程的化學反應(yīng)的，如氫能煉鋼時除了加熱外還用于還原反應(yīng)、奪走鐵礦石中的氧和碳等元素。

3）燃燒做功或制熱的原燃料，包括燃氫發(fā)動機的燃料、民用天然氣摻氫等，煉鋼用的氫氣同時起到還原劑和燃料加熱的功能。

4）電化學反應(yīng)的原料，燃料電池汽車和社區(qū)熱電聯(lián)供是主要應(yīng)用場景，通過燃料電池實現(xiàn)放電、同時產(chǎn)生50~80°的水可以用于供熱。

氫在能量和原料兩方面屬性決定了應(yīng)用場景多元，制取來源多元、可打通綠能與碳能則將促進其成為下一代能源載體，成為終極能源。氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)包括傳統(tǒng)/清潔能源、氫的制/儲/運、氫化學反應(yīng)/能量轉(zhuǎn)換裝備、氫應(yīng)用裝備(加氫設(shè)備與燃料電池)、工業(yè)/民用/交通部門的氫能利用環(huán)節(jié)。

目前各領(lǐng)域、各環(huán)節(jié)氫能推廣的最核心邏輯是“成本由誰承擔”和“全球/國家碳中和政策”兩方面。因此我們預(yù)計在未來的3年內(nèi)，氫能應(yīng)用的推廣速度排序依次是：工業(yè)原材料>工業(yè)輔材>民用燃氣>商用車+專用車+工程機械等場景>熱電聯(lián)供>乘用車。

未來氫能核心推廣的動力將從政策(如財政補貼)推動逐步轉(zhuǎn)向經(jīng)濟性(包括直接運營成本和碳稅成本等)驅(qū)動。

工業(yè)原材料環(huán)節(jié)的應(yīng)用占比最高，替代主要來自于“綠氫替代灰氫”。這方面的國家雙碳政策有助力、但經(jīng)濟性指標則更重要，因此在其原主業(yè)上行周期、即石油或煤炭處于價格高位或上漲周期內(nèi)更容易轉(zhuǎn)嫁成本、推動新技術(shù)更迭；燃料電池汽車推廣更依賴于政策驅(qū)動和財政補貼，尤其是在商用車/專用車/工程機械上推廣會更順利，同時兼顧了誰買單(企業(yè)) 、更安全(室外作業(yè)和停放)、更經(jīng)濟(固定路線或區(qū)域作業(yè)可以就近安排加氫站)，這幾點也正是國內(nèi)推廣燃料電池乘用車的痛點。

氫的應(yīng)用：傳統(tǒng)領(lǐng)域與新領(lǐng)域?qū)Φ吞細湓葱枨髲妱牛?030年全球低碳氫源需求量將突破6900萬噸

分應(yīng)用行業(yè)看，現(xiàn)階段氫氣主要應(yīng)用于工業(yè)和石油煉化領(lǐng)域。2030年全球工業(yè)和石油煉化領(lǐng)域?qū)Φ吞細湓吹男枨髮⒊^1400萬噸2022年全球氫氣約56%用于工業(yè)領(lǐng)域(合成氨、制甲醇、煉鋼等)、約43%用于煉化，而交通領(lǐng)域使用占比僅0.04%。

除了傳統(tǒng)領(lǐng)域的氫需求隨經(jīng)濟增長與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移而增長外，氫在交通、電力、建筑等領(lǐng)域的新應(yīng)用是全球氫氣需求增長的另一主要動力。在全球經(jīng)濟低碳轉(zhuǎn)型和低碳氫源成本下降的推動下，綠氫化工、氫能冶金的滲透率有望提升，此外交通、電力、建筑等新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ吞細湓吹氖褂昧恳灿型嵘?

而2022年全球低碳氫源的總產(chǎn)量不足100萬噸。據(jù)IEA預(yù)測，在碳中和背景下2030年全球氫氣需求將達1.5億噸，2022~2030年CAGR為6%。細分到煉油、合成氨、制甲醇等三大氫氣應(yīng)用領(lǐng)域，2030年低碳氫源的使用占比將分別達到20%、15%、20%。

第一章 國際氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況

第一節(jié) 2020-2023年全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析

一、全球能源供應(yīng)體系結(jié)構(gòu)

