2023年氢能产业洞察报告.pdf

2023 年年氢能产业洞察白皮书氢能产业洞察白皮书 M2 觅途咨询研究与分析觅途咨询研究与分析 2023 年 11 月 2023 年 11 月 概 览.1 研 究 范 围.2 第一章第一章 氢能产业定义及分类氢能产业定义及分类.5 1.1 氢能概念界定氢能概念界定.5 1.2 氢能分类氢能分类.5 第二章第二章 全球氢能产业概览全球氢能产业概览.6 2.1 全球氢能市场发展历程全球氢能市场发展历程.6 2.2 全球氢能产业市场规模全球氢能产业市场规模.7 2.3 全球氢能产业政策分析全球氢能产业政策分析.8 2.3.1 美国氢能政策美国氢能政策.8 2.3.2 欧洲氢能政策欧洲氢能政策.9 2.3.3 日本氢能政策日本氢能政策.9 2.3.4 韩国氢能政策韩国氢能政策.9 2.3.5 澳大利亚氢能政策澳大利亚氢能政策.10 2.4 全球下游终端需求市场发展现状分析全球下游终端需求市场发展现状分析.10 2.4.1 全球工业氢能全球工业氢能发展现状分析发展现状分析.10 2.4.2 全球交通氢能发展现状分析全球交通氢能发展现状分析.11 2.4.3 全球建筑氢能发展现状分析全球建筑氢能发展现状分析.11 2.4.4 全球氢能发电发展现状分析全球氢能发电发展现状分析.12 第三章第三章 中国氢能产业发展现状中国氢能产业发展现状.12 3.1 中国氢能产中国氢能产业市场发展背景业市场发展背景.12 3.1.1 市场定义市场定义.12 3.1.2 市场发展历程市场发展历程.13 3.1.3 中国氢能产业政策分析中国氢能产业政策分析.13 3.2 中国市场规模中国市场规模.14 3.3 国内氢能产业政策解读国内氢能产业政策解读.14 3.4 中国发展氢能的必要性分析中国发展氢能的必要性分析.26 3.4.1 供给侧：能源安全供给侧：能源安全.26 3.4.2 需求侧：环境保护需求侧：环境保护.26 3.4.3 氢能价值总结氢能价值总结.28 第四章第四章 中国氢能产业链梳理中国氢能产业链梳理.29 4.1 产业链结构概览产业链结构概览.29 4.2 上游制氢原材料市场发展现状分析上游制氢原材料市场发展现状分析.29 4.3 中游储运市场发展现状分析中游储运市场发展现状分析.36 4.3.1 Power to X（P2X）.36 4.3.2 储运氢储运氢.38 4.3.3 加氢站加氢站.40 4.4 下游终端需求市场发展现状分析下游终端需求市场发展现状分析.42 4.4.1 交通领域交通领域.42 4.4.2 工业领域工业领域.44 目 录 4.4.3 发电领域发电领域.46 4.4.4 建筑领域建筑领域.46 第五章第五章 中国氢能产业投资现状分析中国氢能产业投资现状分析.47 5.1 中国氢能产业产业链投融资情况中国氢能产业产业链投融资情况.47 5.1.1 产业资本投资更趋向于产业资本投资更趋向于下游应用领域，大型企业针对全产业链整合速度加快下游应用领域，大型企业针对全产业链整合速度加快.48 5.1.2 融资事件主要集中于燃料电池系统领域，涌现了超大融资规模项目融资事件主要集中于燃料电池系统领域，涌现了超大融资规模项目.50 5.1.3 2022Q3-2023Q2 氢能产业基金募集规模较同期大幅减少氢能产业基金募集规模较同期大幅减少.50 5.2 中国氢能产业核心设备订单分析中国氢能产业核心设备订单分析.51 5.2.1 电解槽电解槽.51 5.2.2 固定式燃料电池固定式燃料电池.52 第六章第六章 中国氢能产业发展前景分析中国氢能产业发展前景分析.52 6.1 我国氢能产业发展存在的问题我国氢能产业发展存在的问题.52 6.2 行业发展前景展望行业发展前景展望.54 风险提示风险提示.56 免责声明免责声明.56 版权声明版权声明.56 关 于 我 们.57 图表 1：专有名词及其释义（来源：国家标准委，M2 觅途咨询研究与分析）.3 图表 2：氢气、汽油蒸汽、天然气对比（来源：中国氢能联盟，M2 觅途咨询研究与分析）.5 图表 3：氢能分类（来源：公开资料收集，M2 觅途咨询研究与分析）.6 图表 4：全球历年氢气产量（来源：IEA，M2 觅途咨询研究与分析）.8 图表 5：全球各场景用氢量（来源：IEA，M2 觅途咨询研究与分析）.10 图表 6：中国历年氢能产量（来源：中国煤炭工业协会，中国氢能联盟，M2 觅途咨询研究与分析）.14 图表 7：2021-2023 年氢能产业政策表（来源：政府部门官网，公开资料收集，M2 觅途咨询研究与分析）.17 图表 