1.1 氫能利用是實現碳中和的重要推動力

 

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發展的重 要載體之一。能幫助可再生能源大規模消納，實現電網大規模調峰和跨季節、跨地域儲能， 加速推進工業、建筑、交通等領域的低碳化。綠氫在碳中和的進程中可以在綠電無法發揮作 用的領域實現互補，如氫冶金、化工、重卡交通燃料、供熱等。面向未來，當綠氫成為穩定 足量的低價氫源時，綠氫在促進工業脫碳方面有望更好地發揮氫能價值。氣候問題推動全球的碳中和進程。

 

碳中和進程是氫能利用的重要驅動力。根據國際商報，氫燃燒的產物是水，不會產生諸如一 氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物以及粉塵顆粒等危害環境的負外部性產品，故氫也算得上是 對環境相對友好的能源。對于人類的整個能源系統而言，氫的比例越高，成分結構就越干凈， 氫能由此被稱為“21 世紀的終極能源”，是實現碳中和目標較為理想的解決方案。實現碳 中和目標意味著風電、太陽能等可再生能源的大量使用以及電力對化石能源的替代，但氫能 也在其中起到不可忽視的作用。

 

1）儲能層面：風電、光伏具有間歇性和波動性的特點，因此大規模發展儲能意義較大，目 前主流的儲能技術中，抽水儲能受環境條件影響較大，電化學儲能周期較短且電池壽命有限，若需要大規模、集中式、長周期的儲能，氫能是較好的選擇。

 

2）成本層面：在許多領域的碳減排進程中，氫能比電力在成本上更具有優勢。根據能源雜 志，一輛在露天煤礦運輸煤炭的燃油重卡，年油耗為 50,000 升，用純電動重卡替代，每年 耗電約 150,000 千瓦時，充電和電池折舊費用為約 21 萬元；而用氫燃料電池替代，每年耗 氫約 7500 千克，使用灰氫的費用約為 15 萬元。且氫能重卡補充能源的時間遠低于純電動 重卡，此外充電電池組的重量占用大量的有效載重空間。

 

3）工藝層面：在一些工藝流程中，氫能難以被替代。2022 年中國鋼鐵行業碳排放量占全國 碳排放總量的 15%以上，為了降低鋼鐵行業碳排放而大力發展氫能直接還原煉鐵技術，不 再利用一氧化碳作為還原劑，從而將原工藝過程中產生的二氧化碳全部轉化為水，大大降低 了碳排放。

 

 

我國氫能產業加速發展，政府不斷強化氫能產業政策支持力度。氫能已經成為“十四五”期 間重點產業，《“十四五”規劃綱要》將氫能及儲能設立為未來產業，將實施未來產業孵化 與加速計劃。2022 年 3 月，國家發改委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃 （2021-2035 年）》。近年來，國家及各省市層面也陸續出臺了一系列氫能產業支持政策， 形成了較為完整的政策支持體系。氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是我國戰略性 新興產業和未來產業重點發展方向，是我國實現碳中和目標的重要手段。

 

1.2 氫能具備多重性能優勢

 

氫在地球上主要以化合態的形式出現，是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的 75%，還具有導熱良好、清潔無毒和單位質量熱量高等優點，相同質量下所含熱量約是汽油 的 3 倍。氫能之所以在全球應對氣候變化和碳減排中被寄予厚望，主要由于其所具備的多重 優勢。

 

1）生態友好：與傳統的化石燃料不同，氫在轉化為電和熱時只產生水并且不排放溫室氣體 或細粉塵，與全球降低碳排放的目標契合。

 

2）高效性：氫能是一種高效的能源類型，與柴油或汽油相比，每磅燃料都能傳遞大量能量。氫的能量密度高，單位質量熱值約是煤炭的 4 倍、汽油的 3.1 倍、天然氣的 2.6 倍。與通常 以 33%至 35%的效率發電的常規基于燃燒的發電廠相比，氫燃料電池能夠以高達 65%的效 率發電，這主要得益于燃料電池的轉換特性，將化學能直接轉換為電能，而沒有熱能和機械 能（發電機）的中間轉換。

 

3）儲運方式多樣：光伏、風電等可再生能源近年來獲得快速發展，裝機量不斷提升，但其 也具有波動性和間歇性等短板。氫儲能可以利用可再生能源發電制氫，再以氣態、液態存儲 于高壓罐中，或者以固態存儲于儲氫材料中，可以成為解決電網調峰和“棄風“、”棄光“等 問題的重要手段。

 

