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一、氢能源行业概述及分类 氢能源是一种来源丰富、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。氢能源的核心驱动因素可总结为三点：1）能源发展的规律结果；2）“碳达峰、碳中和”的必然选择；3）缓解能源危机，摆脱地域资源约束。 根据观研报告网发布的《中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年）》显示，按照氢能的制取方式，可将氢能源划分为灰氢、蓝氢和绿氢。其中，灰氢是从化石燃料制取的氢气，碳排放强度高；蓝氢是化石燃料制氢+CCS (即碳捕集技术)制取的氢气，碳排放强度低；绿氢是可再生能源电解水制取的氢气，几乎没有碳排放。 氢能源的分类及特点
资料来源：中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年） 氢能是低碳经济的重要组成部分，虽然部分制氢过程可能产生碳排放，但未来随着绿氢的推广，氢能产业的碳排放预计将显著减少，有助于实现双碳目标。据IEA预测，2021-2050年，氢能在全球降碳行动中的累计贡献度为6%。 二、我国氢能源渗透率较低，政策资本助力下发展空间广阔 相较于煤炭、天然气、石油等传统燃料，氢气具备热值高、能量密度大、反应零排放等天然优势，是我国碳中和目标下理想的“清洁能源”。目前氢能主要在交通运输领域用于电力和燃油的补充，在工业领域用于钢铁冶金、合成氨和碳氢化合物的生产，但由于技术、成本和基础设施等方面的限制，其在能源领域的应用还相对有限。据中国氢能产业联盟与石油和化学规划院的统计，2019年我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3342万吨，按照能源管理，换算热值占终端能源总量份额仅2.7%。 氢能源与其他新能源的对比
资料来源：中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年） 尽管当前氢能源的渗透率相对较低，但政策和资本对其发展非常重视。近年来，政策、资本持续赋能各地氢能产业，氢能已正式纳入我国能源战略体系，在碳中和碳达峰的大背景下，我国氢能产业发展正在进入新的历史时期。氢能将成为我国能源体系的重要组成部分，在交通运输、工业等领域有望实现持续渗透，产生较为广阔的经济市场。预计2036-2050年氢能源在我国能源消费中的占比将达到10%，年经济产值将超过10万亿元。在地方政策方面，已有超过20个省市发布氢能相关政策规划，明确2025&2030年氢能发展目标。 我国氢能源行业重点政策梳理
资料来源：中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年） 三、氢能源产业链各环节分析 1、制氢路径多样，未来绿氢将成为氢气的供应主体 上游来看，氢能制备方式多种多样。国际来看，工业副产氢约占39%，天然气制氢约占42%，煤制氢约占18%，其他制氢约占1%。国内来看，现阶段制氢主要有三条路线，一个是以煤炭、天然气为代表的化石能源制氢，占比为64%；二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产制氢，占比为21%；三是电解水制氢，占比为14%。其中，化石能源制氢和工业副产制氢为我国目前主流的制氢方式，技术相对成熟、制氢成本相对较低，但所获得的氢气多为灰氢和蓝氢，仍然存在一定程度的碳排放和环境污染，并且长远来看化石能源的储量也有限，工业副产氢则依赖于焦炉煤气、化肥工业、氯碱、轻烃利用的工业过程，因此这两条路线无法作为大规模集中化的氢能供应来源。相比而言，电解水制氢的工艺过程简单，制氢过程无碳排放，且易于可再生能源结合，发展潜力较大。 主要制氢路径及优缺点对比
