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2022年中国氢能源产业战略发展报告1 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体 氢能行业研究：开篇摘要发展概述产业情况行业动态制氢：我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约 3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约 1200 万吨。在制氢环节，目前国内制氢以化石能源制氢、工业副产氢为主，太阳能制氢、生物质制氢等技术处于研究和示范阶段。储运：在储氢环节，技术主要有固态储氢、高压气态储氢、液态储氢和有机物液体储氢等。目前适用于大规模氢能运输的成熟技术方案主中管道运输是最经济的方式，不仅现有技术成熟度相对较高，且对市场价格敏感性低，不会因市场变化而发生较大波动，因此被作为氢能大规模应用的有效途径。用氢：交通领域走在氢能应用前沿。我国现阶段以客车和重卡为主，正在运营的以氢燃料电池为动力的车辆数量超过6000辆，约占全球运营总量的12%。重点企业动态：目前超过三分之一的中央企业已经在布局包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链，并取得了一批技术研发和示范应用的成果。行业发展趋势：2050年氢能在我国终端能源体系中占比超过10%；氢能企业将获科创板、创业板强力支持；未来汽车市场三分天下，氢燃料电池汽车必有其一；氢能行业将掀起新一轮投资热潮，二级市场活跃度提升。特点：氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，是未来国家能源体系的重要组成部分，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一，其化学能是通过氢气和氧气反应所产生的能量，不依赖化石燃料，主要以化合态形式存在，具有可循环、零排放、可储能、能源互联等特点。经济环境：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。预计到2030年，全球氢能领域投资总额将达到5000亿美元。世界能源理事会预计，到2050年氢能在全球终端能源消费量中的占比可高达25%。政策背景：目前，全国20多个省份已发布氢能规划和指导意见共计200余份。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、环渤海三大区域，氢能产业呈现集群化发展态势。23氢能行业发展背景与现状PART 01PART 01 氢能行业研究：行业特点 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体零碳储能能源互联应用广泛来源丰富H2OH2O2H2O水可再生能源氢氧能量水n 氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，是未来国家能源体系的重要组成部分，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。第一次能源革命第二次能源革命第三次能源革命第四次能源革命 钻木取火的薪柴时代 化石能源推动工业化 电气化时代改变生活 低碳智能塑造新格局公元100年左右18世纪中期20世纪20年代21世纪n 氢的化学能是通过氢气和氧气反应所产生的能量，不依赖化石燃料，主要以化合态形式存在，具有可循环、零排放、可储能、能源互联等特点。4美国2021年6月宣布“氢能源地球计划”，提出在10年内实现绿氢成本降低80%的目标，由目前每千克5美元降至每千克1美元。近日，美国能源部宣布拨款5250万美元资助31个氢能相关项目。法国于2021年初成立国家氢能委员会，根据法国国家氢能战略，该国将陆续大规模建设安装水电解装置、促进交通工具使用氢燃料电池等，计划到2030年拥有6.5吉瓦的电解槽产能，可生产绿氢60万吨、减排二氧化碳600万吨。2020年1月韩国颁布了全球首个促进氢经济和氢安全管理法，为政府的氢能承诺和设施安全标准的实施奠定法律基础。韩国成立了由政府人士和行业专家共同参与的氢经济委员会，明确提出到2030年普及85万辆氢燃料电池汽车、建设660座加氢站。日本2017年12月提出了氢战略，两年后更新了新的氢能和燃料电池战略路线图，并制定实现目标的措施。国际氢能委员报告显示，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。预计到2030年，全球氢能领域投资总额将达到5000亿美元。世界能源理事会预计，到2050年氢能在全球终端能源消费量中的占比可高达25%。新加坡2020年宣布一项约3600万美元的低碳能源研究资助计划，支持氢能等低碳技术的研发。