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(资料图)
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01
氢能产业链图谱
氢能作为二次能源，必须从一次能源转换得到，再运输至用能终端，转化为电力、热能或机械动力。因此，氢能主产业链可概括为“氢能制取、氢能储运、氢能加注、氢能源能量转化、氢能使用”等环节。其中，上游制氢、中游储运氢和加氢、下游多元化应用场景，主要分布于交通、工业、发电以及建筑领域。氢能源主要应用在工业领域和交通领域中，建筑、发电等领域仍然处于探索阶段。
图1：氢能产业链图谱
来源：火石创造绘制
02
氢能产业链各环节概况
1.制氢
从制氢市场规模来看，中国已成为全球最大的制氢国，总规模保持快速增长。2022年中国制氢产值规模达到4833亿元，随着国家对制氢产业的不断支持及投入，预计到2026年我国制氢产值规模将达到7825亿元。依托化石能源资源优势，西北和华北地区是制氢生产主要区域。其中，内蒙和山东产量超过400万吨，达到最大；新疆、陕西和山西产量超过300万吨，而长三角、珠三角制氢产量较少。
从制氢结构来看，我国制氢以化石原料和工业副产氢为主，电解水制氢规模小，可再生能源制氢将成主导。2022年化石能源制氢、工业副产制氢、电解水制氢的产值规模分别为3271亿元、1120亿元、435亿元；占比分别为68% 、23%、9%。根据相关数据预测，中短期中国氢气来源仍以化石能源制氢为主，以工业副产氢作为补充，可再生能源绿氢制取占比将逐年升高；到2050年，由可再生能源绿氢约占70%、化石能源制氢占20%、生物制氢等占10%。
图2：2017年-2026年中国制氢产值规模及预测（单位：亿元）
来源：火石创造根据公开资料整理
图3：2017-2026年中国各制氢方式产值规模及预测（单位：亿元）来源：火石创造根据公开资料整理
从市场竞争格局来看，我国制氢规模市场格局分散，国家能源集团和中国石化是国内氢气产量最大的两家企业，合计占比30%，其他多为中小企业，制氢规模小。企业主要集中在化石能源等灰氢领域，绿色制氢领域企业布局较少，宝丰能源等绿氢制造企业具有先发优势。宝丰能源是我国首家实现规模化生产绿氢的企业，目前已形成全球最大的3亿标方绿氢/年、1.5亿标方绿氢/年产能，计划将通过以新能源制氢代替化石燃料制氢。
从制氢技术来看，质子交换膜、电解槽等核心技术尚未突破，高速率制氢设备还在研发阶段。目前国内电解水制氢路线以碱性电解槽为主，主要是碱性电解槽技术路线成熟，成本具有显著优势。PEM电解槽由于成本高，商业推广依然需要时间，且技术优势不明显。固体氧化物水电解槽采用水蒸气电解，高温环境下工作，能效最高，但尚处于实验室研发阶段。目前，电催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心组件技术国内外差距较大，大量依赖外国进口。其中，质子交换膜作为PEM制氢技术的核心材料被国外企业占据主导，全球市场占有率超过90%。国内的质子交换膜制造企业面临技术、市场、人才和资金的四大壁垒，目前山东东岳集团已研制出接近杜邦Nafion性能的产品，阳光电源与中国科学院大连化学物理研究所合作推出SEP50PEM电解槽，功率为250kW，是目前国内具备量产能力的PEM电解槽。
表1：中国制氢主要技术及优缺点比较对比
资料来源：火石创造根据公开资料整理
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