8：2022Q3-2023Q2 具体氢能政策（来源：政府官网，M2 觅途咨询研究与分析）.25 图表 9：各行业碳排放占比（来源：清华大学，M2 觅途咨询研究与分析）.27 图表 10：氢储能与抽蓄、电储指标对比（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.28 图表 11：氢能产业链图谱（来源：公开资料整理，M2 觅途咨询研究与分析）.29 图表 12：2022 年全球制氢来源结构占比（来源：IEA，M2 觅途咨询研究与分析）30 图表 13：2022 中国制氢来源结构占比（来源：IEA，M2 觅途咨询研究与分析）.31 图表 14：2018-2026 年中国制氢产值规模及预测（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.31 图 表 2023 年 11 月 图表 15：中国制氢主要技术及优缺点比较对比（来源：上海氢能利用工程技术研究中心，M2 觅途咨询研究与分析）.34 图表 16：Power to Gas 储能系统的原理（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.37 图表 17：三种氢储运比较（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.40 图表 18：加氢站主流技术路线示意图（来源：公开资料收集，M2 觅途咨询研究与分析）.41 图表 19：2018-2022 全球和中国加氢站数量（来源：中国电池产业研究院，M2 觅途咨询研究与分析）.42 图表 20：2015-2023H1 氢燃料电池车产量和销量.43 图表 21：2022Q3-2023Q2 产业链投融资不完全统计（来源：北极星，高工氢电，M2觅途咨询研究与分析）.48 图表 22：2022Q3-2023Q2 分应用领域产业资本投资氢能事件（来源：北极星，高工氢电，M2 觅途咨询研究与分析）.49 图表 23：2022Q3-2023Q2 氢能相关公司融资事件（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.50 图表 24：不同技术路线电解槽市场份额变化趋势（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.51 图表 25：不同技术路线固定式燃料电池市场份额变化趋势（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.52 图表 26：不同制氢方法的原料成本对比（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.54 图表 27：绿氢灰氢经济性对比（来源：M2 觅途咨询研究与分析）.55 修伟明 Partner&Co-founder,M2 Consulting 高梦群 Partner M2 Consulting 王 淼 Consulting Director M2 Consulting 任 毅 Analyst M2 Consulting 作 者 2023 年 11 月 1 2023 年氢能产业洞察白皮书 概 览 能源是国民经济的命脉。随着工业化和城镇化进程的不断提升，我国已成为全球能源消费大国。与此同时，我国能源对外依存度高、结构有待优化、碳排放量大等问题也不断显现，可持续发展、能源转型、能源安全等成为我国重点发展领域。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之一。2022 年 3 月，国家发展改革委、国家能源局联合印发氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)，以实现“双碳”目标为总体方向，明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，也是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向。氢能作为高效低碳的能源载体，绿色清洁的工业原料，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。但是相较于日本、欧洲、美国等国家，我国氢能产业仍存在政策引导不够、统筹协调不足、关键零部件未完全自给、基础设施建设不充分、产业经济性较差等方面的挑战。