氢能已成重要经济体碳中和布局核心要素，正筹备大量氢能项目 氢能行业研究：经济环境5暂未制定相关计划中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）首次提出了我国氢能产业的发展路线图，对我国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。2019年政府工作报告氢能首次被写入政府工作报告，提出推动充电、加氢站等设施建设。关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知首次对氢燃料电池汽车提出“以奖代补”的政策，氢燃料汽车国补落地。氢能产业发展中长期规划（2021-2035我国首个氢能产业中长期规划出台，可再生能源制氢为主要发展方向。“十三五”之前2016年2019年2020年2022年大象研究院整理了从 2016 年到 2022年 3 月份，国家层面所发布的跟氢能和氢燃料电池有关的政策，大概有40个相关度非常大的顶层文件推动，不断循序渐进地加码，催化氢能万亿市场提速。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段氢能行业研究：政策背景6氢能企业将获科创板、创业板强力支持 氢能行业研究：行业发展趋势2022年3月23日国家发展改革委、国家能源局联合研究制定的氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）正式发布。规划提出，发挥好中央预算内投资引导作用，支持氢能相关产业发展。将加强金融支持，鼓励银行业金融机构按照风险可控、商业可持续性原则支持氢能产业发展，运用科技化手段为优质企业提供精准化、差异化金融服务；鼓励产业投资基金、创业投资基金等按照市场化原则支持氢能创新型企业，促进科技成果转移转化。支持符合条件的氢能企业在科创板、创业板等注册上市融资。7大象研究院整理了从 2016 年到 2022年 3 月份，国家层面所发布的跟氢能和氢燃料电池有关的政策，大概有40个相关度非常大的顶层文件推动，不断循序渐进地加码，催化氢能万亿市场提速。氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2022.3国家发展改革委、国家能源局氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）围绕氢能三大定位，提出三阶段发展目标，四大发展任务。2021.12工信部“十四五”工业绿色发展规划提出加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元利用。提升清洁能源消费比重。鼓励氢能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用。2021.11国资委 关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰中和工作的指导意见稳步构建氢能产业体系，完善氢能制、储、输、用一体化布局，结合工业、交通等领域典型用能场景，积极部署产业链示范项目。加大先进储能、温差能、地热能、潮汐能等新兴能源领域前瞻性布局力度。2021.11国务院关于深入打好污染防治攻坚战的意见加快推进化石能源清洁高效利用：推动炼化企业转型升级，严控炼油产能，有序推进减油增化，优化产品结构。鼓励传统加油站、加气站建设油气电氢一体化综合交通能源服务站。；加快推动非化石能源发展：深入实施清洁柴油车（机）行动，全国基本淘汰国三及以下排放标准汽车，推动氢燃料电池汽车示范应用，有序推广清洁能源汽车。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景8大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2021.10国务院“十四五”全国清洁生产推行方案支持开展煤炭清洁高效利用、氢能冶金、涉挥发性有机物行业原料替代、聚氯乙烯行业无汞化、磷石膏和电解锰渣资源化利用等领域清洁生产技术集成应用示范。2021.10国务院2030前碳达峰行动方案探索开展氢冶金；积极扩大电力、氢能、天然气、先进生物液体燃料等新能源、清洁能源在交通运输领域应用。推动城市公共服务车辆电动化替代，推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。有序推进充电桩、配套电网、加注（气）站、加氢站等基础设施建设，提升城市公共交通基础设施水平。加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。2021.6工信部关于组织开展“十四五”第一批国家能源研发创新平台认定工作的通知认定氢能及燃料电池技术为重点领域，研究内容（包含但不限于）：高效氢气制备、储运、加注和燃料电池关键技术；氢能与可再生能源协同发展关键技术。