2024-2029年中国氢能行业市场调研及投资发展研究分析报告
思瀚产业研究院    2024-07-31

氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以 化合态 的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，二次能源。

工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢 、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等，但这些反应消耗的能量都大于其产生的能量。

氢能（气）是可用于化工、冶金、能源、交通等多领域的“终端原料”，是理想的绿电储能媒介。

当前国内氢需求主要来自化工、冶金、石油炼化以及陶瓷、玻璃制备等传统工业领域，供热与动力用氢占比较低。未来5年、甚至更长时间内这一格局仍将保持。而全球氢气主要来源于化石燃料制氢，低碳氢源(绿氢+蓝氢)占比难以突破1%。

在全球降碳减排的趋势下，在传统领域的低碳氢源替代、交通和电力等新兴应用领域需求崛起的推动下，以及低碳制氢成本的下降，全球低碳氢源用量和产量有望迎来迅速增长，其中可再生能源电解水制绿氢为低碳氢源的主要构成。

目前全球绿氢推广存在着制氢标准认定、专利壁垒、制氢成本高等障碍。主要氢能参与经济体欧盟、美国、中国、日本均未统一氢能类型的认定标准，而欧盟对制氢绿电认定的要求更高、更严苛。全球氢能专利主要由欧盟与日本主导，美国专利占居前但份额出现下滑，韩国和中国已崭露头角。

全球制绿氢的成本存在较大下降空间，而且由于风光资源、产业政策、制氢产业成熟度等因素存在地区差异，未来跨区绿氢贸易存在较大市场空间。电解槽是绿氢生产的核心设备，全球电解槽行业发展迅速，中国市场已成为全球的主导。

据IEA统计，至2022年底全球累计装机1.4GW，其中中国与欧洲累计装机量均占30%、美国与加拿大合计占比约10%、其余地区占比约30%。结合各国发布的低碳制氢项目推测，电解槽装机量的上升空间广阔，预计2030年全球电解槽累计装机量将在175~420GW之间。

全球电解槽装机量在近三年迎来快速发展，2023年全球累计装机量有望突破2GW，其中中国、欧洲地区的累计电解槽装机量全球领先。电解槽技术路线包括AWE、PEM、AEM、SOEC等，其中AWE和PEM的技术成熟度和商业化程度较高。AWE技术路线的电解槽凭借成本优势装机量大幅领先于其他技术路线。

SOEC和AEM处于商业化初期，目前海外技术成熟度优于国内。海外市场SOEC已经进入商业化初中期阶段，国内市场SOEC目前尚处于研发示范阶段在产业化进程上还与国外存在着较多差距，比如单体系统规模最大为百千瓦级、无法多次启停等。AEM电解技术仍处于研发阶段，其单体容量、性能瓶颈均尚待验证。

全球范围内仅欧美部分厂商率先取得突破。AWE产业链总体国产化程度较高，PEM产业链核心部件有较大的国产替代空间。AWE电解槽产业链的极板、密封垫片、制氢电源等环节已完全实现国产化，而隔膜属于国产化程度较低的关键零部件。

国内装备企业主要使用的PPS隔膜由日本东丽垄断，而新一代的复合隔膜还处于商业化验证阶段。PEM电解槽产业链的核心部件和材料，比如PEM用膜、催化剂、气体扩散层等进口依赖度均较高。国内对于PEM产业链核心环节的融资热度较高，东岳未来氢能、科润新材料等企业在国内实现PEM用膜等部件的量产，有望引领国内PEM产业链的国产替代。

全球主要电解槽厂商纷纷计划扩充产能，而且出现风电、光伏、石化、氢燃料电池等企业跨界进军电解槽行业。中国是当前全球电解槽的生产重镇，总体产能规模遥遥领先。据高工氢电，2023年全球电解槽名义产能58GW，其中中国38GW、占比66%，中国电解槽厂商以AWE技术路线为主、约占全球AWE产能的70%左右。

欧洲PEM和AWE技术造价相近、两路线并进，装置产能仅次于中国。据Bloomberg NEF在2024年发布的最新预测，到2024年底国外PEM制氢装备商家的产能将是中国的10倍以上，但我们预计实际落地会低于预期、且低于中国产能投放速度。

