2022年中国制氢行业概览.pdf

20222022年年中国制氢行业概览中国制氢行业概览Overview of Chinas hydrogen production industry in 2022报告主要作者：孙搏文2022/概览标签：燃料电池、制氢产业链、制氢技术、低碳能源氢气的热值大约是汽油和天然气的三倍左右，且氢气具备资源无限、清洁、方便和安全性高等特性，是其未来逐步替代传统化石能源成为未来人类主流能源消费选择的根本原因。由于传统燃料（化石能源）的大规模使用，使全球面临资源枯竭，环由于传统燃料（化石能源）的大规模使用，使全球面临资源枯竭，环境污染，温室效应等问题。氢气、直接电力等绿色能源成为未来人类境污染，温室效应等问题。氢气、直接电力等绿色能源成为未来人类能源消费的主要选择能源消费的主要选择012022年3月国家发展改革委、国家能源局联合发布氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）以及2021年8月国家推出以北京、上海、广东、郑州和张家口为首的五个燃料电池汽车示范应用城市群，全面推动了中国氢燃料电池汽车的发展。政策助力政策助力，氢燃料电池汽车配套设备及基础建设加快建设；政府规氢燃料电池汽车配套设备及基础建设加快建设；政府规划大幅度提升氢燃料电池汽车渗透率划大幅度提升氢燃料电池汽车渗透率促进上游制氢促进上游制氢、储氢和加氢行储氢和加氢行业发展业发展。02依靠CCUS（碳捕集、利用与封存）技术的蓝氢是灰氢向绿氢的过渡环节，目前煤制氢工艺及天然气制氢工艺在结合CCUS技术后，碳排放量的降幅均高达50%以上。绿氢制造工艺包括碱性水电解、质子交换膜电解、固体氧化物电解、碱性阴离子交换膜电解四种；碱性水电解、质子交换膜电解有规模化、商业化的潜力。为达成为达成“碳中和碳中和”、“碳达峰碳达峰”，未来化石能源制造的灰氢会逐步被未来化石能源制造的灰氢会逐步被搭载搭载CCUS技术的蓝氢和电解水制造的绿氢替代技术的蓝氢和电解水制造的绿氢替代。03“3060”双”双碳碳政策下中国制氢行政策下中国制氢行业飞速业飞速发展发展2022年年3月月23日日，由国家发展改革委由国家发展改革委、国家能源局联合国家能源局联合发布发布氢能产业发展中长期规划氢能产业发展中长期规划（2021-2035年年），为中国氢能发展注入活力为中国氢能发展注入活力。2019年全球终端能源石油年全球终端能源石油、天然气天然气、煤炭占比分别为煤炭占比分别为42%、15%、11%，化石能源化石能源总占比为总占比为78%，是长久以来全球碳排放的主要来源是长久以来全球碳排放的主要来源。在在零碳设想下的未来零碳设想下的未来，终端能源消费将以直接电力和氢气终端能源消费将以直接电力和氢气为主为主。其中直接电力占比预计为其中直接电力占比预计为68%；氢气及其衍生品；氢气及其衍生品占比约为占比约为13%。随着未来下游氢能需求越来越旺盛随着未来下游氢能需求越来越旺盛，上上游制氢工艺也开始逐步发展游制氢工艺也开始逐步发展。摘要摘要2021 LeadLeo随着技术的持续进步，质子交换膜随着技术的持续进步，质子交换膜采购成本会逐步降低采购成本会逐步降低；其单位制氢；其单位制氢成本也会逐步降低，预计未来其单位制氢成本会低于碱性电解水制氢，成本也会逐步降低，预计未来其单位制氢成本会低于碱性电解水制氢，成为行业主流制氢工艺。成为行业主流制氢工艺。04质子膜电解槽的技术进步将集中于电催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心组件，同时技术进步也会导致电解槽整体性能的提升。国产设备效率低下，设备国产化率低可能成为行业潜在制约因素。第一章：第一章：行业背景行业背景-04氢气的潜力氢气的潜力-05氢气的优势氢气的优势-06全球氢能规划全球氢能规划-07我国氢能相关政策我国氢能相关政策-08 第二章：行业综述第二章：行业综述-10灰氢、蓝氢、绿氢的定义灰氢、蓝氢、绿氢的定义-11煤制氢煤制氢&天然气制氢天然气制氢-12工业副产制氢工业副产制氢-13 第三章：产业链分析第三章：产业链分析-14制氢产业链制氢产业链-15上游原材料上游原材料-16中游：制氢中游：制氢-17下游：储氢及加氢行业市场规模下游：储氢及加氢行业市场规模-18下游：应用领域下游：应用领域-19下游：燃料电池发展历程下游：燃料电池发展历程&市场规模市场规模-20 第四章：制氢行业未来发展趋势第四章：制氢行业未来发展趋势-21过渡解决方案：蓝氢过渡解决方案：蓝氢-22电解水制氢（电解水制氢（ALK及及PEM）-23发展趋势发展趋势-27电解水制氢平价预测电解水制氢平价预测-28 第五章：市场规模第五章：市场规模&驱动和驱动和制约因素制约因素-29氢气供给氢气供给&需求需求-30氢气未来市场规模氢气未来市场规模-31驱动和制约因素驱动和制约因素-32 第六章：国第六章：国内内电解液电解液行业重点企业行业重点企业-35目录目录CONTENTSCONTENTS4第一部分：行业背景主要观点：预计2050年中国终端能源需求达28亿吨标准煤；当今能源体系中化石能源占比高达78%；在全球零碳经济的设想下氢气及其衍生品在未来全球能源结构中占比约为13%，大约为3.64亿吨标准煤。