2021.2科技部关于对“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知围绕氢能绿色制取与规模转存体系、氢能 安全存储与快速输配体系、氢能便捷改质与高效动力系统及“氢进万家”综合示范 4 个技术方向，启动 19 个指南任务。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景9大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2021.2国务院加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见提出提升可再生能源利用比例，大力推动风电、光伏发电发展，因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电。2021.1发改委西部地区鼓励类产业目录(2020年本)鼓励贵州省发展氢加工制造、氢能燃料电池制造、输氢管道和加氢站建设;鼓励陕西省发展风电、光伏、氢能、地热等新能源及相关装置制造产业；地热、氢能等新能源产业运营服务;鼓励内蒙古自治区发展氢加工制造、氢能燃料电池制造、输氢管道和加氢站建设。2020.12国务院新时代的中国能源发展白皮书提出加速发展绿氢制取、储运和应用等氢能产业链技术装备，促进氢能燃料电池技术链、氢燃料电池汽车产业链发展。2020.11国务院新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)提出提高氢燃料制储运经济性。因地制宜开展工业副产氢及可再生能源制氢技术应用，加快推进先进适用储氢材料产业化。推进加氢基础设施建设。2020.10中国汽车工程师学会节能与新能源汽车技术路线图2.0到 2025 年，新能源汽车销量占总销量 20%左右，氢燃料电池汽车保有量达到 10 万辆左右；到 2030 年，新能源汽车销量占总销量的 40%左右；到 2035 年，新能源汽车成为主流，占总销量 50%以上，氢燃料电池汽车保有量达到 100 万辆左右。提高 2025 年加氢站的建设目标至 1000 座，2030 至 2035 年为 5000 座。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景10大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2020.9发改委、科技部、工信部、财政部关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见提出加快突破风光水储互补、先进燃料电池、高效储能与海洋能发电等新能源电力技术瓶颈，建设智能电网、微电网、分布式能源、新型储能、制氢加氢设施、燃料电池系统等基础设施网络。2020.9财政部、工业和信息化部、科技部 发展改革委等关于开展燃料电池汽车示范应用的通知将对燃料电池汽车的购置补贴政策，调整为燃料电池汽车示范应用支持政策，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。2020.8国家发展改革委办公厅 国家能源局综合司关于公布2020年风电、光伏发电平价上网项目的通知共有3个省份的4个涉氢项目入选。分别是;吉林省大安市舍力镇风光制氢储能 源网荷储综合能源示范项目、乾安县 200MW渔光互补扶贫项目;甘肃省二氧化碳加氢合成甲醇中试和示范工程项目;宁夏自治区宁夏宝丰能源太阳能电解制氢储能及综合应用试点项目。2020.6国家能源局2020年能源工作指导意见稳妥有序推进能源关键技术装备攻关，推动储能、氢能技术进步与产业发展。制定实施氢能产业发展规划，组织开展关键技术装备攻关，积极推动应用示范。2020.6发改委关于2019年国民经济和社会发展计划执行情况与2020年国民经济和社会发展计划草案制定国家氢能产业发展战略规划。支持新能源汽车、储能产业发展，推动智能汽车创新发展战略实施。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景11大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2020.5国家能源局综合司关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见(征求意见稿)探索建立清洁能源就地消纳模式。清洁能源富集地区，鼓励推广电采暖、电动汽车、港口岸电、电制氢等应用，采取多种措施提升电力消费需求，扩大本地消纳空间。2020.4财政部、工信部、科技部、发改委关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知将当前对燃料电池汽车的购置补贴，调整为选择有基础、有积极性、有特色的城市或区域，重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范，中央财政将采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励。