中商情報網(wǎng)訊：氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，發(fā)展氫能對于減少二氧化碳等溫室氣體排放、實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)具有重要意義。我國具有良好的制氫基礎(chǔ)，是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝，發(fā)展優(yōu)勢顯著。
一、產(chǎn)業(yè)鏈
氫能很難從自然界中直接大量獲取，需要依靠不同的技術(shù)路徑和生產(chǎn)工藝進(jìn)行制備，目前主要制氫路徑包括化石能源重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫、電解水制氫三種。制氫產(chǎn)業(yè)鏈上游包括煤、石油、天然氣、焦?fàn)t煤氣、氯堿副產(chǎn)氣等原料，中游為氫氣制取過程，下游為儲氫及運氫。
資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
二、上游分析
1.制氫結(jié)構(gòu)占比
我國已成為全球最大的制氫國，現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能為2500萬噸/年，主要來源于化石能源制氫（煤制氫、天然氣制氫）；其中，煤制氫占我國氫能產(chǎn)量的62%，天然氣制氫占比19%，而電解水制氫受制于技術(shù)和高成本，占比僅1%。
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
2.制氫材料
（1）煤炭
煤炭為煤制氫的主要原材料，約占其生產(chǎn)成本的40%。我國煤炭資源儲量豐富，山西、河南、內(nèi)蒙古、四川、新疆、云南、甘肅等地為煤炭主產(chǎn)區(qū)。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年我國規(guī)模以上工業(yè)原煤產(chǎn)量達(dá)45.0億噸，同比增長9.0%。此外，煤炭價格為天然氣價格的30.0％，原材料供應(yīng)充足以及價格穩(wěn)定為煤制氫行業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫
（2）天然氣
我國天然氣制氫始于20世紀(jì)70年代，主要為合成氨提供氫氣。隨著催化劑品質(zhì)的提高、工藝流程的改進(jìn)、控制水平的提高、設(shè)備形式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，天然氣制氫工藝的可靠性和安全性都得到了保證。全國天然氣產(chǎn)量快速增長，2022年產(chǎn)量達(dá)2177.90億立方米，同比增長6.4%。
數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫
（3）焦?fàn)t煤氣
焦?fàn)t煤氣是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)過高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時所產(chǎn)生的一種可燃性氣體，是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。煉焦過程中，釋放的焦?fàn)t煤氣中富含55%左右的氫氣，焦?fàn)t煤氣制氫是目前可實現(xiàn)的大規(guī)模低成本高效率獲得工業(yè)氫氣的重要途徑。中國是全球最大的焦炭生產(chǎn)國，2022年焦炭產(chǎn)量達(dá)47343.6萬噸，同比1.3%。
數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫
（4）燒堿
在氯堿化工中，以食鹽水為原料，采用離子膜或石棉隔膜電解槽生產(chǎn)燒堿和氯氣，氫氣是這個過程中的副產(chǎn)品。每生產(chǎn)1噸燒堿，將產(chǎn)生約280Nm3的副產(chǎn)氫氣。中國是燒堿生產(chǎn)大國，隨著燒堿的下游需求不斷增長以及氯堿工業(yè)的快速發(fā)展，我國燒堿產(chǎn)量也隨之增加。2022年中國燒堿產(chǎn)量達(dá)3980.50萬噸，同比增長1.4%。
數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫
3.制氫設(shè)備
根據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究所調(diào)研統(tǒng)計，2022年國內(nèi)電解水制氫設(shè)備出貨量達(dá)到722MW，同比大幅增長106%。其中，考克利爾競立以出貨量230MW繼續(xù)排名第一，傳統(tǒng)電解水制氫設(shè)備頭部企業(yè)派瑞氫能（中船重工718所）緊隨其后位居第二，光伏巨頭子公司隆基氫能首次躋身第三。2022年中國電解水制氫設(shè)備廠商出貨量排名如下：
資料來源：GGII、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
三、中游分析
1.氫氣產(chǎn)量
2020年“雙碳”目標(biāo)提出后，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道。2021年，中國氫氣產(chǎn)量達(dá)3300萬噸，同比增長32%，成為目前世界上最大的制氫國。未來，隨著可再生能源制氫技術(shù)的突破和成本的降低，氫能占比將進(jìn)一步提升，預(yù)計2023年我國氫氣產(chǎn)量將達(dá)4332萬噸。