氢气相比传统化石能源具备能量密度大、资源无限、清洁、方便和安全性高等优势；是为来氢气对化石能源实现替代的主要原因。美国、法国、德国、日本等发达国家都出台了一系列氢能产业相关规划，为氢能发展提供助力。中国加快氢能配套基础设施的建设，规划增加燃料电池车辆保有量，在石油化工行业，实行绿氢炼化等降碳工程，为中国氢气上下游相关企业快速发展铺平道路。5章节章节1.1氢气的潜力氢气的潜力预计预计2050年中国终端能源需求达年中国终端能源需求达28亿吨标准煤；当今能源体系中化石能源占比高达亿吨标准煤；当今能源体系中化石能源占比高达78%；在全球零碳经济的设想下氢；在全球零碳经济的设想下氢气及其衍生品在未来全球能源结构中占比约为气及其衍生品在未来全球能源结构中占比约为13%，大约为大约为3.64亿吨标准煤亿吨标准煤。来源：BNEF、ETC、公开资料，头豹研究院整理2019年全球能源体系结构及年全球能源体系结构及2050 年零碳设想下的终端能源消费分布年零碳设想下的终端能源消费分布终端能源需求有望于终端能源需求有望于2025年前后达峰，需求峰值大约为年前后达峰，需求峰值大约为37亿吨标准煤亿吨标准煤中国终端能源需求有望于2025年前后达峰，需求峰值大约为37亿吨标准煤，预计2035年、2050年和2060年分别达到34亿吨、28亿吨和24亿吨标准煤左右。2021年全年中国能源消费总量52.4亿吨标准煤，一次能源需求将于“十五五”期间达峰，需求峰值大约为57亿吨标准煤.预计2035年、2050年和2060年分别达到55亿吨、51亿吨和46亿吨标准煤左右。现阶段（2019）全球终端能源石油、天然气、煤炭占比分别为42%、15%、11%，化石能源总占比为78%，是目前碳排放的主要来源。目前终端能源消费结构中氢气能源几乎没有占比。为达成2050年全球零碳经济的愿景，未来全球终端能源消费结构将发生巨大变化。根据ETC的预测2050年零碳场景下，直接电力和氢气及其衍生品将是未来全球能源结构中最为重要的两个组成部分。其中直接电力占比预计为68%；氢气及其衍生品占比约为13%，大约为3.64亿吨标准煤。头豹洞察：头豹洞察：010203040506020212025E2035E2050E2060E终端能源消费需求终端能源消费需求一次能源消费需求一次能源消费需求直接电力直接电力,68.00%68.00%氢气氢气,13.00%13.00%氢基氨和合成氢基氨和合成燃料燃料,5.00%5.00%其他其他,14.00%14.00%煤炭煤炭11.00%11.00%天然气天然气15.00%15.00%石油石油42.00%42.00%生物能生物能10.00%10.00%电力电力19.00%19.00%其他其他3.00%3.00%单位：亿吨单位：亿吨6章节章节1.2氢气的优势氢气的优势氢气相比传统化石能源具备能量密度大氢气相比传统化石能源具备能量密度大、资源无限资源无限、清洁和安全性高等优势；是为来氢气对化石能源实现替代的主要清洁和安全性高等优势；是为来氢气对化石能源实现替代的主要原因原因。来源：中国氢能联盟、公开资料，头豹研究院整理氢气和汽油及天然气相比在安全性及热值上更具优势氢气和汽油及天然气相比在安全性及热值上更具优势氢气主要优势为能量密度大、资源无限、清洁和可运输氢气主要优势为能量密度大、资源无限、清洁和可运输取之不尽：取之不尽：氢气属于可再生能源，且氢元素是宇宙中含量最丰富的的元素。能量密度高：能量密度高：氢气的热值显著高于其他化石能源如汽油和天然气。无碳排放：无碳排放：氢气不含碳元素，燃烧过程中不会产生二氧化碳，且氢气可以和天然气混合使用达到减少碳排放的目的。可大批量运输：可大批量运输：氢气可以通过混合和液化等手段实现大批量运输。可长期储存：可长期储存：氢气可以通过压缩、低温液化等方式实现长期储存。