争取通过4年左右时间，建立氢能和燃料电池汽车产业链，关键核心技术取得突破。2020.4国家能源局中华人民共和国能源法(征求意见稿)国家调整和优化能源产业结构和消费结构，优先发展可再生能源，安全高效发展核电，提高非化石能源比重，推动化石能源的清洁高效利用和低碳化发展。2020.3发改委司法部关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见在9大方面提出了27项重点任务，其中包括“研究制定氢能、海洋能等新能源发展的标准规范和支持政策(2021年完成)。2019.10发改委产业结构调整指导目录(2019年本涵盖氢能、风电与光伏发电互补系统技术开发与应用；高效制氢、运氢及高密度储氢技术开发应用及设备制造，加氢站及车用清洁替代燃料加注站等内容。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景12大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2019.3国务院2019年政府工作报告稳定汽车消费，继续执行新能源汽车购置优惠政策，推动充电、加氢等设施建设。2019.3发改委等7部门绿色产业指导目录(2019年版)鼓励氢能充电、换电及加氢设施制造在绿色交通、新能源汽车和船舶上的应用。2019.3财政部、工信部、科技部、发展改革委关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知地方应完善政策，过渡期后不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购置补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。2019.1生态环境部,交通运输部等中央11部门柴油货车污染治理攻坚战行动计划鼓励各地组织开展燃料电池货车示范运营，建设一批加氢示范站。2018.10发改委、国家能源局清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)探索可再生能源富余电力转化为热能、冷能、氢能，实现可再生能源多途径就近高效利用。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景13大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2017.6科技部、交通运输部“十三五”交通领域科技创新专项规划深入开展燃料电池车核心专项技术研发，推进氢气储运技术发展，加氢站建设和燃料电池汽车规模示范。2017.4工信部、发改委、科技部汽车产业中长期发展规划制定节能汽车、纯电动汽车和插电式混合动力汽车、氢能燃料电池汽车、智能网联汽车汽车制造等技术路线图，加大研发投入，共同开展前沿技术和共性关键技术的研发，推动技术成果转移扩散和首次商业化，面向行业、企业提供公共技术服务。2016.11国务院“十三五”国家战略性新兴产业发展规划提出提升纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化水平，推进燃料电池汽车产业化。2016.10中国标准化研究、中国电器工业协会中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）发布氢能产业基础设施发展路线图，对我 国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。2016.10中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图分别介绍了节能与新能源汽车总体技术路线图，以及节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车制造、汽车动力电池、汽车轻量化7个关键细分领域的专题技术路线图。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景14大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2016.5国务院国家创新驱动发展战略纲要开发氢能、燃料电池等新一代能源技术，发挥纳米、石墨烯等技术对新材料产业发展的引领作用。2016.4发改委、国家能源局能源技术革命创新行动汁划(2016-2030年)提出“氢能与燃料电池技术创新”为重点创新行动路线。2017.4工信部、发改委、科技部汽车产业中长期发展规划制定节能汽车、纯电动汽车和插电式混合动力汽车、氢能燃料电池汽车、智能网联汽车汽车制造等技术路线图，加大研发投入，共同开展前沿技术和共性关键技术的研发，推动技术成果转移扩散和首次商业化，面向行业、企业提供公共技术服务。