本报告从氢能的特点和分类入手，基于全球氢能产业发展现状及趋势的分析，对我国发展策略、氢能产业链、我国氢能产业政策、氢能产业投融资等进行了详细的梳理，以期对我国氢能产业的可持续发展提供参考。2023 年 11 月 2 2023 年氢能产业洞察白皮书 研 究 范 围 1.专业名词解释专业名词解释 专有名词专有名词 释义释义 氢氢 hydrogen 最轻的化学元素,符号 H,原子序数 1,原子量为 1.008,是地球的重要组成元素 氢能氢能 hydrogen energy 氢在物理与化学变化过程中释放的能量。可用于发电、各种车辆和飞行器用燃料、家用燃料等 氢气氢气 gaseous hydrogen 以气态形式存在的氢分子 重整制氢重整制氢 hydrogen production by reforming 对碳氢化合物原料在重整器内通过催化反应获得氢的反应方法 水电解制氢水电解制氢 hydrogen production by water electrolysis 以直流电接入电解池电解水,获得氢和氧的工艺过程 高压储氢高压储氢 hydrogen storage in high pressure tank 将氢气在 10 MPa100 MPa 压力下充装在特制的压力容器中 液态储氢液态储氢 hydrogen storage in liquid state 将温度降至 20.43 K 以下,使氢气转变为液态氢的储存方式 物理吸附储氢物理吸附储氢 hydrogen storage by physisorption 利用物理吸附原理,将氢气吸附在高比表面多孔材料中的储存方式 金属氢化物储氢金属氢化物储氢 hydrogen storage in 利用某些金属或合金能够在一定氢压下吸氢生成金属氢化物的特性，将氢储存在金属或合金中的储存方式 2023 年 11 月 3 2023 年氢能产业洞察白皮书 metal hydrides 络合氢化物储氢络合氢化物储氢 hydrogen storage in complex hydrides 氢以络合体的形式固定在含共价氢键的络合氢化物中的储存方式，一般泛指铝氢化物和硼氢化物。亦称配位氢化物储氢 化学氢化物储氢化学氢化物储氢 hydrogen storage in hydrides compound 特指能在温和反应条件下(如水解等)放氢的化合物以及除金属氢化物、络合氢化物和有机氢化物以外的氢化物储氢方式 有机液体储氢有机液体储氢 hydrogen storage in liquid organic hydrides 利用某些不饱和有机化合物(如烯烃、炔烃或芳香烃等)与氢气进行可逆加氢和脱氢反应来实现氢气储存的技术 加氢站加氢站 hydrogen filling station 为氢能汽车或氢气内燃机汽车或氢气天然气混合燃料汽车储气容器充装车用氢燃料的专门场所 燃料电池燃料电池 fuel cell 将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置 固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池 solid oxide fuel cell(SOFC)以固体氧化物为电解质的燃料电池，工作温度通常为 800 1 000 熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池 molten carbonate fuel cell(MCFC)以熔融碳酸盐为电解质的燃料电池 磷酸燃料电池磷酸燃料电池 phosphoric acid fuel cell(PAFC)以磷酸为电解质的燃料电池 质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池 proton exchange membrane fuel cell(PEMFC)以质子交换膜为电解质的燃料电池。图表 1：专有名词及其释义（来源：国家标准委，M2 觅途咨询研究与分析）2023 年 11 月 4 2023 年氢能产业洞察白皮书 2.研究目的研究目的 本报告为氢能产业系列白皮书，梳理中国氢能产业发展现状和发展机遇，包括氢能产业链上中下游及氢能产业园发展，深度分析中国氢能燃料电池系统发展情况。3.研究方法介绍研究方法介绍 报告制作过程中，M2 觅途咨询基于大量行业二手研究报告并采访了部分主流氢能企业、上游原材料供应商、经销商等市场参与者以及行业协会专家，获取了部分产品、技术及市场实时信息；同时结合公司多年的行业经验积累，对行业未来的发展趋势及产品的应用前景做出了预测。