2023-2028年中国氢能行业深度调研及发展前景研究报告
思瀚产业研究院    2023-04-24

（1）氢能行业发展现状

氢能是一种清洁高效的二次能源，具有能量密度高、燃烧热值高、来源广泛、可储存、可再生、零碳排等优点，是应对能源危机和环境污染、促进能源转型升级的突破口。2022 年 3 月，国家发改委与能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035 年）》明确了氢能的三大战略定位：氢能是未来国家能源体系的重要组成部分；氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体；氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。从顶层设计上，氢能被上升至国家层面的战略能源地位，将在碳达峰、碳中和的宏伟进程中发挥重要作用。

氢能产业链主要包括氢制取、氢储运、氢综合应用，如下图所示：

资料来源：中国氢能联盟，《中国氢能及燃料电池产业手册》

制氢环节方面，目前较为常见的制氢路径有化石能源制氢、工业副产制氢和电解水制氢三种。根据国际能源署（IEA）的数据，2021 年全球氢气的需求达到了 9,400 万吨，较 2020 年增加了 5%，大部分需求是由化石燃料生产的氢气满足。预计到 2030 年，全球的氢气需求量将达到 1.15 亿吨左右。

根据思瀚产业研究院发布的《2023-2028年中国氢能行业深度调研及发展前景研究报告》，我国是世界上最大的产氢国，2021 年氢气产量达 3,300 万吨，其中化石能源制氢占比达 78%，工业副产制氢占比 21%，其他方式制氢只占 1%。从技术路径上来看，未来可再生能源电解水制氢、CCUS 化石能源制氢以及生物质制氢将是低碳制氢的代表技术。

资料来源：思瀚产业研究院

氢能储运方面，氢气的储存目前有高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢。在应用层面上，只有高压气态储氢和低温液态储氢已经实现了商业化，在我国主要还是采用高压气态储氢，低温液态储氢一般用于航空航天领域。氢气的运输则可以通过管道和管拖车以气态形式运输，也可以在超低温储罐中以液态形式运输。

氢能的应用方面，主要应用于工业、交通、建筑三大领域。其中工业部门的需求占比最大，达到了 38%；交通运输部门占比 25%。随着工业绿色发展规划的落地，交通运输全生命周期的绿色低碳转型，预计氢能将率先在交通运输领域实现商业化，其次将在工业生产、建筑等领域实现产业化发展。

（2）氢能行业未来发展趋势

① 政策支持

2022 年 3 月，国家发改委、国家能源局发布了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，指出氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一，氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向，规划明确提到 2025 年可再生能源制氢量达到 10-20 万吨/年，2035 年可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升，对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。

② 技术前景及难点

在制氢技术上，电解水制氢代表未来主流技术。电解水制氢主要有碱性电解（AWE）、质子交换膜（PEM）电解、固体氧化物（SOEC）电解这三种技术路线。PEM 电解水由于具有良好的对可再生能源发电波动的适应性以及更高的能量转化效率，目前已成为主流的电解水技术。根据国际能源署（IEA）数据显示，2015-2019 年间，全球新增电解槽装机中，PEM 电解槽装机容量占比超过 80%。

目前，与化石能源制氢和工业副产氢相比，PEM 制氢技术在生产运行成本与设备投资成本上均较高。但随着未来可再生能源发电平价上网，尤其是对局部区域弃风弃光的充分利用，可再生能源电价有望持续降低。以目前的电解水平，当可再生能源电价降至 0.2 元/kWh 时，电解水制氢成本将接近于化石能源制氢成本。同时，随着制氢项目的规模化发展、关键核心技术的国产化突破、电解槽能耗和投资成本的下降以及碳税等政策的引导下，电解制氢技术在降低成本方面极具发展潜力。