2016.11国务院“十三五”国家战略性新兴产业发展规划提出提升纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化水平，推进燃料电池汽车产业化。2016.10中国标准化研究、中国电器工业协会中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016）发布氢能产业基础设施发展路线图，对我 国中长期加氢站和燃料电池车辆发展目标进行了规划。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景15大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院氢能源政策日期相关部门政策名称氢能相关内容2016.10中国汽车工程学会节能与新能源汽车技术路线图分别介绍了节能与新能源汽车总体技术路线图，以及节能汽车、纯电动和插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车、智能网联汽车、汽车制造、汽车动力电池、汽车轻量化7个关键细分领域的专题技术路线图。2016.5国务院国家创新驱动发展战略纲要开发氢能、燃料电池等新一代能源技术，发挥纳米、石墨烯等技术对新材料产业发展的引领作用。2016.4发改委、国家能源局能源技术革命创新行动汁划(2016-2030年)提出“氢能与燃料电池技术创新”为重点创新行动路线。政策密集发布，从试验推广到产业化发展阶段 氢能行业研究：政策背景16大象研究院大象研究院大象研究院大象研究院截至目前，全国20多个省份已发布氢能规划和指导意见共计200余份。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、环渤海三大区域，氢能产业呈现集群化发展态势。长三角地区是我国氢燃料研发是示范最早的区域，以上海为中心，辐射苏州、宁波、嘉兴、南通、六安等城市，在氢气制取、氢燃料电池系统关键零部件研发方面稳步推进，重点企业包括富瑞特装、舜华新能源、氢枫等。珠三角地区在燃料电池商用车生产建立了成熟的产业链，在加氢站建设方面领先全国，形成了佛山、广州、深圳三大氢燃料电池汽车创新核心区，重点企业包括鸿达兴业、雄韬股份等。环渤海地区较早开展工业副产气制氢、产业链关键零部件研发和燃料汽车大规模应用示范，以北京为轴，聚集多个业内领先的科研机构和龙头企业，形成了张家口、济南潍坊、大连等几大产业集聚区，重点企业包括亿华通、国家能源集团、中国石油等。多地积极布局氢能产业，整体呈现集群化发展态势 氢能行业研究：氢燃料电池17中游下游化石能源制氢、工业副产氢、水电解法制氢、热化学制氢.加注燃料电池电堆交通运输发电.质子交换膜、气体扩散层、金属/石墨双极板、端板、集流板、密封圈等燃料电池汽车潜艇船舶等发电站家庭用电等无人机航空航天等制氢、储运、加注燃料电池系统应用领域制备储、运各能源主要零部件特种领域应急能源通信基站等上游目前，中国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，在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用。在制、储、输、加、用等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。氢能产业格局初步形成，关键核心技术待突破 氢能行业研究：产业链18氢能应用广泛，随着世界向低碳能源系统的过渡，氢气的使用在加速转型和净零情景下大幅增长，到2050年，加速转型情境下增长超过4倍，净零情境下增长7倍。0100200300400500不同部门的氢能需求（单位：Mt)其他电力交通（氢衍生材料）交通（直接使用氢）建筑工业原材料201920302050BP世界能源展望2022版加速加速净零净零050100150不同行业的氢基燃料需求（单位：Mt）重型公路运输海运航空BP世界能源展望2022版20502050加速净零交通储能发电工业 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体 氢能行业研究：氢燃料电池1920氢能行业产业链情况PART 02PART 02制氢方法优点缺点应用化石能源制氢天然气制氢产氢量大，技术成熟，是当前氢的主要来源途径系统能耗和温室气体释放量大在欧美国家广泛应用煤气化制氢成本低，来源广泛，适合大规模制取污染严重在中国石化下属金陵石化、齐鲁石化、南化公司成功应用甲醇制氢成本低，工艺流程简单碳排放量高应用于新能源汽车、通讯基站等领域工业副产制氢氯碱工业副产气制氢成本低，回收过程碳排放量低，氢气得到有效利用供给不稳定，提纯难，纯度低中国氯碱工业副产氢资源丰富焦炉煤气制氢能效高，成本低，来源广，适合大规模制氢提纯难，纯度低，有污染中国焦炉煤气副产氢资源丰富轻烃裂解制氢成本低，来源广，提纯易，适合大规模制氢供给不稳定，纯度低北美、中东、东南亚广泛应用氢气制备技术成熟，水电解制氢将成有效供氢主体 