氢的应用：可以同时打通工业、民用能源、交通动力多领域的终极能源

氢能的直接应用场景分为四类：

1）化工原材料，如用于制备甲醇和合成氨。

2）工业辅料，包括不参与主流程的化学反应的，如食品加工业/陶瓷/玻璃的生产过程防氧化保护气、冷却气；参与主流程的化学反应的，如氢能炼钢时除了加热外还用于还原反应、夺走铁矿石中的氧和碳等元素。

3）燃烧做功或制热的原燃料，包括燃氢发动机的燃料、民用天然气掺氢等，炼钢用的氢气同时起到还原剂和燃料加热的功能。

4）电化学反应的原料，燃料电池汽车和社区热电联供是主要应用场景，通过燃料电池实现放电、同时产生50~80°的水可以用于供热。

氢在能量和原料两方面属性决定了应用场景多元，制取来源多元、可打通绿能与碳能则将促进其成为下一代能源载体，成为终极能源。氢能产业链主要环节包括传统/清洁能源、氢的制/储/运、氢化学反应/能量转换装备、氢应用装备(加氢设备与燃料电池)、工业/民用/交通部门的氢能利用环节。

目前各领域、各环节氢能推广的最核心逻辑是“成本由谁承担”和“全球/国家碳中和政策”两方面。因此我们预计在未来的3年内，氢能应用的推广速度排序依次是：工业原材料>工业辅材>民用燃气>商用车+专用车+工程机械等场景>热电联供>乘用车。

未来氢能核心推广的动力将从政策(如财政补贴)推动逐步转向经济性(包括直接运营成本和碳税成本等)驱动。

工业原材料环节的应用占比最高，替代主要来自于“绿氢替代灰氢”。这方面的国家双碳政策有助力、但经济性指标则更重要，因此在其原主业上行周期、即石油或煤炭处于价格高位或上涨周期内更容易转嫁成本、推动新技术更迭；燃料电池汽车推广更依赖于政策驱动和财政补贴，尤其是在商用车/专用车/工程机械上推广会更顺利，同时兼顾了谁买单(企业) 、更安全(室外作业和停放)、更经济(固定路线或区域作业可以就近安排加氢站)，这几点也正是国内推广燃料电池乘用车的痛点。

氢的应用：传统领域与新领域对低碳氢源需求强劲，2030年全球低碳氢源需求量将突破6900万吨

分应用行业看，现阶段氢气主要应用于工业和石油炼化领域。2030年全球工业和石油炼化领域对低碳氢源的需求将超过1400万吨2022年全球氢气约56%用于工业领域(合成氨、制甲醇、炼钢等)、约43%用于炼化，而交通领域使用占比仅0.04%。

除了传统领域的氢需求随经济增长与产业转移而增长外，氢在交通、电力、建筑等领域的新应用是全球氢气需求增长的另一主要动力。在全球经济低碳转型和低碳氢源成本下降的推动下，绿氢化工、氢能冶金的渗透率有望提升，此外交通、电力、建筑等新兴应用领域对低碳氢源的使用量也有望提升。

而2022年全球低碳氢源的总产量不足100万吨。据IEA预测，在碳中和背景下2030年全球氢气需求将达1.5亿吨，2022~2030年CAGR为6%。细分到炼油、合成氨、制甲醇等三大氢气应用领域，2030年低碳氢源的使用占比将分别达到20%、15%、20%。