注：本白皮书中引用的数据受数据渠道和发布时间限制，部分2023年数据仅截至第二季度，部分2023年数据为M2觅途咨询分析预测值。2023 年 11 月 5 2023 年氢能产业洞察白皮书 第一章第一章 氢能产业定义及分类氢能产业定义及分类 1.1 氢能概念界定氢能概念界定 氢(H)是一种化学元素，在元素周期表中位列第一位。氢主要以化合态形式出现，而通常情况下，氢的单质形态为氢气。氢气是已知密度最小的气体，由双原子分子组成，无色、无味，可从水、化石燃料等含氢物质中制取，是重要的工业原料及能源载体。氢气燃点低、爆炸区间广且扩散系数大。因此，氢气发生泄漏后容易消散，且不易形成可爆炸喷雾，爆炸下限浓度远远高于天然气、汽油等，在开放空间下较为安全可控。氢气、汽油蒸汽、天然气对比氢气、汽油蒸汽、天然气对比 技术指标技术指标 氢气氢气 汽油蒸汽汽油蒸汽 天然气天然气 爆炸极限爆炸极限（%）4.1-75 1.4-7.6 5.3-15 燃烧点能量（燃烧点能量（MJ）0.02 0.2 0.29 扩散系数（扩散系数（m2/s）6.11x10-5 0.55x10-5 1.61x10-5 热值热值（MJ/Kg）140145 4045 4055 图表 2：氢气、汽油蒸汽、天然气对比（来源：中国氢能联盟，M2 觅途咨询研究与分析）氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的 75%，是二次能源。氢能在 21 世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源，氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为 21 世纪备受关注的焦点。氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的 3 倍，酒精的 3.9 倍，焦炭的4.5 倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，可持续发展。1.2 氢能分类氢能分类 氢能是清洁、低碳能源，在使用过程中不产生额外污染，也不产生 CO2排放。按照氢能的制取方式，可将氢能划分为灰氢、蓝氢和绿氢：其中：（1）灰氢是通过化石燃料（例如石油天然气、煤）燃烧产生的氢气。这种类型的氢气约占当今全球氢气产量的 95，碳排放量最高。当前，工业中生产的氢气主要还是碳基（灰氢）。随着时间的推移，制氢面临的挑战是实现无碳或者碳 2023 年 11 月 6 2023 年氢能产业洞察白皮书 中性（绿氢或蓝氢）的技术替代。（2）蓝氢是在灰氢的基础上，应用碳捕捉、碳封存技术，实现低碳制氢，蓝氢气不是绿色氢气的替代品，而是一种必要的技术过渡，可以加速社会向绿色氢气的过渡。（3）绿氢是通过光伏发电、风电以及太阳能等可再生能源电解水制氢，在制氢过程中将基本上不会产生温室气体，因此被称为“零碳氢气”。我国发展“绿氢”具备良好的资源禀赋，中国有着可观的地热、生物质、海洋能、风电和光伏资源以及固体废弃物的资源化利用，随着近年来技术的进步，可再生能源的发电成本越来越具有竞争力，与此同时，中国拥有强大的基础设施建设能力，为发展“绿氢”提供了得天独厚的优势。氢能分类氢能分类 按碳排放强度划分 制取方式 碳排放量 灰氢 化石燃料制取 碳排放强度高 蓝氢 化石燃料制取+CCS 碳排放强度低 绿氢 可再生能源电解水制取 几乎没有碳排放 图表 3：氢能分类（来源：公开资料收集，M2 觅途咨询研究与分析）第第二二章章 全球全球氢能产业氢能产业概览概览 2.1 全球全球氢能氢能市场发展历程市场发展历程 氢能作为一种替代能源进入人们的视野还要追溯到 20 世纪 70 年代。其时，中东战争引发了全球的石油危机，美国为了摆脱对进口石油的依赖，首次提出“氢经济”概念，认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球交通的主要能源。1960 年至 2000 年，作为氢能利用重要工具的燃料电池获得飞速发展，在航天航空、发电以及交通领域的应用实践充分证明了氢能作为二次能源的可行性。氢能产业在2010 年前后进入低潮期。但 2014 年丰田公司“未来”燃料电池汽车的发布引发了又一次氢能热潮。随后，多国先后发布了氢能发展战略路线，主要围绕发电及交通领域推动氢能及燃料电池产业发展；欧盟于 2020 年发布了 欧盟氢能战略，2023 年 11 月 7 2023 年氢能产业洞察白皮书 旨在推动氢能在工业、交通、发电等全领域应用；2020 年美国发布氢能计划发展规划，制定多项关键技术经济指标，期望成为氢能产业链中的市场领导者。