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
2.氫氣供給結(jié)構(gòu)預(yù)測
目前，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場導(dǎo)入階段，除部分氣體公司外，市場化供氫渠道有限。我國氫氣供給主要有化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源電解制氫等方式，2020年所占份額分別為67%、30%和3%，預(yù)計未來可再生能源電解制氫將成為工業(yè)制氫的主要方式，預(yù)計2050年份額達(dá)到70%。
數(shù)據(jù)來源：中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
3.氫氣需求量
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，在碳中和目標(biāo)下，到2030年我國氫氣的年需求量將達(dá)到3715萬噸，在終端能源消費中占比約為5%。到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中的占比約為20%。其中，工業(yè)領(lǐng)域用氫占比仍然最大，占總需求量的60%。
數(shù)據(jù)來源：中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
4.電解水制氫
（1）成本情況
可再生能源電解水制氫（即綠氫）的原料和生產(chǎn)過程都以清潔能源為主，使用過程可以實現(xiàn)完全的零排放，電解水制氫將成為全球最重要的制氫技術(shù)路線。目前，電解水制氫技術(shù)成熟度較低、產(chǎn)業(yè)尚未完全規(guī)?；杀具h(yuǎn)高于其他幾種氫能生產(chǎn)方式，還處在初級階段。但隨著可再生能源電價的持續(xù)降低和電解槽技術(shù)的提升，預(yù)計未來電解水制氫成本將有所下降。
資料來源：彭博社、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
（2）成本占比
電解水制氫的成本主要取決于電費。以目前主流的堿性電解水為例，制氫效率約5度/立方米，電費成本約占85.3%，因此其經(jīng)濟性受電價的影響大。如果按照平均工業(yè)電價0.6元計算，成本約40-50元/kg，明顯偏高。據(jù)估算，當(dāng)電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當(dāng)。
數(shù)據(jù)來源：中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
5.制氫項目情況
近年來，國內(nèi)制氫項目投資大幅增加，根據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究不完全統(tǒng)計，2022年1-11月國內(nèi)共投資制氫項目73個，為2021年全年的3倍；氫氣產(chǎn)能達(dá)161萬噸/年，較去年翻倍。其中電解水制氫項目的數(shù)量占比接近60%，大部分采用堿性電解槽的制氫法。
資料來源：GGII、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
6.制氫企業(yè)名單
根據(jù)工信部發(fā)布的專精特新“小巨人”名單，全國氫能領(lǐng)域上榜企業(yè)共73家，其中制氫領(lǐng)域上榜企業(yè)約13家。
資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
7.企業(yè)熱力分布圖
資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
四、下游分析
1.儲氫罐
氫氣的儲存主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固體儲氫三種方式，高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用、最成熟的儲氫技術(shù)，其儲存方式是將工業(yè)氫氣壓縮到耐高壓容器中，鋼瓶是最常用的高壓氣態(tài)儲氫容器。
目前已商業(yè)化應(yīng)用的高壓儲氫氣瓶主要是I型瓶、II型瓶、III型瓶和IV型瓶。IV型瓶可能更好滿足車載儲氫系統(tǒng)趨向安全、高儲氫密度、輕量化、低成本、成壽命等方面的發(fā)展要求，未來隨IV型瓶原材料的進(jìn)一步國產(chǎn)化，性價比將得到凸顯，并加速應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域。
數(shù)據(jù)來源：北京市氫燃料電池發(fā)動機工程技術(shù)研究中心、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
2.儲氫材料
近年來，金屬儲氫材料在民用方面的研究將主要立足于氫燃料電池的工程化應(yīng)用，主要應(yīng)用方向在清潔燃料汽車、助動車具等，且今后將開展氫能發(fā)電方面的探索研究，為全球性石化燃料危機提供替代能源。2020年我國儲氫材料市場規(guī)模為7.62億元，預(yù)計2023年市場規(guī)模將增至9.01億元。
數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