4）應用場景廣泛：氫能既可以用作燃料電池發電，應用于汽車、火車、船舶和航空等領域， 也可以單獨作為燃料氣體或化工原料進入生產，同時還可以在天然氣管道中摻氫燃燒，應用 于建筑供暖等。當前氫能的發展仍面臨一些挑戰，例如氫能源價格昂貴以及儲運困難等，但從長期來看，氫 能綜合能力或優于其他可再生能源。從穩定性、儲能性、可獲得性、應用范圍等方面進行對 比，氫能是可以長周期使用、環保、適用范圍多元（供熱、供電、燃料等）、儲運相對方便、 制取來源廣的優質能源。

 

 

二、氫能產業鏈，“制儲輸用”全鏈條解析

 

2.1 制氫：三種氫氣制備工藝中，電解水制氫有望是最終選擇

 

氫氣的制取主要有化石能源重整、工業副產提純和電解水制氫三種工藝。相比前兩種方式， 電解水制氫的原料和生產過程都以清潔能源為主，是更具優勢的制氫技術路線。根據《光明 日報》，電解水制氫易與可再生能源結合，規模潛力更大，更加清潔可持續。

 

1、化石能源重整制氫：分為煤制氫和天然氣制氫。

 

1）煤制氫：根據《中國氫能產業發展報告（2022）》，中國煤制氫技術成熟，傳統煤化工 和焦炭行業已形成完整的制氫工藝體系和完整的產業鏈條。盡管煤制氫過程排放強度較高，但原料煤炭來源穩定，經濟性顯著，目前已占全國氫氣產量 60%以上。由于基數較大，煤制 氫在今后一段時期內或仍將是中國氫能供應體系的重要組成部分，也是近中期低成本氫氣的 主要來源。

 

2）天然氣制氫：蒸汽重整制氫較為成熟，也是國外主流制氫方式。其中，天然氣原料占制 氫成本的比重較大，天然氣價格是決定制氫價格的重要因素。考慮到中國“富煤、缺油、少 氣”的資源稟賦，僅有少數地區可以探索開展，不適用于主流的制氫方式。

 

 

2、工業副產提純制氫

 

根據《中國能源報》，我國工業副產氫在氫氣供應方面有著得天獨 厚的優勢，與可再生能源電解水產業資源豐富的西北地區相比，工業副產氫可覆蓋京津冀、 長三角和廣東地區，與氫能應用先發地區匹配。中國國際工程咨詢有限公司高級工程師張建 紅指出，隨著未來碳交易機制的進一步成熟，煤制氫成本將因其產生的大量碳排放而有所上 升。而電解水制氫由于電力價格、設備技術等因素，成本仍然較高。因此，與煤制氫、天然 氣制氫、電解水制氫相比，工業副產氫的綜合成本優勢更加明顯。

 

3、電解水制氫

 

目前，電解水制氫技術主要有堿性水電解槽（AE）、質子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOE）。其中，堿性電解槽技術最為成熟，生產成本較低；質子交換膜電解槽流程簡單，能效較高，但因使用貴金屬電催化劑等材料，成本偏高；固體 氧化物水電解槽采用水蒸氣電解，高溫環境下工作，能效最高，尚處于實驗室研發階段。

 

根據生產來源和碳排放量的不同，氫能可分為灰氫、藍氫和綠氫。1）灰氫：是通過化石燃 料（天然氣、煤等）轉化反應制取的氫氣，由于生產成本低、技術成熟，也是目前最常見的 制氫方式。2）藍氫：是在灰氫的基礎上，將二氧化碳副產品捕獲、利用和封存（CCS）而 制取的氫氣，是灰氫過渡到綠氫的重要階段。3）綠氫：是利用可再生能源（如太陽能或風 能等）發電后，通過電解工序制取的氫氣，綠氫的制取技術路線主要為電解水，其碳排放可 以達到凈零。未來可再生能源發電制氫的潛力較大。一方面，作為全周期零碳排放技術，隨著可再生能源 發電平價上網，電解水制氫成本有望持續下降；另一方面，當波動性可再生能源在電源結構中占到較高比重時，長周期儲能或將成為調峰的主要手段，氫儲能是其中較好的選擇。國家 發改委與國家能源局先后發文，支持高效利用廉價且豐富的可再生能源制氫。四川、廣東等 地紛紛給予電價支持政策，四川電解水制氫最高電價限定為 0.3 元/千瓦時。在 1）電價受控 使得成本得到控制且 2）綠電普及使得電解水制氫沒有碳排放的情況下，我們認為，電解水 制綠氫或成為最終的路線。

 

 

2.2 氫能儲運：氣態、液態、固態三種模式

 

目前，氫氣的儲存主要有氣態儲氫、液態儲氫和固體儲氫三種方式。

 

1）氣態儲氫：具有充 放氫氣速度快、容器結構簡單等優點，高壓氣態儲氫是現階段主要的儲氫方式，已得到廣泛 應用。

 