氢能行业研究：制氢21制氢方法优点缺点应用水电解制氢绿色环保，氢气纯度高、杂质含量少消耗大量电能，转化效率低，成本高，很难大型生产张家口氢能利用项目是全球目前最大的电解水制氢项目之一热化学制氢温室气体排放量少，原料易得，转化率高，适合大规模制氢建设成本高，技术不成熟处于发展早期阶段，不具备大规模生产技术条件光解水制氢直接利用一次能源，没有能源转换产生的浪费，理论上简单高效催化剂研制是难点，存在制氢效率低（不到4%）等问题处于初期研发时期，不具备大规模生产技术条件生物质制氢能耗低，温室气体排放少，原料易得原料构成复杂，初产物杂质多，提纯工艺困难处于初级研究阶段氢气制备技术成熟，水电解制氢将成有效供氢主体（续）氢能行业研究：制氢22在氢能利用途径中，制氢是前提,按照碳排放量的不同来分类，氢能制备可分为灰氢、蓝氢和绿氢。我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约 3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约 1200 万吨。在制氢环节，目前国内制氢以化石能源制氢、工业副产氢为主，太阳能制氢、生物质制氢等技术处于研究和示范阶段,利用可再生能源电解制氢是目前规模化制取绿氢的唯一方法。据大象研究院数据显示，目前，绿氢市场规模仅占制氢市场规模1%左右，到2025年，随着碳排放约束的增强、技术成熟度增高以及相关基础设施完善，绿氢市场规模有望占制氢市场规模7%，并突破200万吨。主要由天然气等化石燃料产生而来，通过碳捕捉、碳封存等技术进行处理所得利用化石能源如煤炭等制取的氢气灰氢多碳蓝氢少碳绿氢零碳可再生能源通过电解水方式制备的氢气灰氢起步，绿氢为终极理想形态 氢能行业研究：制氢230.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%8.00%050010001500200025003000350040004500500020182019202020212022E2023E2024E2025E中国氢能市场规模（单位：万吨）绿氢市场规模（单位：万吨）绿氢占比(单位：%）数据来源：大象研究院大象研究院大象研究院碱性电解水目前规模最大、商业化程度最高的电解水制氢技术，国内单台最大产气量为1000立方米/小时。固体氧化物电解水采用水蒸气电解能效最高，但其所需高温条件和启动慢等劣势严重限制其应用场景，尚处于实验室研发阶段。PEM水电解目前国内单台质子交换膜电解槽最大产气量为50立方米/小时，因使用贵金属电催化剂等材料成本偏高，尚未规模化应用。电解水制氢方法碱性电解水质子交换膜电解水固体氧化物电解水优点结构简单、技术成熟、非贵金属催化剂、成本低、商业化程度高结构紧凑、恒定电解质浓度、波动能源适应性强、冷启动快效率高、非贵金属催化剂、转化效率高缺点电解液泄漏污染环境、石棉隔膜致癌、动态响应差、电流密度有限成本高、商业化程度低、功耗较高、催化剂易被金属离子毒化需要额外热源、高温条件增加成本、启动慢、高温下材料易老化电解效率（%）5282 7487 85100工作温度（）6080 5080 7001000纯度（%）99.599.9 99.999 99.9999可再生能源电解制氢是目前规模化制取绿氢的唯一方法 氢能行业研究：制氢24氢储能技术涉及电解水制氢与储存两个环节，目前主流的氢储能及其应用路线是通过不同的电解水技术制取氢气，氢作为储能载体通过燃料电池等装置进行发电、供热冷，或者送至加氢站并入气网，亦或用于直接还原、化工合成等工业领域。可再生能源氢储能技术电解水制氢氢气储存碱性水电解池固态聚合物电解池固态氧化物电解池高压气态储氢低温液态储氢有机液态储氢固态储氢氢气运输长管拖车管道运输液氢槽车液氢船氢气利用燃烧燃料电池直接还原甲烷化合成氨合成甲醇电能热/冷能化学能氢储能技术及其应用路线资料来源：国网综合能源服务集团有限公司以氢作为储能载体的电解水制氢技术是未来储能产业的重要发展方向 氢能行业研究：制氢25高压气态储氢为主，有机液体储氢为未来主要方向储氢方法优点缺点应用高压气态储氢简单易行、成本低、相对成熟、充放气速度快和使用温度低储量小、耗能大，需要耐压容器壁，存在氢气泄露与容器爆破等不安全因素已广泛应用于氢燃料电池汽车液态储氢低温液态储氢体积密度高、储氢量大、安全性相对较好液化过程能耗大，易挥发，成本高，对储氢容器要求高航空航天领域有机液态储氢体积密度高，液态氢纯度高，储运过程安全高效，可多次循环使用能耗大，操作条件苛刻，有发生副反应的可能船舶领域还未大规模应用固态储氢体积储氢密度高、安全性好、无爆炸危险、可获得高纯度氢、操作方便成本高，储氢质量密度低，充放氢效率低技术攻关阶段高效利用氢气的关键在于氢气的储运。在储氢环节，技术主要有固态储氢、高压气态储氢、液态储氢和有机物液体储氢等。