第一章 国际氢能产业发展状况

第一节 2020-2023年全球氢能产业发展分析

一、全球能源供应体系结构

二、全球氢能产业发展现状

三、全球氢能产业政策情况

四、全球氢能技术竞争格局

五、全球氢能产业发展前景

六、全球氢能产业安全管理

第二节 美国

一、2022-2023年美国国际形势

二、美国氢能产业发展现状

三、联邦政府对氢能产业的支持

四、美国氢能制造与储运

五、美国氢能应用现状分析

六、美国氢能安全管理现状

七、美国氢能产业面临的挑战

八、美国氢能产业发展趋势及潜力预测

第三节 日本

一、2022-2023年日本国际形势

二、日本氢能产业发展现状

三、日本政府对氢能产业的支持

四、日本氢能制造与储运

五、日本氢能应用现状分析

六、日本氢能安全管理现状

七、日本氢能产业面临的挑战

八、日本氢能产业发展趋势及潜力预测

第四节 欧洲

一、2022-2023年欧洲国际形势

二、欧洲氢能产业发展现状

三、欧洲对氢能产业的支持

四、欧洲氢能制造与储运

五、欧洲氢能应用现状分析

六、欧洲氢能安全管理现状

七、欧洲氢能产业面临的挑战

八、欧洲氢能产业发展趋势及潜力预测

第二章 国内氢能产业重点企业对标分析

第一节 中国氢能产业投资机遇分析

一、政策机遇分析

二、投资时机分析

三、产业布局机遇

四、地区战略机遇

第二节 国内氢能发展情况分析

一、国内氢能发展现状分析

二、国内氢能发展存在问题

三、国内氢能发展趋势分析

第三节 中国石油天然气股份有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第四节 中国石油化工股份有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第五节 中国海洋石油有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第六节 山西美锦能源股份有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第七节 北京亿华通科技股份有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第八节 中国华能集团有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第九节 上海合既得动氢机器有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第十节 滨化集团股份有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第十一节 国家电力投资集团有限公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第十二节 国家能源投资集团有限责任公司

一、企业发展概况

二、氢能产业布局

三、安全管理现状及分析

四、核心竞争力分析

五、公司发展规划及战略

第三章 技术路线、安全风险及优缺点分析

第一节 中国氢能产业技术路线及优缺点分析

第二节 中国氢能产业安全风险及优缺点分析

第三节 氢能源企业共同面对的风险

第四节 氢能产业个性风险分析

第五节 氢能产业风险管理对策

第六节 氢能产业风险转移建议

第四章 氢能产业安全管理存在的问题及建议

第一节 氢能产业安全管理中存在的问题

一、绿氢：风/光电场附近建设制氢、运输、加氢站加氢过程中的安全风险

二、蓝氢：炼油厂重整制氢、长管拖车和管道输氢、加氢站加氢过程中的安全风险

三、灰氢：技术路线全过程安全风险

四、其他技术路线全过程安全风险

第二节 加强氢能产业全链条安全管控的建议

一、国内外氢能事故统计及典型案例

二、国内和中国石油氢能产业安全管理存在的问题

1、氢能尚未完全按能源属性进行管理

2、安全管理制度标准不完善

3、现有安全管理模式对安全管理适用性不足

4、现场安全管理薄弱

5、氢对钢制管道和设备具有劣化性，易发生氢腐蚀和氢脆

三、加强氢能产业安全管理的措施与建议

1、应将氢能纳入能源管理范畴

2、健全完善中国石油氢能产业安全管理规范

3、建立完善中国石油氢能产业安全检查标准

4、明确各企业全员岗位安全职责，提高人员安全操作能力

5、高度重视技术预防，提高氢能设施与设备的本质安全

四、制氢站及罐区重大危险源评估方法

五、加氢站安全风险及评估方法

1、加氢站分类及工作流程

2、潜在风险分析

3、加氢站风险评估

六、氢气运输安全风险及评估方法

1、氢气储运技术

2、储运设备风险评价

图表目录

图表：全球能源供应体系结构

图表：美国氢能经济发展各个阶段的总体目标

图表：美国加氢站及氢走廊地图

图表：基金名称及规模

图表：几种制氢工艺的优缺点对比

图表：煤制氢工艺流程

图表：氢能制取和提纯环节事故

图表：氢能运输环节事故

图表：供氢母站环节事故

图表：加氢站及合建站环节事故

图表：事故危险可能因素 l 值对照表

图表：危险环境作业接触时间频率与储存量因素 e 值对照表

图表：事故危险严重度因素 c 值对照表

图表：管理抵消因子 b 2 值对照表