头豹洞察：头豹洞察：氢气氢气汽油汽油天然气天然气常温下的物理状态常温下的物理状态气体液体气体热值（热值（MJ/Kg）12041.8446.03燃烧点能量（燃烧点能量（MJ）0.020.200.29扩散系数（扩散系数（M2/s）6.1110-50.5510-5（蒸汽）1.610-5起爆体积浓度起爆体积浓度4.1%75%1.4%7.6%（蒸汽）5.3%15%氢气氢气能量大能量大&资源无限资源无限清洁清洁可运输可运输取之不尽取之不尽能量密度高能量密度高无碳排放无碳排放可大批量运输可大批量运输可长期储存可长期储存氢气的热值大约是汽油和天然气的三倍左右，证明其能量密度远远高于汽油和天然气。氢气的扩散速度是天然气的3.8倍，但泄露能量仅约为天然气的40%；氢气具有最大的浮力和扩散性，泄漏的氢气将会很快上升并向各个方向快速扩散，使得浓度难以达到爆炸所需浓度；氢气的爆炸能量也是常见燃气中最低的，仅为汽油气的1/22；因此氢气不仅具备了更高的能量密度，在安全性方面也相比天然气和汽油有了大幅度的提升。头豹洞察：头豹洞察：7章节章节1.3全球氢能规划全球氢能规划美国美国、法国法国、德国德国、日本等发达国家都出台了一系列氢能产业相关投资及战略规划日本等发达国家都出台了一系列氢能产业相关投资及战略规划，用于攻克制氢行业及下游氢燃料用于攻克制氢行业及下游氢燃料电池汽车关键技术电池汽车关键技术，助力制氢行业快速发展助力制氢行业快速发展。来源：中国氢能产业报告 2020，中国石化杂质2022 年第 5 期，头豹研究院整理部分国家氢能产业规划部分国家氢能产业规划国家国家主要措施主要措施目标目标美国美国截至2025年，拟投资1亿美元进行关键技术研究计划突破大规模、长寿命、高效率、低成本的电解槽技术，以及加速重型车辆（包括长途卡车）燃料电池系统的开发，以实现其与传统燃油发动机相当的经济性法国法国出资一亿欧元进行氢能在工业、交通等领域建设到 2028 年，电解制氢成本降低至 23 欧元/公斤，加氢站规模建设增加至400-1000 座，轻型商用车 25 万辆，重型车辆 800-2000 辆，工业用氢中无碳氢占 2040%。在 2035 年实现飞机的碳中和，并在未来三年投入 15 亿欧元用于研发。德国德国通过了国家氢能源战略，并在现有基础上投入70亿欧元用于氢能源市场推广、20 亿欧元用于国际合作。到 2025 年，氢燃料电池汽车规模扩大，加氢站达到 400 座日本日本发布基本氢能战略以及氢能进度利用表到2030年，建成加氢站 900 座，燃料电池汽车 80 万辆，燃料电池公共汽车1200 辆，燃料电池叉车 1000 辆；到 2050年，氢燃料电池汽车取代传统汽油燃料车，加氢站取代加气站，氢能发电取代天然气发电，引入大型燃料电池汽车。韩国韩国发布首个氢经济发展基本规划到 2050 年韩国氢能将占最终能源消耗的 33%，发电量的 23.8%，成为超过石油的最大能源，将在全国建立 2000 多处加氢站。澳大利亚澳大利亚 发布国家氢能战略政府已投资超过 13 亿澳元以加快国内氢产业的增长。如果所有正在开发的项目都成功部署，到 2030 年，澳大利亚的电解氢产能将达到近 20 吉瓦，其中大部分将以氢气和氨的形式出口。新西兰新西兰宣布塔拉纳基氢气路线图建议每年出口约 30 万吨氢气，约占产量的 40%。8章节章节1.4.1我国氢能相关政策我国氢能相关政策中国加快氢能配套基础设施的建设中国加快氢能配套基础设施的建设，规划增加燃料电池车辆保有量规划增加燃料电池车辆保有量，在石油化工行业在石油化工行业，实行绿氢炼化等降碳工程实行绿氢炼化等降碳工程，为中国氢气上下游相关企业快速发展铺平道路为中国氢气上下游相关企业快速发展铺平道路。来源：公开资料，头豹研究院整理中国氢能相关政策，中国氢能相关政策，2019-2022年年日期日期政策名称政策名称内容内容2022.03氢能产业发展中长期规划（氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）年）到2025年，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，成为新增氢能消费的重要组成部分，实现二氧化碳减排100-200万吨/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，产业布局合理有序，可再生能源制氢广泛应用，有力支撑碳达峰目标实现。2021.12“十四五”工业绿色发展规划十四五”工业绿色发展规划指出加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用2021.11综合运输综合运输十四五十四五发展规划发展规划加快充换电、加氢等基础设施规划布局和建设。