至此，占全球经济总量 75%的国家均已推出氢能发展政策，积极推动氢能发展。国际氢能委员会报告显示，自 2022 年 2 月以来，全球范围内启动了 131 个大型氢能开发项目。世界能源理事会预计，预计到 2030 年，全球氢能领域投资总额将达到 5000 亿美元；到 2050 年氢能在全球终端能源消费量中的占比可高达 25%。美国、欧洲、俄罗斯、日本等主要工业化国家和地区都已将氢能纳入国家能源战略规划，美国、日本等占据氢能关键技术制高点。1.美国美国 美国采取“脱碳+战略储备”的氢能发展模式，明确提出到 2030 年清洁氢能需求将达到 1000 万吨/年，实现“制-运-储-用”全链技术研发和规模化示范、加氢站 1000 座、工业与交通用氢成本降至 1-2 美元/kg。目前美国氢燃料电池、PEM电解槽、纯氢管道等领域具备技术优势。2.欧盟欧盟 欧盟设定了严格的绿氢门槛，碳税与碳交易价格也深刻影响氢能产业格局。2023 年 2 月，欧洲 CBAM 碳关税范围扩展至氢气，拟对灰氢、蓝氢收取关税，而绿氢将免于碳关税，加速推动绿氢产业。3.日本日本 日本采取“进口+能源安全”的氢能发展模式，预计在 2030 年前达成氢能产量 30 万吨/年、制氢成本 3 美元/kg、加氢站 900 座、燃料电池汽车保有量 80万辆，目前在 PEMFC、SOFC 等领域技术领先。2.2 全球全球氢能产业氢能产业市场规模市场规模 从全球角度来看，随着全球低碳转型进程的加快，氢能特别是清洁氢能将得到迅速发展。目前全球氢能市场的总规模约为 1250 亿美元，到 2030 年将在此基础上翻一番，到 2050 年达到万亿美元市场规模。随着可再生能源制氢技术的突破和成本的降低，氢能在全球能源市场中的占比也将进一步提升。2023 年 11 月 8 2023 年氢能产业洞察白皮书 图表 4：全球历年氢气产量（来源：IEA，M2 觅途咨询研究与分析）氢气产量稳步提升，中国增速领跑世界。根据 IEA 统计，2022 年全球氢气总产量达到 9813 万吨/+3%，全球氢能市场规模达到 1250 亿美元。2022 年中国氢气产量 3781 万吨/+13.1%，保持稳健增长，增速领先全球。2.3 全球全球氢能产业政策分析氢能产业政策分析 全球氢能产业加速发展，多因素共同促进产业提速。全球主要发达国家高度重视氢能产业发展，关键技术趋于成熟，基础设施建设加速，产业规模逐步提升，区域性供应网络逐渐形成。在能源安全、气候变化、技术进步三重因素共同作用下，世界各国纷纷加快推进氢能产业发展，将氢能作为应对气候变化和加快能源转型的重要举措。全球已有 30 多个国家推出氢战略、制定了氢能发展路线图，超过世界经济总量的 60%，其中美国、日本、韩国和欧盟等发达经济体在氢能技术创新、市场推广和国际合作方面领先于其他国家。各国资源结构、能源规划、发展战略各有不同，大体形成以欧盟、日韩、澳加、美国为代表的四类典型氢能发展模式。2.3.1 美国美国氢能政策氢能政策 提升氢能水平，加快绿氢发展与降本。1990 年起，美国采取了从政策评估到方案制定、从技术研发到示范推广的一体化思路，推动氢能的生产、流通、应用和创新。2020 年发布了氢能计划发展规划，提出未来十年及更长时期氢能研究、开发和示范的总体战略框架；2022 年 8 月美国参议院通过降低通货膨胀法案，将在 10 年内对低碳氢提供最多 3 美元/公斤的税收抵免；2023 年 2023 年 11 月 9 2023 年氢能产业洞察白皮书 6 月美国发布国家清洁氢战略与路线图，规划到 2030/2040/2050 年分别生产 1000/2000/5000 万吨清洁氢能源，并提出了短期、中期、长期氢能发展目标，计划到 2026 年电解水制氢成本降至 2 美元/kg，2031 年降至 1 美元/kg。2.3.2 欧洲欧洲氢能政策氢能政策 氢能多元化发展，构建协作伙伴关系。2019 年第二代欧盟燃料电池和氢能联合组织发布了欧洲氢能路线图，为大规模部署氢能和燃料电池指明方向；2020 年欧盟发布欧洲氢能战略，规划 2025-2030 年安装不少于 40GW 可再生氢能电解槽，生产 1000 万吨可再生氢能，并通过碳关税支持氢能发展；同年发布气候中性的欧洲氢能战略政策文件，并宣布建立欧盟氢能产业联盟，目前已有 15 个欧盟国家将氢能纳入其经济复苏计划；2022 年欧盟委员会推出Repower EU 计划，提升氢能产能目标，同时公布欧洲能源供应调整计划，目标到 2030 年在欧盟生产 1000 万吨可再生氢，并进口 1000 万吨可再生氢，可再生氢产能达到 2000 万吨。