资料来源：中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年） 综合来看，电解水制氢是未来制氢的主流路线，发展绿氢则是未来的主要方向。近年来，全球多地出台政策助力氢能产业的发展，绿氢市场认可度逐步提高。根据国际能源署数据显示，自 2021 年 2 月 以来，全球启动了超 131 个大型氢能开发项目，并预计 2030 年全球氢能领域投资总额将达 5000 亿美元。国内来看，从 2020 年氢能被列入能源范畴以来，氢能在低碳发展的战略地位愈加凸显。国家能源局等部门出台氢能相关政策，引领氢能产业快速发展，各地方政府也陆续出台政策大力发展氢能。政策支持下，绿氢项目频繁涌现，仅2022年落地项目就多达百余个，进入2023年，一批大型绿氢项目的开工、招标、签约更是频频引起行业关注。作为零碳气体，绿氢是实现碳中和路径的重要抓手，可以预见，绿氢将成为未来氢气的供应主体。 观研天下分析师观点：一直以来，技术和成本限制我国氢能源产业的发展，目前绿氢仍面临生产成本高、缺少专用基础设施、制取过程中能量损失严重等难题，尤其是未来大规模的氢气用量使其对氢能价格更为敏感。按照现有技术水平，绿氢化工的成本约为灰氢化工的2～3倍，并不具备规模化应用的条件，项目经济性较低，需持续通过技术创新实现降本增效，这也给企业提供了一个发展的重要思路。 2、主流高压气态储氢安全隐患大，固态储氢或成为未来技术热点 氢能产业链整体可以分为氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节，其中储运环节是高效利用氢能的关键，被视为整个产业链难度最大的环节。一方面，氢气是世界上密度最小的气体，体积能量密度低，扩散系数大，容易泄露；另一方面，氢能燃点低，爆炸极限1宽（4.0%～75.6%），爆炸危险性较高，对安全性提出较高要求。因此，如何提升氢能的储存、运输安全性及效率，并持续降低成本，正是当前我国氢能产业发展亟待突破的技术瓶颈。 目前我国储氢方式主要有四种：高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢和有机液体储氢。其中，高压气态储氢是最常用的方式，即利用高压将氢气压缩到高压容器中，其技术成熟度最高，氢气压缩能耗低，另外氢气储存多采用钢瓶，结构简单、充放气速度快，但存在较大的安全隐患；低温液态储供模式下，液氢体积能量密度大，因此储运简单安全、运输成本低，但把氢气液化耗能较大，液化1kg的氢气需要耗电4-10千瓦时，且液氢的存储容器需要具有抗冻、抗压以及严格绝热的特性，因此综合成本较高，现多用于航天航空项目。 有机液体储氢是通过不饱和液体有机物的可逆加氢和脱氢反应来实现储氢，目前仍有较多的技术难题尚未攻克，导致费用较高、氢气纯度不够，但是有机液体储氢能够在常温下运输，安全性较高，并且可以利用现有加油站设施进行加注，在未来极具应用前景。此外，固态储氢是一种新兴的技术，以其高储氢密度、高安全性、长期稳定性等优点备受瞩目。与传统储氢技术相比，固态储氢技术也有着更好的环保性能，可以满足低碳清洁能源的需求。未来，固态储运氢将在氢治金、加氢站、季节性储能、交通运输、氢化工等领域发挥重要作用，预计2025年前固态储运氢技术将实现大规模的示范应用。 氢能储运的四种方式对比
资料来源：中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年） 观研天下分析师观点：从中游储运环节来看，未来发展路线主要关注两点：储存容器和储存路线。容器方面，要提升国产化率，研发储氢密度更高、重量更轻的更大型储罐，为氢能规模化发展提前打好基础。路线方面，要推动液氢、固态储氢等现有路线尽快实现规模化应用，并继续探索能够实现更高密度、更高放氢效率的储氢方法。 3、当前工业领域占据主要份额，交通运输或将成为未来重要突破口 下游来看，目前，我国大部分氢气的用途都属于工业领域，氢气在工业领域主要用于加热、切割、焊接等领域，可替代传统的燃气和电力。其中，石油化工和煤化工是使用的氢气最多的领域，能够达到总氢气使用量的50%；合成氨是氢气应用的第二大户，能够达到总氢气使用量的45%。未来，氢能将会向供动能、供电能、冶金等方面转移。 工业领域氢气用途