国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域每年新增或更新公交、出租、物流配送等车辆中新能源汽车比例不低于80%。2021.11十四五全国清洁生产推行方案十四五全国清洁生产推行方案在石油化工行业，实行绿氢炼化等降碳工程，推动氢能产业的技术进步和产业发展2021.11关于深入打好污染防治攻坚战的意见关于深入打好污染防治攻坚战的意见明确提到推动氢燃料电池汽车示范应用，有序推广清洁能源汽车2021.11关于加强产融合作推动工业绿色发展关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见的指导意见引导企业加大可再生能源使用、推动电能、氧能、生物质能替代化石燃料；加快充电桩、换电站、加氢站等基础设施建设运营2021.5十四五规划十四五规划在氢能和储能等前言科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划2020.10节能与系能源汽车技术路线图节能与系能源汽车技术路线图2.0燃料电池汽车实现商业化应用，氢燃料供给体系建设稳步推进等纳入发展愿景新能源汽车产业发展规划新能源汽车产业发展规划2021-20352020.09关于开展燃料电池示范应用的通知关于开展燃料电池示范应用的通知采取“以奖代补”的形式对示范城市给予奖励，重点围绕关键零部件的技术公关和产业化应用开展示范。2020.062020年能源工作指导意见年能源工作指导意见制定实现氢能产业发展规划、组织开展关键技术装备公关，积极推动应用示范。2019.03政府工作报告政府工作报告首次被写进政府工作报告；推动充电、加氢等设备建设。2022 LeadL400-072-5588章节章节1.4.2我国氢能相关政策我国氢能相关政策2022年年3月月23日日，由国家发展改革委由国家发展改革委、国家能源局联合发布国家能源局联合发布氢能产业发展中长期规划氢能产业发展中长期规划（2021-2035年年），确定确定了中国氢能发展未来的主要目标以及工作重点了中国氢能发展未来的主要目标以及工作重点。来源：公开资料，头豹研究院整理氢能产业发展中长期规划（氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）年）目目标标202520302035建立以工业副产氢和可再生能源制氢工业副产氢和可再生能源制氢为主的氢能供应体系。燃料电池车辆达到5 5万辆万辆。可再生能源制氢量达到1010-2020万吨万吨/年年，及二氧化碳减排达到100100-200200万吨万吨/年年。形成完备的氢能产业技术创新体系及清洁能源制清洁能源制氢和供应体系氢和供应体系。可再生能源制氢需达到广泛应用。形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业交通、储能、工业等领域等领域的氢能应用生态。工工作作重重点点系统构建支撑氢能产业高质量发展创新体系氢能产业高质量发展创新体系，提升关键核心技术关键核心技术水平。推进制氢、储运、加氢等氢能基础设施建设。制氢、储运、加氢等氢能基础设施建设。推进交通、储能、发电、工业等领域多元化示范交通、储能、发电、工业等领域多元化示范应用应用。完善氢能发展政策和制度保障体系10第二部分：行业综述主要观点：根据制氢工艺不同，氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢3种；目前全球制氢工艺主要以依靠化石能源（煤、天然气和石油）生产灰氢为主；电解水制氢生产绿氢占比仅达到4%。煤制氢和天然气制氢为当今中国主流制氢工艺，天然气制氢相比煤制氢具备投资成本低、氢气产率高，且碳排放量低的优势，但因地理、资源等原因，天然气制氢工艺发展受到制约。工业副产氢指现有工业在生产目标产品的过程中生成的氢气，其主要工艺包括焦炉煤气复产氢、氯碱副产氢、丙烷脱氢（PDH）副产氢、乙烷裂解副产氢。11章节章节2.1灰氢、蓝氢、绿氢的定义灰氢、蓝氢、绿氢的定义根据制氢工艺不同根据制氢工艺不同，氢气分为灰氢氢气分为灰氢、蓝氢和绿氢蓝氢和绿氢3种；目前全球制氢工艺主要以依靠化石能源种；目前全球制氢工艺主要以依靠化石能源（煤煤、天然天然气和石油气和石油）生产灰氢为主；电解水制氢生产绿氢占比仅达到生产灰氢为主；电解水制氢生产绿氢占比仅达到4%。