2）液態儲氫：具有儲氫密度高的優勢，可分為低溫液態儲氫和有機液態儲氫，其中 低溫液態儲氫在航天等領域得到應用，有機液態儲氫尚處于示范階段。

 

3）固態儲氫：是以 金屬氫化物、化學氫化物或納米材料等為儲氫載體，通過化學吸附和物理吸附方式實現氫的 存儲，目前處于示范階段。

 

高效儲運減少中間成本。根據《中國能源報》，我國氫氣來源與煤炭工業緊密相連，主要集 中在北方內陸地區，而東部沿海地區氫能產業發展超前，氫能需求量較大。因此，我國氫能 產業發展存在一定的供需錯配問題，亟待突破儲運技術制約，減少氫能應用中間成本，實現 大規模產業化發展。當前我國仍以 20MPa 氫氣運輸為主，30MPa 剛開始得到應用，而國外 運氫基本采用 50MPa Ⅳ型儲氫瓶，整體而言，我國儲運氫技術與國外相比還存在一定差距。在氫氣運輸方面，根據儲氫狀態的差異分為氣態輸送、液態輸送和固態輸送，氣態和液態為 目前的主流方式。通常的輸氫形式包含長管拖車、槽罐車、管道（純氫管道、天然氣管道混 輸），不同的儲運方式具有不同特點及適應性。船舶運氫也有望成為未來氫氣運輸的主要方 式之一，但目前離實現商用規模化仍有一定距離，畢馬威預計其在 2025-2027 年間有望實 現商用化。

 

 

由于中國目前氫能產業處于發展初期，氫能市場規模較小，且氫能示范應用主要圍繞工業副 產氫和可再生能源制氫地附近，因此多采用長管拖車運輸，這也是當前較為成熟的運輸方式。氫能儲運有望按照“低壓到高壓”、“氣態到多相態”的技術發展方向，逐步提升氫氣的儲 存和運輸能力。1）《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035 年）》指出，我國將穩步構建 氫能儲運體系，以安全可控為前提，推動氫儲運技術研發，提高高壓氣態儲運效率，加快降 低儲運成本，有效提升高壓氣態儲運商業化水平，體現了“低壓到高壓”的前進方向。2） 同時，為滿足氫能發展后期長距離、大規模運輸需求，我國將持續推動低溫液氫儲運產業化 應用，探索有機液體、固態等儲運方式應用，整體發展將有望呈現“氣態到多相態”的發展 趨勢。

 

2.3 加氫站：氫能投入實際運用的關鍵一環

 

我國已經出臺政策支持加氫站建設，推動氫能進入實際運用環節。加氫站是為燃料電池汽車 充裝氫氣燃料的專門場所，作為服務氫能交通商業化應用的中樞環節，是氫能源產業發展的 重要基礎設施。2014 年國家首次發布針對加氫站的補貼政策。2019 年，推動加氫設施建設 正式寫入政府工作報告。2020 年財政部出臺有關開展燃料電池汽車示范應用的政策，將“運 營至少 2 座加氫站且單站日加氫能力不低于 500 公斤”作為示范城市群申報的基礎條件，畢 馬威預計未來加氫站至少會從 500 公斤/天的加注量起步，對后期氫能的產業化將起到帶動作用。

 

中國加氫站數量逐年增加，2021 年位居世界首位，但關鍵設備尚未實現國產替代。1）2021 年中國新建 100 座加氫站，累計建成數量達 218 座，位居世界首位。2022 上半年國家進一 步統籌推進加氫網絡建設，全國已建成加氫站超 270 座。2）中國加氫站的技術尚未成熟， 關鍵設備依賴進口。目前國內缺乏成熟量產的加氫站設備廠商，設備費用占比較高。當前國 內氫能應用規模有限，但隨著未來需求的增加和加氫站的推廣，加氫環節的關鍵設備亟需國 產化。

 

 

2.4 氫能下游運用：交通、工業、建筑三足鼎立

 

氫能有望為各行業實現脫碳提供重要路徑選擇，并在未來得到廣泛應用。

 

1）《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035）》指出，“2035 年形成氫能產業體系，構建涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫能應用生態”。我們預計，交通、工業和建筑等領域或將成為未來氫能 應用的主戰場，氫能有望助力上述行業的脫碳歷程。

 

2）根據《光明日報》，2050 年全球 10% 的建筑供熱和 8%的建筑供能將由氫氣提供，每年可減排 7 億噸二氧化碳。到 2060 年，我 國氫能需求預計達 1.3 億噸，其中工業需求占主導地位，占比約 60%，交通運輸領域將逐年 擴大規模達到 31%。

 