2.3.3 日本日本氢能政策氢能政策 打造氢能产业链，发展海上运输链。2017 年日本发布基本氢能战略，旨在构建全球“氢能社会”，成为全球首个制定国家层面氢能发展战略的国家。2018 年日本丰田汽车、日产汽车等 11 家公司联合成立了 JHyM，目标在 2023 年度之前建设 80 个加氢站；2019 年日本政府发布氢能利用进度表，提出氢能应用、氢能供应和全球化氢能社会的具体目标和措施。受限于自然资源与土地资源，日本制氢成本较高，搭建全球供应链主要依靠海上运氢，打造液化氢+甲基环己烷运输链。2.3.4 韩国韩国氢能政策氢能政策 构建“清洁氢”为主的生态圈。2018 年韩国发布 创新发展战略投资计划，将氢能产业列为三大战略投资方向之一；2019 年韩国发布 氢经济发展路线图，提出到 2030 年实现清洁氢能产量提高到 100 万吨，将氢燃料电池汽车增加到 62 万辆等目标；2021 年发布氢能经济实施方案，从生产、流通、应用、管理四个方面制定了推进细则，提出构建“清洁氢”为主的生态圈；2022 年韩国政府公布氢经济发展战略，计划到 2030 年普及 3 万辆氢能商用车。2023 年 11 月 10 2023 年氢能产业洞察白皮书 2.3.5 澳大利亚澳大利亚氢能政策氢能政策 打造全球氢能供应大国，发展国际氢能伙伴关系。2019 年澳大利亚发布澳大利亚氢能战略，计划创建氢能枢纽与大规模氢气需求的集群并生产全球 1/3 的清洁氢气，氢能项目规模到 2025 年/2030 年分别达到 300 MW/1000 MW。同时，澳大利亚政府积极与新加坡、德国、日本、韩国及英国发展国际氢能伙伴关系。2.4 全球下游终端需求市场发展现状分析全球下游终端需求市场发展现状分析 2.4.1 全球全球工业氢能工业氢能发展现状分析发展现状分析 氢能在工业领域的应用非常广泛。2022 年，全球工业用氢占总用氢比重达99%。全球氢能约 43%用于石油炼化，约 33%用于合成氨生产，约 17%用于甲醇，6%用于还原铁。目前绝大部分工业用氢均通过化石燃料制备，因此 2022 年仅工业用氢的制备便造成了高达 68000 万吨的碳排放。碳捕集在工业领域是一种常见的做法，可以通过碳捕集生产蓝氢，但捕获的 CO2中的大部分用于其它工业应用(如尿素生产)并最终被释放，只有少数项目将 CO2储存在地下。倘若维持当前排放水平，则全球气候目标将难以达成，工业用氢势必将由灰氢向绿氢转变。图表 5：全球各场景用氢量（来源：IEA，M2 觅途咨询研究与分析）2023 年 11 月 11 2023 年氢能产业洞察白皮书 2.4.2 全球交通全球交通氢能氢能发展现状分析发展现状分析 与 2021 年相比，2022 年交通氢能使用量增加了 45%左右，尽管起点相对较低。燃料电池电动汽车(FCEV)在汽车销售方面，在轿车和公共汽车领域看到了最早的成功，但随着重型燃料电池卡车销售的增加，其在总消费量中的份额正在迅速增加。中国对重型汽车的关注，以及在部署燃料电池卡车方面发挥的巨大作用，意味着尽管所有燃料电池车中只有 20%在中国，但它们消耗的氢超过道路运输所用氢的一半。截至 2023 年 6 月，全球约有 1100 个加氢站(HRS)19 在运行，另有数百个加氢站计划。在现有的加氢站中，300+个在中国，欧洲约有 250 个，韩国和日本约有 180 个。在美国，HRS 的库存自 2019 年以来仅增长了 10%。由于 FCEV车队以更高的速度增长，FCEV 与 HRS 的比例在这段时间内稳步增长，到 2023年 6 月，每个站点几乎达到 240 辆。自 2019 年以来，韩国每个加氢站的 FCEV比例一直保持在 140 至 200 辆之间。其他主要市场(如中国、日本和欧洲)的 FCEV每小时不到 50 辆。2.4.3 全球建筑全球建筑氢能氢能发展现状分析发展现状分析 纵观全球，氢能对满足建筑行业能源需求的贡献可以忽略不计，2022 年没有重大发展。作为实现全球气候目标的重要组成部分，有必要将建筑物中化石燃料的使用转向低碳替代品，但通过热泵电气化、区域供热和分布式可再生能源等选项相较于氢能都更加成熟。建筑行业使用氢气脱碳可以忽略不计，到 2030 年氢气使用量将略高于 100 万吨，占该行业总能源需求的 0.14%。根据目前的政策，到 2030 年，全球建筑物的氢使用量仅为 3 万吨。