来源：公开资料，头豹研究院整理灰氢、蓝氢、绿氢的定义灰氢、蓝氢、绿氢的定义及对应的生产工艺及对应的生产工艺类类型型定义定义生产工艺生产工艺技术成技术成熟度熟度成本成本碳排放碳排放灰氢依靠化石能源如天然气、煤炭等资源生产出来的氢气，生产过程中有大量碳排放，这类氢气被定义为灰氢。煤制氢成熟低高天然气制氢低较高工业副产制氢低较低蓝氢依靠化石能源如天然气、煤炭等资源生产出来的氢气但生产过程中附加了CCS/CCUS（碳捕获、利用与封存技术）使生产过程中的碳排放减少，这类氢气被定义为蓝氢。煤制氢+CCS/CCUS成熟较高较高天然气制氢+CCS/CCUS较高较低绿氢使用可再生能源生产出来的氢气，生产过程中没有碳排放或者只有极少的碳排放，这类氢气被定义为绿氢。电解水制氢不成熟高低目前全球制氢工艺主要以生产灰氢为主，其中煤制氢占比为18%、天然气重整制氢占比为48%、石油制氢占比为30%、电解水制氢占比为4%。中国制氢工艺同样以生产灰氢为主，其中煤制氢高达63.54%、天然气重整制氢占比为13.76%、工业副产氢为21.18%、电解水制氢占比为1.52%。灰氢生产工艺虽然技术成熟，但存在大量碳排放等问题，未来会被蓝氢和绿氢逐步替代。化石能源制氢是目前全球主流制氢方法化石能源制氢是目前全球主流制氢方法18%48%30%4%煤制氢煤制氢天然气重整制氢天然气重整制氢石油制氢石油制氢电解水制氢电解水制氢63.54%13.76%21.18%1.52%煤制氢煤制氢天然气重整制氢天然气重整制氢工业副产提纯制氢工业副产提纯制氢电解水制氢电解水制氢全球：全球：中国：中国：头豹洞察：头豹洞察：12章节章节2.2.1煤制氢煤制氢&天然气制氢天然气制氢煤制氢和天然气制氢为当今中国主流制氢工艺煤制氢和天然气制氢为当今中国主流制氢工艺，天然气制氢相比煤制氢具备投资成本低天然气制氢相比煤制氢具备投资成本低、氢气产率高氢气产率高，且碳排且碳排放量低的优势放量低的优势，但因地理但因地理、资源等原因资源等原因，天然气制氢工艺发展受到制约天然气制氢工艺发展受到制约。来源：化石原料制氢技术发展现状与经济性分析、头豹研究院整理煤制氢工艺流程煤制氢工艺流程煤制氢的工艺流程是将煤炭经高温气化形成合成气，并进行混合气体净化、CO变换分离，之后再经CO2分离、氢气提纯尾气处理等工序后得到高纯度氢气。优点为工艺技术成熟、原料成本低、装置规模大。低廉的原材料成本使煤制氢工艺的单位制氢成本达到最低。国内煤气化制氢装置最大的规模超过每小时 20万立方米。缺点为设备结构复杂、配套装置投资成本高、气体分离成本高、产氢效率低、CO2排放高。其中煤制氢工艺的碳排放量为22-35KgCO2e/kgH2，投资强度在1.25万元/Nm3.H1.77 万元/Nm3.H。头豹洞察：头豹洞察：空气空气煤煤水蒸气水蒸气煤造气煤造气净化净化压缩压缩变换变换干燥干燥变压吸附变压吸附二氧化碳二氧化碳变压吸附变压吸附二氧化碳二氧化碳产品氢气产品氢气驰放气驰放气水蒸气水蒸气天然气制氢工艺流程天然气制氢工艺流程天然气水蒸气重整制氢（SMR）的主要工艺流程是将天然气与水蒸气在高温环境下发生反应制成主要由O2、CO组成的混合气体，之后再通过水煤气转换反应将置于高温环境下的CO转换为CO2和氢气，最后经分离、提纯得到高纯度氢气。相比煤制氢工艺具备投资成本更低、氢气产率更高，且CO2排放量更低的优势；天然气制氢工艺的碳排放量为10-16KgCO2e/kgH2，投资强度在0.6万元/Nm3.H-1.4万元/Nm3.H。中国因资源原因，无法保证天然气气源供应，制约天然气制氢工艺的发展。头豹洞察：头豹洞察：脱硫脱硫预重整预重整水蒸气重整水蒸气重整换热器换热器一氧化碳变换一氧化碳变换换热器换热器变压吸附变压吸附天然气天然气水蒸气水蒸气800K800K1100K1100K470470-820K820K二氧化碳二氧化碳氢气氢气13章节章节2.2.2工业副产制氢工业副产制氢工业副产氢指现有工业在生产目标产品的过程中生成的氢气工业副产氢指现有工业在生产目标产品的过程中生成的氢气，其主要工艺包括焦炉煤气副产氢其主要工艺包括焦炉煤气副产氢、氯碱副产氢氯碱副产氢、丙烷丙烷脱氢脱氢（PDH）副产氢副产氢、乙烷裂解副产氢乙烷裂解副产氢。来源：公开资料、头豹研究院整理工业副产氢气主要工艺包括焦炉煤气副产氢、工业副产氢气主要工艺包括焦炉煤气副产氢、氯碱副产氢氯碱副产氢、丙烷脱氢（丙烷脱氢（PDHPDH）副产氢、乙烷裂解副产氢）副产氢、乙烷裂解副产氢工业副产氢气是指现有工业在生产目标产品的过程中生成的氢气，其主要工艺包括焦炉煤气复产氢、氯碱副产氢、丙烷脱氢（PDH）副产氢、乙烷裂解副产氢。