交通領域是目前氫能應用相對比較成熟的領域，燃料電池汽車是氫能在交通運輸領域實現 脫碳的重要途徑。根據世界知識產權組織，自 2016 年以來，與交通運輸有關的氫燃料電池 技術的創新蓬勃發展，中國、日本和德國是該技術專利申請的主要來源國。氫能在交通領域 的應用包括汽車、航空和海運等，其中氫燃料電池汽車是交通領域的主要應用場景。同時，氫燃料汽車的使用也有助于交通行業實現脫碳。

 

 

氫燃料電池汽車應用規模擴大，我國也出臺相關政策進行支持。

 

1）純電動車由于其續航里程短、載重低和受低溫環境的影響等原因，在“大載重、長續航、效率要求高”的重卡領域， 推廣應用效果有限，而氫燃料電池由于具有高能量密度、加氫時間短、零污染等優勢，可以 滿足重卡等應用場景的需求。此外，根據北京冬奧組委公布的數據，2022 屆冬奧會示范運 行超 1000 輛氫燃料電池汽車，是全球最大規模的一次燃料電池汽車示范應用。

 

2）《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》提出：立足本地氫能供應能力、產業環境和市場空 間等基礎條件，結合道路運輸行業發展特點，重點推進氫燃料電池中重型車輛應用，有序拓 展氫燃料電池等新能源客、貨汽車市場應用空間，逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電 動汽車的互補發展模式。積極探索燃料電池在船舶、航空器等領域的應用，推動大型氫能航空器研發，不斷提升交通領域氫能應用市場規模。

 

氫能有望在非道路交通領域推進商業化應用。

 

1）中國正在氫燃料電池重型工程機械、軌道 交通、船舶、航空等領域積極探索，未來有望逐步完成實際運營驗證及性能改進，擴展氫能 在交通運輸領域的應用。

 

2）在航空業，氫能源為低碳化航空提供了可能，相比于化石能源， 燃料電池可減少 75%-90%的碳排放，在燃氣渦輪發動機中直接燃燒氫氣可減少 50%-75% 的碳排放，合成燃料可減少 30%-60%的碳排放。氫動力飛機可能成為中短距離航空飛行的 減碳方案。

 

氫能將在工業領域的脫碳過程中起到重要作用。工業具有顯著的高能耗和高排放特征，是溫 室氣體的主要來源。根據《中國工業低碳發展的現狀與展望》，我國工業生產部門碳排放量 占所有排放源排放量的比例從 1990 年的 71%上升至 2018 年的 83%。尤其是石油和金屬加 工業、建筑材料及非金屬礦物制品業、化工和機械設備制造業等重化工業產值的快速增長， 工業碳排放量增長迅速。通過解決原料和高品位熱能領域的碳排放問題，綠色氫能是實現工 業減排領域深度脫碳的重要解決方案之一，即大規模應用氫氣直接還原鐵技術、可再生能源 制氫替代化石能源制氫、天然氣摻氫或純氫燃燒等方式。我們認為，氫能冶金、綠氫化工和 天然氣摻氫是未來氫能在工業領域的三個主要應用場景。

 

1）氫能冶金

 

氫能直接還原鐵技術是用氫氣作為還原劑，在低于礦石軟化溫度下，在反應裝置內將鐵礦石還原成金屬鐵的方法。將氫氣代替煤炭作為高爐的還原劑，能夠減少鋼鐵生 產中的二氧化碳排放。根據《中國氫能產業發展報告（2022）》，通過中國鋼鐵行業政策規劃、專家訪談及數據分析，預計到2030年氫治金產量可達 0.21-0.29 億噸，約占全國鋼鐵 總產量的 2.3%-3.1%。氫治金的氫氣需求約為 191-259 萬噸。我國的鋼鐵企業從 2019 年開 始，也在積極探索氫能冶金相關技術。

 

 

2）綠氫化工

 

綠氫化工即“綠氫替代灰氫”，是實現石化、化工等行業深度脫碳的重要途 徑。根據《中國氫能產業發展報告（2022）》，在化工領域綠氫替代灰氫方面，國內企業也 已開展了技術示范。如寶豐能源在寧東建立光伏制氫項目，以綠氫作為原料推動煤化工生產 過程綠色轉型。寧東基地通過發展氫能，推動煤炭清潔高效安全利用和能源轉型，確保煤化 工項目煤制氫替代比例達到 13%以上。

 

3）天然氣摻氫

 