目前，高压气态储氢技术因其成本低、充放气速度快，是最常用的储氢技术，但存在较大安全隐患大和储氢密度低等问题不适合长期推广；有机物液体储氢能够在常温下运输和加注，并且可以利用现有加油站设施，解决安全性和运输便利性两大重点，配合成熟的成品油供销体系极具应用前景，若能打破有机液体储氢技术壁垒，氢能产业将加速发展。氢能行业研究：储氢26储氢瓶产业布局滞后，正加速国产化储运技术是制约氢能大规模发展的重要因素之一，氢气储运与储氢瓶息息相关。目前已商业化应用的高压储氢气瓶主要是型（全金属气瓶）、型（金属内胆纤维环向缠绕气瓶）、型（金属内胆纤维全缠绕气瓶）及型（非金属内胆纤维全缠绕气瓶）。资料来源：斯林达官网车用氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶资料来源：斯林达官网 氢能行业研究：储氢瓶27储氢瓶产业正加速国产化，型瓶成行业“新宠”62.50%35MPa型瓶成本构成碳纤维复合材料平衡储罐阀门调节器组装检查氢气其他系统目前，国内应用较多的是 35MPa储氢型瓶，但该型号储氢瓶由于储气量较低，部分成型受制于整车空间布置的限制，因此主要应用在城市公交、城市物流以及一定区域内短途重卡等领域。2021年5月8日，沈阳斯林达安科新技术有限公司成功获得国内第一张车用型储氢瓶特种设备制造许可证，IV型瓶拥有优异的抗氢脆腐蚀性、更轻的质量、更低的成本及更高的质量储氢密度与循环寿命，将成为氢燃料电池乘用车首选储能装备。目前，型储氢瓶团体标准已经发布并正式实施，国内储氢瓶产业化落地将逐步加快。氢是易燃易爆气体，高压气态储氢充放速度快，配备高强度耐压储氢瓶可有效降低泄漏和爆炸等风险。氢能行业研究：储氢瓶2835MPa储氢III型瓶成本价格$3084氢气$18组装检查$36其他BOP系统$130调节器$160阀门$226平衡储罐BOP$588碳纤维复合材料$1926数据来源：中科院宁波材料所储氢瓶产业正加速国产化，型瓶成行业“新宠”目前已商业化应用的高压储氢气瓶主要是型（全金属气瓶）、型（金属内胆纤维环向缠绕气瓶）、型（金属内胆纤维全缠绕气瓶）及型（非金属内胆纤维全缠绕气瓶）。按照氢能中长期规划目标，若到2025年燃料电池车辆保有量达到 5 万辆，同时伴随碳排放约束的增强、技术成熟度增高，储氢材料成本下降，燃料电池车储氢瓶市场规模有望突破50亿元，达到57亿元左右。氢是易燃易爆气体，高压气态储氢充放速度快，配备高强度耐压储氢瓶可有效降低泄漏和爆炸等风险。氢能行业研究：储氢瓶29010203040506020182019202020212022E 2023E 2024E 2025E燃料电池车储氢瓶市场规模（单位：亿元)数据来源：大象研究院大象研究院大象研究院储氢瓶产业正加速国产化，型瓶成行业“新宠”I型瓶II型瓶III型瓶IV型瓶材料纯钢金属钢制内胆纤维环向缠绕铝内胆，纤维全缠绕塑料内胆，纤维全缠绕工作压力17.5-2026.3-3030-7070产品容量比0.9-1.30.6-0.950.35-10.308使用寿命（年）151515-2015-20储氢密度14.28-17.2314.28-17.2340.448.8成本较低中等较高较高发展情况型和型气瓶容重比较大，但储氢密度较低，国内外技术成熟。部分成型受制于整车空间布置的限制，因此主要应用在城市公交、城市物流以及一定区域内短途重卡等领域。IV 型气瓶具有质量轻、储氢密度高的优点，国际主流产品多数采用 70MPa 的 IV 型气瓶。氢能行业研究：储氢瓶数据来源:车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶我国储氢瓶产业起步较慢，核心组成部分碳纤维复合材料以进口为主，成本占储氢瓶生产成本近七成。常用储氢瓶类型30高性能碳纤维是储氢瓶制备的关键IV型储氢瓶内部结构图片来源：纤维复合材料 氢能行业研究：储氢瓶31由于氢气被压缩至储氢瓶中，氢是易燃易爆气体，高压气态储氢充放速度快，需要确保储氢瓶的强度可以承受高压以及考虑材料的抗疲劳性。IV 型瓶内胆为高分子材料，除了金属瓶阀座外的瓶体全部由非金属复合材料制成。IV 型储氢瓶的制造成本在30003500 美元，其中复合材料的成本占总成本的 70%以上。相较I、II、III型储氢瓶IV型瓶具有轻量化、高压力、高储氢密度、长寿命等特点，能够在保持相同耐压等级的同时，减小储罐壁厚，提高容量和氢存储效率，具有不渗透性能、优异的耐热性和耐化学性，以及良好的尺寸稳定性、强度和耐磨性，因此，国际主流产品多数采用 70MPa 的 IV 型气瓶。在国内，由于高性能碳纤维行业壁垒较高，行以光威复材、中简科技为代表业分布呈头部集中趋势。管道运输是氢能规模化发展的抓手依据输送时氢气所处状态，氢能运输方式可分为气氢输送、液氢输送、固氢输送气氢输送长管拖车运输管道运输液氢输送液氢驳船液氢罐车固氢输送金属罐车 氢能行业研究：输氢32管道运输是氢能规模化发展的抓手目前适用于大规模氢能运输的成熟技术方案主要有集装管束运输、管道运输及液氢槽车运输。在三种运输方案中，管道运输是最经济的方式，不仅现有技术成熟度相对较高，且对市场价格敏感性低，不会因市场变化而发生较大波动，因此被作为氢能大规模应用的有效途径。