③ 绿氢是重要发展方向

国内的可再生能源制氢项目正在如火如荼地建设中。根据势银（TrendBank）的统计显示，目前国内已有超过百个在建和规划中的电解水制氢项目，涵盖了石油炼化、化工合成、钢铁冶炼和交通等多个领域。在 2020 年之前，大型电解水制氢设备（1,000Nm3/h 及以上）主要应用于多晶硅等极少数领域，大工业领域几乎没有涉及；2020 年以后，双碳目标的建立对电解水制氢项目在工业领域的应用起到了极大的推动作用，大多数绿氢项目都启动于 2020 年之后。

2030 年中国电解槽装机量预测将超 100GW，全国可再生氢总需求达到 770万吨/年。根据势银（TrendBank）的统计显示，2021 年中国碱性电解水制氢设备的出货量约 350MW，质子交换膜电解水制氢设备的出货量约 5MW。2022 年中国电解槽出货量在 800MW 左右，在 2021 年基础上实现翻倍，2030 年中国电解槽装机量预测将超 100GW，全国可再生氢总需求将达到 770 万吨/年。

100GW 装机目标助力行业规模化发展和可再生氢成本下降。2030 年100GW 可再生氢装机目标的设定充分考虑了从现在到 2030 年氢能产业链特别是可再生氢成本经济性的变化产生的影响，并反映了可再生氢经济性和成本下降的重要性。未来十年，随着电解槽规模扩大至 100GW，中国碱性电解槽投资成本将从 2020 年的每千瓦 2,000 元，降低至 2030 年