工業部門有大量高品位熱能需求（溫度在 400°C 以上），分布于鋼鐵、石 化、水泥等產品生產過程之中。由于熱能的需求量大、溫度高，很難通過電氣化的方式來解 決，而天然氣摻氫有助于實現高品位熱能需求的深度脫碳。根據《中國能源報》，在現役天 然氣機組中增加氫燃料來源，不僅能夠有效節約天然氣用量，保證冬季供暖安全穩定，還能 顯著降碳。根據國家電投的數據，荊門一臺 54 兆瓦的燃機，摻氫 30%后，每年可減少二氧 化碳排放 1.8 萬噸以上。

 

氫能在建筑領域脫碳進程中的應用主要包括氫能熱電聯供和管道摻氫。

 

1）氫能熱電聯供：根據羊城晚報，中集安瑞科副總經理兼中集氫能負責人楊葆英表示：分布式熱電聯供系統直 接針對終端用戶，相較于傳統的集中式生產、運輸、終端消費的用能模式，分布式能源供給 系統直接向用戶提供不同的能源品類，能夠最大程度地減少運輸消耗，并有效利用發電過程 產生的余熱，從而提高能源利用效率。

 

2）管道摻氫：和使用純氫相比，將氫氣混合到天然 氣管道中可以降低成本，平衡季節性用能需求。隨著氫能發展速度的加快，天然氣網絡摻氫 研究和示范項目也不斷增加。根據《中國能源報》，在天然氣摻氫管道建設方面，已有國家 電投“朝陽可再生能源摻氫示范項目”、河北省首個“天然氣摻氫關鍵技術研發及應用示范項目”、寧夏“輸氫管道及燃氣管網天然氣摻氫降碳示范化工程中試項目”等項目率先試水。

 

三、氫能的產業化之路

 

3.1 政策支持氫能項目，風光制氫一體化項目密集上馬

 

從頂層設計和具體措施兩方面，政策層面都對氫能項目的建設給予有力支持。

 

1）頂層設計：2022 年 3 月，國家發改委與國家能源局聯合發布《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，明確了氫能產業的戰略定位和綠色低碳的發展方向。

 

2）具體措施：目前，已有多 個省市在本地的“十四五”規劃中加入氫能產業相關內容，積極促進氫能行業發展。同時，多個省市制定并發布本地氫能產業規劃，響應國家氫能發展戰略。

 

目前，各地都在密集上馬風光制氫一體化項目。以內蒙古自治區為例，2023 年 1 月 4 日， 內蒙古自治區能源局發布《關于實施興安盟京能煤化工可再生能源綠氫替代示范項目等風光 制氫一體化示范項目的通知》，計劃實施 15 個風光制氫一體化示范項目（4 個離網型，11 個并網型），配套新能源規模 631.2 萬千瓦（其中風電 473.2 萬千瓦，光伏 158 萬千瓦）， 制氫能力 28.2 萬噸/年，總投資 495.8 億元。

 

3.2 綠氫產業化應用，成本仍是關鍵

 

當前制約綠氫大規模使用的關鍵問題還是成本問題。氫能供應鏈由氫制取、氫儲運、氫加注 三個環節構成，則在評估氫供應成本時需考量三個過程的成本因素。

 

1）氫制取

 

制取綠氫的主要手段是電解水制氫，根據《中國氫能產業發展報告（2022）》， 綠氫成本加速下降的主要因素包括可再生能源電價和電解槽設備兩方面。可再生能源電價是綠氫成本的主要組成部分，占比達到 60-70%。未來十年中國風電、光伏每年新增裝機規模 預計分別在 5000 萬千瓦和 7000 萬千瓦左右，有望帶動可再生能源發電成本進一步下降。預計到 2030 年，光伏發電成本將下降至 0.15 元/kWh，陸上風電成本下降至 0.2 元/kWh， 海上風電成本有望低于 0.4 元/kwh。

 

發電成本的不斷降低有望使得電解水制氫逐步具備市場 競爭力。在保證一定利用率的情況下,按可再生能源發電成本 0.2 元/kwh,電解水制氫能量轉 換效率 60%計算電解水制氫成本已接近化石能源制氫(不考慮碳價)。當電價降至 0.15 元 /kWh 電解水制氫的經濟性將開始優于化石能源制氫。

 

隨著可再生能源發電占比的提升電力 系統季節性調峰壓力不斷加大，接近零成本的棄風棄光電量將有望成為未來電解水制氫的重 要電源。

 

2）氫儲運

 

根據《中國能源報》，當前我國仍以 20MPa 氫氣運輸為主，30MPa 剛開始得 到應用，而國外運氫基本采用 50MPa Ⅳ型儲氫瓶，整體而言，我國儲運氫技術與國外相比 還存在一定差距。

 