焦炉煤气副产氢的主要优势为焦炉煤气（COG）是最可能实现大规模制氢的原料之一（即原材料相对充足，能够大规模应用）。氯碱副产制氢的主要优势为能耗低、投资少、自动化程度高、且提取氢气纯度高，无环境污染（制取过程不排放CO2）。丙烷脱氢（PDH）副产氢的主要优势为副产氢容易净化，回收成本低，产业布局多数分布在东部沿海地区与氢能产业负荷中心有很好的重叠具备一定地理优势。乙烷裂解副产氢的主要优势为氢气回收率相对较高，且主要产物乙烯为重要化工原料，因此乙烷裂解技术正在迅速发展。头豹洞察：头豹洞察：工艺工艺主要流程主要流程回收率回收率焦炉煤气复产氢焦炉煤气复产氢通过对焦炉煤气压缩提升气压、预处理移除焦炉煤气中以焦油为主的高沸点成分、利用吸附剂将不同成分的气体分离和纯化，最后脱氧、干燥、降氧、提氢获取高纯度氢气。2020年焦炭产量4.7亿吨，可制取副产氢约760万吨。氯碱副产氢氯碱副产氢以食盐水为原材料，利用离子膜/石棉隔膜电解槽生产烧碱和氯气，并同时得到副产物氢气，再通过 PSA 提氢技术将副产物氢气进一步提纯获取纯度达99%以上的高纯度氢气。2020年我国烧碱产量3643万吨，可副产氢气约90万吨。丙烷脱氢（丙烷脱氢（PDH）副产）副产氢氢丙烷在一定范围的压力和温度条件下，通过合适的催化剂作用发生脱氧反应，从中获取丙烯和氢气。2020年国内PDH产能约为 2000万吨，在3.6%的氢气回收率下PDH副产氢气约为72万吨。乙烷裂解副产氢乙烷裂解副产氢通过热解、压缩、冷却和分离得到乙烯和包含氢气在内的其他副产气体氢气回收率在8%左右14第三部分：产业链分析主要观点：制氢产业链上游为原材料供应商和设备技术供应商，中游为氢气制造企业主要分为化石能源制氢、工业副产制氢和可再生能源制氢，下游为储氢服务提供商和加氢站。上游制氢原材料煤炭及天然气一年内均有波动，2022年7月煤炭价格为839元/吨，同比上涨6.28%；2022年6月天然气价格为6,558.8元/吨，同比上涨61.93%。中国制氢市场竞争格局较为分散，现阶段中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业；未来随着制氢技术迭代，宝丰能源等绿氢制造企业具备先发优势。制氢产业链中下游（储氢、加氢、氢燃料电池车）相关配套产业相对成熟，大幅度增加了上游制氢项目的落地可能性；中游储氢和加氢市场与下游氢燃料电池汽车市场息息相关，随着下游燃料电池汽车保有量的增加，储氢和加氢市场规模也逐渐扩大。氢气终端应用领域主要为交通领域、工业领域和建筑领域。其中交通领域因氢燃料电池车的原因，是未来我国氢能源使用的主要增量部分。氢燃料电池汽车已经进入商业化推广阶段；2021-2020年全球燃料电池行业市场规模迅速增长，2020年全球燃料电池行业市场规模达到36.92亿美元。15产业链上游产业链上游章节章节3.1制氢产业链制氢产业链制氢产业链上游为原材料供应商和设备技术供应商制氢产业链上游为原材料供应商和设备技术供应商，中游为氢气制造企业主要分为化石能源制氢中游为氢气制造企业主要分为化石能源制氢、工业副产制氢和工业副产制氢和可再生能源制氢可再生能源制氢，下游为储氢服务提供商和加氢站下游为储氢服务提供商和加氢站。产业链下游产业链下游产业链中游产业链中游来源：公开资料、头豹研究院整理化石能源制氢化石能源制氢工业副产制氢工业副产制氢可再生能源制氢可再生能源制氢设备技术供应商设备技术供应商原材料供应商原材料供应商储氢储氢加氢加氢16章节章节3.2上游：原材料上游：原材料上游制氢原材料煤炭及天然气一年内均有波动上游制氢原材料煤炭及天然气一年内均有波动，2022年年7月煤炭价格为月煤炭价格为839元元/吨吨，同比上涨同比上涨6.28%；2022年年6月天然气价月天然气价格为格为6,558.8元元/吨吨，同比上涨同比上涨61.93%。来源：Wind、公开资料，头豹研究院整理2022年年6月制氢主要原材料天然气价格为月制氢主要原材料天然气价格为6,558.8元元/吨，同比上涨吨，同比上涨61.93%2022年年7月制氢主要原材料煤碳价格为月制氢主要原材料煤碳价格为839元元/吨，同比上涨吨，同比上涨6.28%2022年7月煤制氢工艺主要原材料煤碳价格为839元/吨，同比上涨6.28%；2022年6月制氢主要原材料天然气价格为6,558.8元/吨，同比上涨61.93%。根据制氢工艺与技术的数据，以9万m3/h煤气化制氢规模为基准；每生产一吨氢，需要消耗7.5吨褐煤，2021年9月至2021年11月煤炭价格大涨，2021年10月19日煤炭价格达到峰值为1908.2元/吨，氢气制造成本也受此影响，大幅提升。