运输工具压力（MP）载氢量（kg/车）体积储氢密度（kg/m3）质量储氢密度（wt%）成本（元/kg）能耗（kwh/kg）经济距离（km）管道运输143.20.30.2500长管拖车2030040014.51.12.0211.3150液氢罐车0.67000641412.2515200金属货车4300400501.21013.3150数据来源：中国钢研科技集团 氢能行业研究：输氢33加氢站是氢能供应的渠道，也是燃料电池汽车的动力补给点，被认为是氢燃料电池汽车可以商业化发展的前提条件之一。加氢站有多种分类方法，按照氢气来源分为站外制氢和站内制氢两种类；按加注压力可分为35MPa,70MPa；按照是否可移动可分为固定式、撬装式、移动式。不同氢源加氢站示意简图我国加氢站数量位居世界第一，迎来高速发展期 氢能行业研究：加氢站图片来源：中国特种设备检测研究院34目前，我国在氢能加注方面获得新突破，已累计建成加氢站超过250座，约占全球数量的40%，加氢站数量位居世界第一。根据节能及新能源汽车技术路线图2.0，2025年中国加氢站保有量目标达到1000座，并在2030-2035年期间实现超过5000座。结合各地方政府氢能及燃料电池产业规划及发展现状，大象研究院预计到2025年，国内加氢站保有量达到1000座确定性较强。我国加氢站数量位居世界第一，迎来高速发展期 氢能行业研究：加氢站35图片来源：中国特种设备检测研究院 当前典型加氢站工艺示意图02004006008001000120020182019202020212022E2023E2024E2025E2018-2025年中国加氢站数量（单位：座）数据来源：大象研究院大象研究院大象研究院燃料电池是氢能利用主要途径，具备竞争优势用氢环节上，燃料电池是氢能利用的主要途径。燃料电池本质是水电解的“逆”装置，直接将化学能转化为电能，具有无需燃烧、功率密度高等特点。资料来源：上海大学可持续能源研究院/理学院氢燃料的质子交换膜燃料电池的工作原理一般分为以下几个步骤：1.外部供应的氢气通过阳极集流板经由阳极气体扩散层到达阳极催化剂层，在催化剂作用下被氧化，氢分子分解为带正电的氢离子并释放出带负电的电子，完成阳极反应2.氢离子穿过质子交换膜到达阴极，电子在外电路形成电流，通过适当连接可向负载输出电能3.在电池另一端，氧气通过阴极集流板经由阴极气体扩散层到达阴极催化剂层，与透过膜的氢离子和电子反应形成水并产生热量，完成阴极反应4.阴极一侧反应生成的水大部分随空气排出，小部分在压力差作用下通过膜向阳极扩散燃料电池的工作原理示意图 氢能行业研究：氢燃料电池36质子交换膜燃料技术成为氢燃料电池主流应用技术按其电解质不同，常用的燃料电池包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和磷酸燃料电池(PAFC)等。质子交换膜燃料技术是继碱性、磷酸性以及熔融碳酸盐以及固体氧化物燃料电池之后，迅速发展起来的启动最快、寿命最长、能量转换效率高、应用场景广泛的第五代燃料电池，也是现阶段燃料电池汽车厂商普遍采用的燃料电池技术。各类燃料电池特性对比电池类型质子交换膜燃料电池(PEMFC)固体氧化物燃料电池(SOFC)磷酸燃料电池（PAFC）催化剂铂系金属无铂系金属发电效率（%）40-505040腐蚀性无弱强电解质质子可渗透膜YSZH3PO4优点启动快、无污染、能量转换较率高、寿命长，功率范围宽对燃料要求低、发电效率高、无须催化剂构造简单、稳定、电解质挥发度低、技术成熟缺点需要铂系金属催化剂启动慢，工作温度高发电效率低，酸性电解质具有腐蚀性，需要铂系金属催化剂主要应用领域电动汽车、移动电源、航天、潜艇洁净电站大规模发电等大型商用分布式发电局部独立供电供热、大型商用分布式发电 氢能行业研究：氢燃料电池37燃料电池内含大量核心部件，为产业高质量发展关键氢燃料电池主要由电堆和系统部件组成。电堆是整个电池系统的核心，包括由膜电极、双极板构成的各电池单元以及集流板、端板、密封圈等；膜电极的关键材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层；系统部件则包括空压机、增湿器、氢循环泵、氢瓶等，这些部件及材料的耐久性等特点决定了电堆的使用寿命和工况适应性。铂金等贵金属催化剂全氟化聚合物碳纤维石墨镍、珞、钛等涂层金不锈钢、钛合金等金属双极板原材料硅胶催化剂质子交换膜气体扩散层金属/石墨双极板端板集流板密封圈上游中游下游燃料电池产业链膜电极燃料电池密封、组堆 氢能行业研究：氢燃料电池38关键材料核心技术的开发为产业发展重点n 质子交换膜质子交换膜是一种固态电解质膜，位于燃料电池的中心部位，主要用来隔离燃料和氧化剂以及传递质子(H+)，要求具备良好的质子传导率和化学、机械的稳定性。按照含氟量可分为全氟磺酸膜、部分氟化聚合物膜、新型非氟聚合物膜和复合膜。其中全氟质子交换膜是主流的技术，产业化程度较高，主要应用在氯碱工业、燃料电池、电解水制氢、储能电池等领域，随着技术成熟度上升，2