除持續提升高壓氣氫裝備技術外，業內對液氫儲運規模化與應用場景的展 望從未停止。《中國能源報》指出，相比于氣態儲氫，液氫最大優勢是密度大，是 20MPa 氫氣的 5 倍、35MPa 氫氣的 3 倍、70MPa 氫氣的 1.8 倍。一輛運輸液氫的車，其運量可以 頂 10 輛 20MPa 高壓氫氣運輸車，因此較為適合氫的大規模儲運。

 

3）氫加注

 

根據氫啟未來網以及中國氫能聯盟的數據，中國建設一個日加氫能力 500 公斤、 加注壓力 35MPa 的加氫站，投資成本接近 1200 萬元(不含土地成本)，大約是傳統加油站的 3 倍，加氫站的設備成本約占投資成本的 70%（不包括土地成本）。未來，隨著核心設備國 產化的提高和建設數量的增加，國內加氫站的建設投資或將大幅下降，氫啟未來預計其最終 將接近傳統加油站的投資規模。

 

加氫站建設參與主體呈多樣化趨勢，建設運營成本或仍有下降空間。根據《中國氫能產業發 展報告（2022）》，氫能產業各環節的企業都有參與加氫站建設的案例，如上游的能源、化 工和氣體公司以及專業的加氫站建設運營商和設備供應商，中游的燃料電池電堆和系統企業， 下游的整車企業和車輛運營企業。現階段，加氫站技術趨于成熟，關鍵設備基本實現國產化。

 

當前加氫站的建設成本較高，加注量 1000kg/d 的 35MPa 加氫站建設成本高達 1500 萬元， 是加油站的數倍，其中氫氣壓縮機、儲氫裝置、加注機、站控系統等占加氫站總投資約 60%。補貼政策、技術進步與規模效應帶來的加氫站成本下降是提升加氫站數量的主要驅動因素。示范城市大多按照加氫站設備投資額或整體投資額的一定比例給予補貼，并按照加氫能力設置補貼上限，最高補貼額200-600 萬元站不等，同時給予加氫站銷售補貼和稅收優惠等扶持政策。傳統石化企業普遍通過打造油氣電氫合建站來拓展加氫基礎設施網絡。展望未來， 加氫站建設運營成本或仍有一定下降空間。到 2025 年，加氫站投資有望下降 30%左右，加 氫站利用率的提升也將攤薄設備投資及運營成本。

 

3.3 氫能產業化進程加快，核心設備有望迎來放量

 

電解槽是利用可再生能源生產綠氫的關鍵設備。PEM 電解和堿性電解技術已商業化推廣，未來具備較強的商業價值。堿性電解槽成本較低，經濟性較好，市場份額較 PEM 電解槽高 一些。根據《中國能源報》，PEM 電解水制氫技術可以快速啟停，能匹配可再生能源發電 的波動性，提高電力系統靈活性，正逐漸成為可再生能源發展和應用的重要方向。中國綠氫生產環節電解設備市場有望達到千億級別。

 

《中國 2030 年“可再生氫 100”發展 路線》報告預計，2030 年，我國電解槽累計裝機量至少需達 100 吉瓦，氫氣需求量將超 4000 萬噸，其中綠氫供給約為 770 萬噸，占比約 20%。基于未來的用氫總量，以及 PEM 電解水 制氫占比，山東賽克賽斯氫能源有限公司項目總監黃方表示，到 2030 年，PEM 電解水制氫 市場規模預計大概能達到 2500 億元。

 

國內堿性水電解在水電解制氫行業中占主導地位。根據高工氫電，堿性電解槽在國內有著 60 多年的發展歷史，具備技術相對成熟、結構簡單、安全穩定、成本相對低廉等優勢，是現階 段的主流應用路線。隨著綠氫項目的快速增長及規模化降本需求，堿性電解槽開啟了新一輪 向高產氫量、低能耗、快響應的發展進階。2022 年堿性電解槽 1000Nm³/h 的產品已經趨于 成熟，2000Nm³/h 產品開始推出。堿性電解技術最大的優勢是陰陽電極板中不含有貴金屬， 因此電解槽的成本也相對較低。最核心的特點是要求電力穩定可靠，不適合風光等間歇性電 能。

 

相較于堿性電解槽，PEM 電解槽的設備成本更高。根據觀研報告網的測算，在堿性電解槽 制氫的成本結構中，用電成本占到了總成本的 74.80%，設備折舊成本為 17.30%；而在 PEM 電解槽的成本結構中，用電成本的比例為 50.60%，設備折舊成本占比高達 43.50%。因此 我們認為，在 PEM 電解槽的成本未下降至適合規模化發展之前，堿性電解槽是目前比較合 適的選擇，具有廣闊發展空間。

 

 