由于氢转换、运输和使用相关的能量损失，氢能用于建筑物比其他可用选项的效率低得多，并且它们需要新的或改变用途的基础设施和设备。例如，电动热泵与电解氢锅炉相比，提供相同的热量所需的电力要少五到六倍。2022 年全球在部署可能使用氢气的建筑技术方面进展甚微。目前，建筑行业的燃料电池在过去几年经历了少量市场增长，大部分安装在欧洲、日本、韩国和美国，主要使用化石燃料。在日本，由于 ENE-FARM 项目，到 2022 年底，部署 2023 年 11 月 12 2023 年氢能产业洞察白皮书 的燃料电池微型热电联产(CHP)单元的存量超过了 45 万台。在各种系统尺寸的固定式燃料电池中，在 2022 年，美国的装机容量约为 600MW，日本约 315MW，欧洲约 230MW，韩国大约 20MW。2.4.4 全球氢全球氢能能发电发展现状分析发电发展现状分析 氢作为燃料来发电的情况在各个国家的电力部门中极为罕见，全球发电组合中的份额仅占不到 0.2%(而且主要不是来自纯氢，而是来自钢铁生产，炼油厂或石化厂的含氢混合气体)。使用燃氢发电的技术今天已经商业化，一些燃料电池、内燃机(ICE)和燃气涡轮机的设计能够在富氢气体甚至纯氢上运行。以氨的形式使用氢气可能是发电的另一种选择。在日本和中国的燃煤电厂中，氨共烧已经成功地进行了试验验证。氨也可以成为燃气轮机的燃料。2022 年，日本在 2MW 燃气轮机中成功地展示了 100%氨的直接使用目前正在努力开发用于纯氨的 40MW 燃气轮机。虽然使用氢气和氨可以减少发电过程中的二氧化碳排放量，但氮氧化物(NOx)的排放是一个问题。现代燃气轮机今天使用干式低 NOx技术来管理 NOx排放，根据燃烧器设计和实施的燃烧策略，允许氢共烧份额为 30-60%(按体积计算)。研发活动进行中，已开发干式低 NOx燃气轮机，可以处理全氢混合范围高达100%。对于氨排放的氮氧化物，燃煤发电厂已有选择性催化还原等烟道气处理技术。氨燃烧也会导致一氧化二氮(N2O)排放，这是一种强烈的温室气体，但在日本的 2MW 示范项目中，与使用天然气的燃气轮机相比，燃烧氨的燃气轮机的总体温室气体排放(CO2和 N2O 的总和)可以减少 99%。第第三三章章 中国氢能产业中国氢能产业发展现状发展现状 3.1 中国氢能产业市场发展背景中国氢能产业市场发展背景 3.1.1 市场定义市场定义 氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，能帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能，加速推进工业、建筑、交通等领域的低碳化。我国具有良好的制氢基础与大规模的应用市场，发展氢能 2023 年 11 月 13 2023 年氢能产业洞察白皮书 优势显著，加快氢能产业发展是助力我国实现碳达峰碳中和目标的重要路径。氢能的开发与利用正在引发一场深刻的能源革命，氢能成为破解能源危机，构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的新密码。3.1.2 市场发展历程市场发展历程 我国氢能产业和发达国家相比仍处于发展初级阶段。近年来，我国对氢能行业的重视不断提高。2019 年 3 月，氢能首次被写入政府工作报告，在公共领域加快充电、加氢等设施建设；2020 年 4 月，中华人民共和国能源法（征求意见稿）拟将氢能列入能源范畴；2020 年 9 月，财政部、工业和信息化部等五部门联合开展燃料电池汽车示范应用，对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励；2021 年 10 月，中共中央、国务院印发关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见，统筹推进氢能“制储输用”全链条发展；2022 年 3 月，国家发展和改革委员会发布氢能产业发展中长期规划（20212035 年），氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。3.1.3 中国氢能产业政策中国氢能产业政策分析分析 1.国内利好政策频出，国内利好政策频出，氢能发展路径预期更为清晰氢能发展路径预期更为清晰“十四五”规划政策覆盖氢能全产业链，从氢能整体规划出发，向工业领域、交通领域、储能领域等拓展延伸、引导氢能产业发展。这些年来，国家政策持续加大氢能产业发展力度。