天然气制氢大约每0.6m3天然气能够生产1m3的氢气，2022年2月开启的俄乌战争严重影响了全球天然气的供给，促使天然气价格飞速提升，2022年2月28日天然气价格达到峰值8,437.20元/吨，氢气制造成本也随之直线增长。头豹洞察：头豹洞察：0.0200.0400.0600.0800.01,000.01,200.01,400.01,600.01,800.02,000.0期货结算价(活跃合约):动力煤单位：元单位：元/吨吨0.01,000.02,000.03,000.04,000.05,000.06,000.07,000.08,000.09,000.0市场价:液化天然气LNG:全国单位：元单位：元/吨吨17章节章节3.3中游：制氢中游：制氢中国制氢市场竞争格局较为分散中国制氢市场竞争格局较为分散，现阶段中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业；未来随着制氢技现阶段中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业；未来随着制氢技术迭代术迭代，宝丰能源等绿氢制造企业具备先发优势宝丰能源等绿氢制造企业具备先发优势。来源：公开资料，头豹研究院整理部分制氢公司所属制氢项目投资情况部分制氢公司所属制氢项目投资情况2021年中国企业氢气产量年中国企业氢气产量中国石化和国家能源集团是国内氢气产量最大的两家企业,2021年,国家能源集团年生产400万吨的氢气,占总体产量的16%;中国石化氢气年生产量达350万吨,占全国氢气产量的14%。国家能源集团和中国石化两家企业的市场份额占据三成,其他氢气生产企业数量多,氢气生产规模相对较小,市场竞争格局较为分散。但未来随着制氢技术迭代，电解水制氢逐渐成为主流制氢工艺，宝丰能源等绿氢制造企业可以凭借先发优势逐步拥有更多的市场占有率。煤制氢作为国内现在主流制氢工艺，投资规模较大，投资成本包括煤粉准备、水煤浆制备、气化炉、变化单元、吸附装置等，投资强度在1.25万元/Nm3.H1.77万/Nm3.H。电解水制氢为未来发展方向，现阶制氢及段投资规模较小，投资强度较大。AWE电解水制氢投资成本包括设备投资，包括电解槽、电源设备、纯水设备、电解质溶液调整设备、气液分离器、碱雾和水分等的去除设备、运输设备、充装单元等。PEM电解水制氢投资主要包括设备投资，有电解槽、公辅装置、压缩机、储运装置等。电解水制氢现在技术还未完全成熟，具有较大的降本空间。头豹洞察：头豹洞察：单位：万吨单位：万吨40039026024205.64.132.51.71.40.050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0公司公司制氢工艺制氢工艺制氢规模制氢规模（Nm3/hNm3/h）投资规模投资规模（万元）（万元）投资强度投资强度（万元（万元/Nm3.H/Nm3.H）广东宝氢科技广东宝氢科技焦炉煤气制氢（工业副产）8,00014,1451.77镇海炼化镇海炼化煤制氢120,000150,0001.25河北鑫海化工集团河北鑫海化工集团天然气制氢80,00048,4250.61宝丰能源宝丰能源AWE电解水制氢共安装10套1000Nm3/h 水电解制氢装置。63,2776.32中石化燕山分公司中石化燕山分公司PEM电解水制氢2001,056.35.2818章节章节3.4下游：储氢及加氢行业下游：储氢及加氢行业市场规模市场规模制氢产业链中下游制氢产业链中下游（储氢储氢、加氢加氢、氢燃料电池车氢燃料电池车）相关配套产业相对成熟相关配套产业相对成熟，大幅度增加了上游制氢项目的落大幅度增加了上游制氢项目的落地可能性；中游储氢和加氢市场与下游氢燃料电池汽车市场息息相关地可能性；中游储氢和加氢市场与下游氢燃料电池汽车市场息息相关，随着下游燃料电池汽车保有量的增加随着下游燃料电池汽车保有量的增加，储氢和加氢市场规模也逐渐扩大储氢和加氢市场规模也逐渐扩大。来源：华经情报网、公开资料、头豹研究院整理2016-2025E中国燃料电池车销量变化趋势中国燃料电池车销量变化趋势单位：千辆单位：千辆头豹洞察：头豹洞察：随着“碳中和”等绿色能源相关政策的持续推进，预计2025年燃料电池车的销售量将达到46100辆。中游储氢市场与下游燃料电池车市场息息相关，受燃料电池车销售量和疫情的影响，储氢市场规模在2020年也出现小幅缩水；2021年起，市场规模开始逐步恢复，2021年高压气态储氢市场规模 达 到 1,670 万 元，同 比 上 涨34.7%。