頭部電解水制氫裝備制造企業的市場占有率較高，市場相對集中。綠氫生產是未來中國氫能 供應與應用體系發展的關鍵環節，也是氫能領域投資的重點領域。隨著氫能產業化進程的加 快，電解槽設備有望迎來放量。據《中國氫能與燃料電池產業年度藍皮書（2022）》顯示，2022年中國堿性電解水制氫設備的出貨量776MW，電解槽總出貨量在 800MW 左右， 在 2021 年基礎上實現翻番，Top3 企業電解槽總市場占有率高達 80%。

 

四、產業鏈重點公司分析

 

4.1 隆基綠能

 

公司自 2021 年開始積極布局氫能業務。

 

1）隆基氫能：2021 年 3 月 31 日通過全資子公司 隆基綠能創投與上海朱雀投資，合資成立西安隆基氫能科技有限公司，注冊資本金 3 億元。致力于成為全球領先的大型綠氫裝備與方案提供商，為全球綠色低碳轉型提供綠氫解決方案。

 

2）中國石化：2022 年 5 月，中國石化公布新疆庫車綠氫示范項目第一批制氫設備中標結 果，西安隆基氫能科技有限公司中標。庫車項目是我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目，投產 后年產綠氫可達 2 萬噸，其中中石化新星新疆庫車綠氫示范項目電解水制氫成套裝置是重 中之重。

 

氫能業務團隊完成搭建，業務規劃定位基本清晰，2021 年實現首臺 1000Nm³/h 堿性水電 解槽成功下線。截至 2021 年末，公司已初步具備了訂單獲取能力和 500MW生產交付能力，市場拓展與品牌營銷工作正在穩步推進。根據Bloomberg NEF 數據，隆基氫能產能在 2022 年全球 Top 20 電解槽生產商中位列榜首。

 

《中國氫能與燃料電池產業年度藍皮書（2022）》 顯示，隆基氫能 2022 年出貨躋身全國前三。隆基綠能認為，綠氫行業空間大，行業將出現 快速增長，且隆基氫能相關產品技術指標已處于行業領先水平。

 

隆基氫能科技有限公司總裁 汪偉曾介紹，公司的堿水制氫系統已達到世界領先水平。4 臺 1000 標方/小時電解槽對應 1 臺氣液分離裝備，系統制氫能力達到 4000 標方/小時，單臺純化能力達到 8000 標方/小時， 系統電耗方面，無論實證數據還是設計水平均實現了領先。

 

4.2 華光環能

 

氫能產業是公司十四五發展戰略的重要內容。2021 年，公司與大連理工大學合作成立零碳 工程技術研究中心，合作內容包括制氫技術的研發和產業化。公司作為無錫市氫能聯盟理事 長單位，與政府相關部門溝通，積極布局無錫氫能產業。

 

目前，公司已經形成了年產 1GW 電解水制氫設備制造能力。公司成功研發并下線 1500 Nm3 /h 堿性電解槽。

 

公司采用具有自主知識產權的雙極板和電極 催化劑，利用自主開發的智能、參數化設計系統，成功研發產氫量 1500 Nm3 /h 的堿性電解 槽，并于 2023 年 3 月下線。公司目前已具備 500Nm3 /h 以下、500—1000Nm3 /h，1000— 2000Nm3 /h 等多個系列堿性電解水制氫系統制造技術。

 

公司 1500 Nm3/h 堿性電解槽具有較為優異的性能。電解槽采用壓力容器標準實施設計，輕 量精巧，縮短了制造周期，節約用戶成本。通過三維建模和應力分析測試，實現產氫壓力 3.2MPa，填補國內千方級高壓電解槽空白；公司預計其單位能耗≤4.2KWh/Nm3H2，達到國 標一級能效標準；整套制氫系統具備 10%—200%的負荷調節能力，電流密度最高可達6000A/m2。適用于儲能、動力、冶煉、化工、交通、玻璃、食品、醫藥、電子等多個場景。

 

公司在氫能領域投入大量資金布局，后續將積極開拓電解槽市場。

 

1）公司自布局氫能領域、 展開研發堿性電解水制氫設備至1500Nm3 /h堿性電解槽成功下線的資金投入總額在2000-3000 萬左右。

 

2）目前公司下線的產品有 30Nm3 /h 和 1500Nm3 /h 的堿性電解槽，但均未形 成訂單，均未進入商業化應用。本次 1500Nm3 /h 堿性電解槽成功下線后，公司將積極開拓 市場。

 

4.3 華電重工

 

公司自 2020 年開始布局氫能業務。

 

1）2020 年，公司起草了《華電集團氫能產業發展路徑》；

 

2）參與“可再生能源制氫、大規模儲氫及氫能綜合利用技術研究”的開發；

 

3）編制包頭市氫 能產業規劃；

 