资料来源：中国氢能源行业发展深度研究与投资前景分析报告（2023-2030年） 值得一提的是，交通运输是目前关注度最高的应用领域，氢燃料电池汽车被认为是商用车加速脱碳进程、实现电动化转型的重要方向，未来或将成为氢能消费的重要突破口。2020年以来，国家层面有关鼓励氢能和氢燃料电池汽车发展的政策持续加码，地方政府也陆续出台支持政策。根据中国氢能联盟预测，到2050年中国氢气需求量将接近6000万吨，其中交通运输领域用氢可达2458万吨，占比约40%。当前国内加氢站建设已经进入快速发展期，燃料电池技术国产化率持续提升，燃料电池系统成本不断下降。伴随未来规模化效应，燃料电池车最终应用成本降本空间较大，有望促进燃料电池商用车与乘用车的大范围推广。 四、政策鼓励和产业需求共振下，国内氢能源相关设备厂商有望持续受益 综上来看，在政策鼓励和产业需求共振下，氢能制、储、运、加、用环节逐步突破，相关设备需求有望陆续提升，相关厂商有望持续受益。 制氢设备厂商：随着国内绿氢发展提速，可再生氢产能建设快速推进，生产氢能源所需的水电解设备、电解质膜、氢气储存设备等厂商可能会迎来增长机会。以电解槽为例，当前我国氢气长距离输送管道进入新发展阶段，以中石油、中石化为代表的企业纷纷布局输氢管道，输氢管道数量持续增加，制氢端对电解槽的需求也有望增加。根据GGII，2023年国内已开工和招标电解槽的绿氢项目超过8个，合计电解槽招标量达813.5MW，同比增长超3倍，已超22年国内全年出货量。未来随着输氢管道的普及以及示范性绿氢项目的建设，预计2025年电解槽需求或累计达到12GW-15GW。当前，国内布局电解槽的企业主要有：隆基绿能、阳光电源、异辉科技、华电重工等。此外，在管道的建设过程中，需要配套相应的增压站、集输站点，因此相应的氢气压缩设备、储氢槽罐的需求量有望显著增加。 燃料电池系统制造商：燃料电池是将氢气和氧气转化为电能的关键技术，燃料电池系统制造商将受益于氢燃料电池车和其他燃料电池应用的增长。在政策推动下，加氢站布局持续加速为燃料电池行业的稳步发展提供了重要支撑，国内燃料电池电堆及系统正向大功率快速迭代升级，技术水平快速提高。与此同时，燃料电池产品的制造成本大幅降低，国产化程度也有所提高。随着氢能产业规划的落地、燃料电池技术的不断迭代、核心材料的国产化，燃料电池成本有望快速下降，逐步进入市场化进程，燃料电池系统制造商将有望持续受益。 氢气储运设备制造商：氢气在存储和运输过程中需要特殊的设备和技术，制造氢气储罐、氢气管道、氢气运输车辆等设备的企业可能会受到需求增长的影响。2023年4月10日，我国首个“西氢东送”输氢管道示范工程被纳入国家规划《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》，标志着我国氢气长距离输送管道进入新发展阶段。随着未来氢能需求快速增加及制氢分布不均匀，管道运输将成为大规模、长距离运氢的必然趋势。随着氢能储运需求的提升，压缩机、储氢瓶、加氢机等储运环节相关设备企业有望受益。 氢能源系统集成商：将不同组件整合为完整的氢能源系统的企业有望在氢能源市场中发挥重要作用，包括整体系统设计、建设和维护。目前我国氢能源电池系统集成商主要有：雄韬股份、亿华通、腾龙股份、全柴动力、美锦能源、德尔股份、龙蟠科技。随着氢燃料电池汽车已具备产业化基础，进入放量、降本、技术进步的正向循环，燃料电池系统及上游核心材料需求将迎来高速增长，氢能源电池系统集成商有望受益。
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