随着氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）等氢能相关规划的发布；2021年中国加氢站数量达到218座、预计2022年能达到287座；同时2021年中国氢燃料电池汽车市场保有量为8922辆，预计2025年能达到50000辆左右。燃料电池市场规模的扩大，将带动储氢、加氢市场的发展。0.61.31.52.71.21.612.12232.546.1051015202530354045502016201720182019202020212022E 2023E 2024E 2025E燃料电池车销量燃料电池车销量2017-2022中国加氢站数量统计中国加氢站数量统计102651118218287050100150200250300350201720182019202020212022E加氢站数量加氢站数量单位：座单位：座102.7%19.8%79.2%-57.0%34.7%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0.05.010.015.020.025.030.035.0201620172018201920202021市场规模市场规模yoyyoy2016-2021中国高压气态储氢市场规模变化趋势中国高压气态储氢市场规模变化趋势2017-2025E中国氢燃料电池汽车保有量中国氢燃料电池汽车保有量单位：俩单位：俩单位：百万元单位：百万元19113438617573528922500000.010,000.020,000.030,000.040,000.050,000.060,000.0201720182019202020212025E中国氢燃料电池汽车保有量19章节章节3.5下游：下游：应用领域应用领域氢气终端应用领域主要为交通领域氢气终端应用领域主要为交通领域、工业领域和建筑领域工业领域和建筑领域。其中交通领域因氢燃料电池车的原因其中交通领域因氢燃料电池车的原因，是未来我国氢能是未来我国氢能源使用的主要增量部分源使用的主要增量部分。来源：中国氢能联盟、公开资料、头豹研究院整理氢气终端应用领域氢气终端应用领域头豹洞察：头豹洞察：氢气氢气应用应用工业工业建筑建筑交通交通乘用车乘用车货车货车客车客车船舶船舶飞机飞机原料原料供暖供电供暖供电 掺氢燃烧掺氢燃烧发电发电2025E2035E2050E汽车保有量（万辆）汽车保有量（万辆）101003000客车渗透率客车渗透率5%25%40%物流车渗透率物流车渗透率5%5%10%重卡渗透率重卡渗透率0.20%15%75%乘用车渗透率乘用车渗透率1%2%12%我国氢燃料电池车辆保有量和渗透率预测我国氢燃料电池车辆保有量和渗透率预测氢气终端应用领域主要为交通领域、工业领域和建筑领域。交通领域（主要指的是氢燃料电池汽车）是未来我国氢能源使用的主要增量部分，氢燃料电池汽车是现阶段实现氢能在交通领域推广和应用的切入点和关键点。预计到2050年我国氢燃料电池车汽车保有量将达到3000万辆；客车、物流车、重卡、乘用车的渗透率分别会达到40%、10%、75%和12%。在工业领域，氢气是重要的化工原料，合成氨、合成甲醇、原油提炼等，均离不开氢气。在电子工业中，芯片生产需要用高纯氢气作为保护气，多晶硅的生产需要氢气作为生长气。在建筑领域，天然气掺氢用作家用燃料，可以降低燃气使用造成的碳排放强度；其次，氢驱动的燃料电池热电联供系统可以为建筑物供电供热，其综合能源利用效率超过80%。20章节章节3.6下游：氢燃料电池发下游：氢燃料电池发展历程展历程&市场规模市场规模氢燃料电池汽车已经进入商业化推广阶段；氢燃料电池汽车已经进入商业化推广阶段；2021-2020年全球燃料电池行业市场规模迅速增长年全球燃料电池行业市场规模迅速增长，2020年全球燃料年全球燃料电池行业市场规模达到电池行业市场规模达到36.92亿美元亿美元。来源：华经情报网、公开资料、头豹研究院整理燃料电池发展历程燃料电池发展历程单位：亿美元单位：亿美元2012-2020年全球燃料电池行业市场规模迅速增长年全球燃料电池行业市场规模迅速增长头豹洞察：头豹洞察：2012-2020年全球燃料电池行业市场规模迅速增长，从2012年的4.68亿美元上升至2020年的36.92亿美元；复合增长率达25.8%。燃料电池的整体发展可以分为四个阶段：一是2000年之前燃料电池汽车产业发展氢燃料电池汽车概念设计及原理性认证阶段；二是2000-2010年的燃料电池汽车示范运行验证、技术攻关研究阶段；三是2010-2015年的燃料电池汽车性能提升阶段，这一阶段燃料电池初步实现特定领域