4）聯合開發具有國內領先水平的堿性制氫并聯電解槽和大型 PEM 電解槽， 并依托項目進行首臺套示范；

 

5）跟蹤和推動火電深度調峰靈活性改造氫儲能項目；

 

6）開展 氫能產業鏈（儲氫、燃料電池、加氫站）重點企業和科研院所的調研，分別與中科院、清華 大學、718 所等進行技術交流。

 

公司氫能業務推進順利。公司已完成大容量堿性電解水制氫裝置和部分氫能核心材料的開 發，并持續加大在新型高效電解制氫技術（包括高效質子交換膜電解水制氫膜電極、質子交 換膜電解水裝置等）、 氫燃料電池供能技術等方面的研發力度。2022 年 3 月，中國華電氫 能技術研究中心在公司舉辦揭牌儀式。2022 年 7 月，1200Nm3 /h 堿性電解水制氫裝置與氣 體擴散層產品已成功下線，公司后續將依托氫能產業鏈示范項目推進相關電解水制氫裝置的應用。

 

公司通過產業投資推進氫能業務發展，并在氫能業務獲得大額訂單。

 

1）產業投資：2022 年 5 月，公司以現金 2.5 億元通過受讓股權及增資擴股相結合方式持有深圳市通用氫能科技有 限公司 51%股權。深圳市通用氫能科技有限公司是深圳市高新技術企業，主要從事質子交 換膜燃料電池關鍵材料的開發與生產，擁有氫能燃料電池核心材料產品氣體擴散層、質子交 換膜及催化劑的生產配方、生產工藝、核心技術。

 

2）大額訂單：2022 年 11 月，公司與內 蒙古華電氫能科技有限公司簽署了新能源制氫工程示范項目合同，標的為內蒙古華電包頭市 達茂旗 20 萬千瓦新能源制氫工程示范項目 PC 總承包合同制氫站部分，合同金額 3.45 億 元。

 

4.4 升輝科技

 

公司自 2021 年開始積極布局氫能業務。

 

1）升輝新能源：2021 年 8 月，公司以自有資金在 廣東佛山投資設立控股子公司升輝新能源，擬重點聚焦氫能產業，從氫能儲能等核心產業環節進行投資與布局。

 

2）國鴻氫能：2021 年 8 月，升輝新能源與國鴻氫能簽署投資協議，擬 以自有資金向國鴻氫能投資人民幣1億元，借助國鴻氫能在氫燃料電池的技術與經驗優勢， 以及應用領域積累的市場資源，在氫燃料電池下游的交通運輸、氫能儲能等環節進行產業合作。

 

3）飛馳汽車：2021 年 10 月，升輝新能源擬使用自有資金向佛山市飛馳汽車科技有限 公司投資人民幣 1 億元。本次增資是公司在氫能產業鏈下游的投資與拓展，有利于公司氫能 產業的規劃與布局，將進一步推動公司在氫能應用領域的發展。

 

4）美錦能源：2021 年 10 月，公司與美錦能源簽署《戰略合作框架協議》，雙方將在氫氣的制儲運加、可再生氫能供 應鏈、氫動力核心裝備、氫能關鍵零部件制造、氫能源車輛運營推廣、碳資產運營管理等開 展深度合作。

 

公司充分借助佛山市在氫能領域的政策先發優勢與產業集聚優勢，在氫能產業的核心環節 進行投資與布局。目前初步形成“3+3”的業務模式，即通過股權投資 3 家氫能產業鏈頭部企 業，自主經營 3 大氫能業務板塊。

 

1）戰略投資：公司子公司升輝新能源已對氫燃料電池電 堆生產制造商廣東國鴻氫能科技股份有限公司、氫能源汽車整車制造企業佛山市飛馳汽車科 技有限公司、膜電極企業鴻基創能（廣州）有限公司進行了參股投資，形成從燃料電池核心 零部件到氫燃料電池系統，再到氫能源整車的產業鏈布局。

 

2）自主運營：公司已建立氫能 汽車運營平臺打造氫能汽車的規模化應用場景、引進國內領先技術團隊開展大規模堿性電解 水制氫業務、建立氫能核心電氣零部件生產線。

 

公司聯營企業盛氫制氫開發的 1000 標方制氫設備于 2023 年 1 月下線。該設備采用堿性電 解水的制氫技術路線，能夠實現單槽制氫產量 1000 標方/小時的水平，氫氣純度達 99.9995%， 工作壓力在 1.6Mpa。新產品配套系統具備寬頻調諧能力和快速啟動能力，有利于實現風光 可再生能源離網綠電制氫模式。制氫成套設備中配電柜、控制柜、整流器和變壓器等電氣設 備由公司子公司佛山市安能極科技有限公司生產制造。