2011 年中国相关政策就已涉及制氢、储氢等配套设施的发展；2014 年提出对新建加氢站给予奖励；2019 年首次在政府工作报告中提出“推动充电、加氢等设施建设”。根据氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年），我国计划到 2025 年部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到 10-20 万吨/年；到 2030 年形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系；到 2035 年形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。2.各地方政府出台发布氢能发展规划目标，各地方政府出台发布氢能发展规划目标，推动行业增长推动行业增长 在国家政策推动下，各地陆续出台规划支持氢能产业发展。2018 年以来地 2023 年 11 月 14 2023 年氢能产业洞察白皮书 方政府针对氢能源基础设施建设的扶持政策接踵而至，2019-2023 年将氢能写入政府工作报告的省市及自治区数量由 9 个提高到了 19 个，氢能发展步入快车道。五大示范城市群推广应用，氢燃料电池汽车探索进行时。截至 2022 年，我国已经批准包括京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河南城市群和河北城市群在内的五大示范城市群，这些地区具有氢燃料电池产业链发展基础，通过政策支持，有望带动氢燃料电池汽车快速商业化。多省份氢能项目加速布局落地。据统计，2023 年，氢能产业项目涉及 9 省 35 个项目，总投资超 650 亿元，覆盖整个产业链，尤其以制氢、产业园和燃料电池相关产业为主。各地区立足于自身区位优势，因地制宜发展氢能，加快推动氢能的商业化发展。3.2 中国中国市场规模市场规模 自 2020 年“双碳”目标提出后，我国氢能产业热度攀升，发展进入快车道。2022 年中国年制氢产量约 4004 万吨，成为目前世界上最大的制氢国。中国氢能产业联盟预计到 2030 年碳达峰期间，我国氢气的年需求量将达到约 4，000万吨，在终端能源消费中占比约为 5%，其中可再生氢供给可达约 770 万吨。到2060 年碳中和的情境下，氢气的年需求量有望增至 1.3 亿吨左右，在终端能源消费中的占比约为 20%，其中 70%为可再生能源制氢。图表 6：中国历年氢能产量（来源：中国煤炭工业协会，中国氢能联盟，M2 觅途咨询研究与分析）根据中国氢能联盟资料，预计到 2050 年，中国氢能产业产值规模有望达到 12 万亿元，将成为引领经济发展的新增长极。3.3 国内氢能产业政策解读国内氢能产业政策解读 2023 年 11 月 15 2023 年氢能产业洞察白皮书 国内氢能产业呈现积极发展态势，国内企业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。颁布主体颁布主体 颁布时间颁布时间 政策名称政策名称 核心内容核心内容 国家标准委、国家发改委、工信部、生态环境部、应急管理部、国家能源局六部门 2023.8.8 氢能产业标准体系建设指南（2023版）构建了氢能制、储、输、用全产业链标准体系，涵盖基础与安全、氢制备、氢储存和输运、氢加注、氢能应用五个子体系，按照技术、设备、系统、安全、检测等进一步分解，形成了20个二级子体系、69个三级子体系。支撑氢能制、储、输、用全链条发展的标准体系基本建立，制修订30项以上氢能国家标准和行业标准。重点加快制修订氢品质检测、氢安全、可再生能源水电解制氢、高压储氢容器、车载储氢气瓶、氢液化装备、液氢容器、氢能管道、加氢站、加注协议、燃料电池、燃料电池汽车等方面的标准，打通氢能产业链上下游关键环节。鼓励产学研用各方参与标准制定，支持有条件的社会团体制订发布团体标准，增加标准有效供给。同时，深度参与ISO、IEC国际2023 年 11 月 16 2023 年氢能产业洞察白皮书 标准化工作，积极提出氢能领域国际标准提案，逐步提高我国氢能国际标准化影响力。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，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、加翅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 2023 年 11 月 17 2023 年氢能产业洞察白皮书 储能发展实