第一章 国际氢能产业发展状况 1

第一节 2020-2022年全球氢能产业发展分析 1

一、全球能源供应体系结构 1

二、全球氢能产业发展现状 2

三、全球氢能产业政策情况 3

四、全球氢能技术竞争格局 4

五、全球氢能产业发展前景 7

六、全球氢能产业安全管理 8

第二节 美国 10

一、2022-2023年美国国际形势 10

二、美国氢能产业发展现状 12

三、联邦政府对氢能产业的支持 26

四、美国氢能制造与储运 28

五、美国氢能应用现状分析 31

六、美国氢能安全管理现状 33

七、美国氢能产业面临的挑战 35

八、美国氢能产业发展趋势及潜力预测 36

第三节 日本 38

一、2022-2023年日本国际形势 38

二、日本氢能产业发展现状 42

三、日本政府对氢能产业的支持 52

四、日本氢能制造与储运 54

五、日本氢能应用现状分析 55

六、日本氢能安全管理现状 58

七、日本氢能产业面临的挑战 59

八、日本氢能产业发展趋势及潜力预测 60

第四节 欧洲 62

一、2022-2023年欧洲国际形势 62

二、欧洲氢能产业发展现状 63

三、欧洲对氢能产业的支持 68

四、欧洲氢能制造与储运 69

五、欧洲氢能应用现状分析 70

六、欧洲氢能安全管理现状 70

七、欧洲氢能产业面临的挑战 71

八、欧洲氢能产业发展趋势及潜力预测 72

第二章 国内氢能产业重点企业对标分析 73

第一节 中国氢能产业投资机遇分析 73

一、政策机遇分析 73

二、投资时机分析 74

三、产业布局机遇 76

四、地区战略机遇 77

第二节 国内氢能发展情况分析 77

一、国内氢能发展现状分析 77

二、国内氢能发展存在问题 81

三、国内氢能发展趋势分析 82

第三节 中国石油天然气股份有限公司 83

一、企业发展概况 83

二、氢能产业布局 84

三、安全管理现状及分析 84

四、核心竞争力分析 85

五、公司发展规划及战略 87

第四节 中国石油化工股份有限公司 90

一、企业发展概况 90

二、氢能产业布局 91

三、安全管理现状及分析 93

四、核心竞争力分析 94

五、公司发展规划及战略 96

第五节 中国海洋石油有限公司 97

一、企业发展概况 97

二、氢能产业布局 98

三、安全管理现状及分析 98

四、核心竞争力分析 99

五、公司发展规划及战略 103

第六节 山西美锦能源股份有限公司 106

一、企业发展概况 106

二、氢能产业布局 106

三、安全管理现状及分析 109

四、核心竞争力分析 111

五、公司发展规划及战略 112

第七节 北京亿华通科技股份有限公司 112

一、企业发展概况 112

二、氢能产业布局 113

三、安全管理现状及分析 113

四、核心竞争力分析 114

五、公司发展规划及战略 117

第八节 中国华能集团有限公司 120

一、企业发展概况 120

二、氢能产业布局 120

三、安全管理现状及分析 121

四、核心竞争力分析 122

五、公司发展规划及战略 123

第九节 上海合既得动氢机器有限公司 123

一、企业发展概况 123

二、氢能产业布局 124

三、安全管理现状及分析 124

四、核心竞争力分析 124

五、公司发展规划及战略 125

第十节 滨化集团股份有限公司 125

一、企业发展概况 125

二、氢能产业布局 126

三、安全管理现状及分析 127

四、核心竞争力分析 127

五、公司发展规划及战略 128

第十一节 国家电力投资集团有限公司 128

一、企业发展概况 128

二、氢能产业布局 129

三、安全管理现状及分析 129

四、核心竞争力分析 131

五、公司发展规划及战略 132

第十二节 国家能源投资集团有限责任公司 135

一、企业发展概况 135

二、氢能产业布局 135

三、安全管理现状及分析 136

四、核心竞争力分析 137

五、公司发展规划及战略 140

第三章 技术路线、安全风险及优缺点分析 141

第一节 中国氢能产业技术路线及优缺点分析 141

第二节 中国氢能产业安全风险及优缺点分析 143

第三节 氢能源企业共同面对的风险 146

第四节 氢能产业个性风险分析 147

第五节 氢能产业风险管理对策 151

第六节 氢能产业风险转移建议 153

第四章 氢能产业安全管理存在的问题及建议 155

第一节 氢能产业安全管理中存在的问题 155

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 155

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 157

三、灰氢：技术路线全过程安全风险 161

四、其他技术路线全过程安全风险 163

第二节 加强氢能产业全链条安全管控的建议 164

一、国内外氢能事故统计及典型案例 164

二、国内和中国石油氢能产业安全管理存在的问题 169

1、氢能尚未完全按能源属性进行管理 169

2、安全管理制度标准不完善 170

3、现有安全管理模式对安全管理适用性不足 170

4、现场安全管理薄弱 171

5、氢对钢制管道和设备具有劣化性，易发生氢腐蚀和氢脆 171

三、加强氢能产业安全管理的措施与建议 172

1、应将氢能纳入能源管理范畴 172

2、健全完善中国石油氢能产业安全管理规范 172

3、建立完善中国石油氢能产业安全检查标准 173

4、明确各企业全员岗位安全职责，提高人员安全操作能力 174

5、高度重视技术预防，提高氢能设施与设备的本质安全 174

四、制氢站及罐区重大危险源评估方法 175

五、加氢站安全风险及评估方法 179

1、加氢站分类及工作流程 179

2、潜在风险分析 180

3、加氢站风险评估 181

六、氢气运输安全风险及评估方法 183

1、氢气储运技术 183

2、储运设备风险评价 186

图表目录

图表：全球能源供应体系结构 1

图表：美国氢能经济发展各个阶段的总体目标 14

图表：美国加氢站及氢走廊地图 19

图表：基金名称及规模 107

图表：几种制氢工艺的优缺点对比 161

图表：煤制氢工艺流程 161

图表：氢能制取和提纯环节事故 164

图表：氢能运输环节事故 165

图表：供氢母站环节事故 166

图表：加氢站及合建站环节事故 166

图表：事故危险可能因素 l 值对照表 176

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 177

图表：事故危险严重度因素 c 值对照表 177

图表：管理抵消因子 b 2 值对照表 178