二、全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

三、全球氫能產(chǎn)業(yè)政策情況

四、全球氫能技術(shù)競爭格局

五、全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

六、全球氫能產(chǎn)業(yè)安全管理

第二節(jié) 美國

一、2022-2023年美國國際形勢

二、美國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

三、聯(lián)邦政府對氫能產(chǎn)業(yè)的支持

四、美國氫能制造與儲運

五、美國氫能應(yīng)用現(xiàn)狀分析

六、美國氫能安全管理現(xiàn)狀

七、美國氫能產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

八、美國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及潛力預(yù)測

第三節(jié) 日本

一、2022-2023年日本國際形勢

二、日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

三、日本政府對氫能產(chǎn)業(yè)的支持

四、日本氫能制造與儲運

五、日本氫能應(yīng)用現(xiàn)狀分析

六、日本氫能安全管理現(xiàn)狀

七、日本氫能產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

八、日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及潛力預(yù)測

第四節(jié) 歐洲

一、2022-2023年歐洲國際形勢

二、歐洲氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

三、歐洲對氫能產(chǎn)業(yè)的支持

四、歐洲氫能制造與儲運

五、歐洲氫能應(yīng)用現(xiàn)狀分析

六、歐洲氫能安全管理現(xiàn)狀

七、歐洲氫能產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

八、歐洲氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及潛力預(yù)測

第二章 國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)重點企業(yè)對標分析

第一節(jié) 中國氫能產(chǎn)業(yè)投資機遇分析

一、政策機遇分析

二、投資時機分析

三、產(chǎn)業(yè)布局機遇

四、地區(qū)戰(zhàn)略機遇

第二節(jié) 國內(nèi)氫能發(fā)展情況分析

一、國內(nèi)氫能發(fā)展現(xiàn)狀分析

二、國內(nèi)氫能發(fā)展存在問題

三、國內(nèi)氫能發(fā)展趨勢分析

第三節(jié) 中國石油天然氣股份有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第四節(jié) 中國石油化工股份有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第五節(jié) 中國海洋石油有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第六節(jié) 山西美錦能源股份有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第七節(jié) 北京億華通科技股份有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第八節(jié) 中國華能集團有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第九節(jié) 上海合既得動氫機器有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第十節(jié) 濱化集團股份有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第十一節(jié) 國家電力投資集團有限公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第十二節(jié) 國家能源投資集團有限責任公司

一、企業(yè)發(fā)展概況

二、氫能產(chǎn)業(yè)布局

三、安全管理現(xiàn)狀及分析

四、核心競爭力分析

五、公司發(fā)展規(guī)劃及戰(zhàn)略

第三章 技術(shù)路線、安全風險及優(yōu)缺點分析

第一節(jié) 中國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線及優(yōu)缺點分析

第二節(jié) 中國氫能產(chǎn)業(yè)安全風險及優(yōu)缺點分析

第三節(jié) 氫能源企業(yè)共同面對的風險

第四節(jié) 氫能產(chǎn)業(yè)個性風險分析

第五節(jié) 氫能產(chǎn)業(yè)風險管理對策

第六節(jié) 氫能產(chǎn)業(yè)風險轉(zhuǎn)移建議

第四章 氫能產(chǎn)業(yè)安全管理存在的問題及建議

第一節(jié) 氫能產(chǎn)業(yè)安全管理中存在的問題

一、綠氫：風/光電場附近建設(shè)制氫、運輸、加氫站加氫過程中的安全風險

二、藍氫：煉油廠重整制氫、長管拖車和管道輸氫、加氫站加氫過程中的安全風險

三、灰氫：技術(shù)路線全過程安全風險

四、其他技術(shù)路線全過程安全風險

第二節(jié) 加強氫能產(chǎn)業(yè)全鏈條安全管控的建議

一、國內(nèi)外氫能事故統(tǒng)計及典型案例

二、國內(nèi)和中國石油氫能產(chǎn)業(yè)安全管理存在的問題

1、氫能尚未完全按能源屬性進行管理

2、安全管理制度標準不完善

3、現(xiàn)有安全管理模式對安全管理適用性不足

4、現(xiàn)場安全管理薄弱

5、氫對鋼制管道和設(shè)備具有劣化性，易發(fā)生氫腐蝕和氫脆

三、加強氫能產(chǎn)業(yè)安全管理的措施與建議

1、應(yīng)將氫能納入能源管理范疇

2、健全完善中國石油氫能產(chǎn)業(yè)安全管理規(guī)范

3、建立完善中國石油氫能產(chǎn)業(yè)安全檢查標準

4、明確各企業(yè)全員崗位安全職責，提高人員安全操作能力

5、高度重視技術(shù)預(yù)防，提高氫能設(shè)施與設(shè)備的本質(zhì)安全

四、制氫站及罐區(qū)重大危險源評估方法

五、加氫站安全風險及評估方法

1、加氫站分類及工作流程

2、潛在風險分析

3、加氫站風險評估

六、氫氣運輸安全風險及評估方法

1、氫氣儲運技術(shù)

2、儲運設(shè)備風險評價

圖表目錄

圖表：全球能源供應(yīng)體系結(jié)構(gòu)

圖表：美國氫能經(jīng)濟發(fā)展各個階段的總體目標

圖表：美國加氫站及氫走廊地圖

圖表：基金名稱及規(guī)模

圖表：幾種制氫工藝的優(yōu)缺點對比

圖表：煤制氫工藝流程

圖表：氫能制取和提純環(huán)節(jié)事故

圖表：氫能運輸環(huán)節(jié)事故

圖表：供氫母站環(huán)節(jié)事故

圖表：加氫站及合建站環(huán)節(jié)事故

圖表：事故危險可能因素 l 值對照表

圖表：危險環(huán)境作業(yè)接觸時間頻率與儲存量因素 e 值對照表

圖表：事故危險嚴重度因素 c 值對照表

圖表：管理抵消因子 b 2 值對照表