近年來，全球的能源供應主要來自于三大化石能源：石油、煤和天然氣。但是，化石能源畢竟屬于不可再生能源，儲備是有限的，人類要想長遠發(fā)展，必須要找到替代品；另外，碳排放對地球的影響越來越明顯，自《京都議定書》簽訂以來，減少溫室氣體排放以應對氣候變暖成為世界范圍內(nèi)的共識，各大經(jīng)濟體均提出“碳減排”“碳中和”的目標。
氫能作為零碳燃料，具有熱值高、零污染、可存儲、來源廣等優(yōu)點，且廣泛應用于交通運輸、建筑、儲能、工業(yè)等多個領域。隨著風力、光伏發(fā)電的大力發(fā)展，未來電解水制氫也將成為一個氫能來源的重要途徑，不僅可以有效利用棄風棄光，而且綠色環(huán)保，具有循環(huán)利用的特點。氫燃料電池可能成為氫能應用落地的主流方向。

01

我國氫能行業(yè)現(xiàn)狀

1、國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)尚處早期，產(chǎn)業(yè)亟待發(fā)展

據(jù)維科網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，我國的氫能工業(yè)具備一定基礎，全國氫氣產(chǎn)能超過2000萬噸/年，但生產(chǎn)主要依賴化石能源，消費主要作為工業(yè)原料，清潔能源制氫和氫能的能源化利用規(guī)模較小。國內(nèi)由煤、天然氣、石油等化石燃料生產(chǎn)的氫氣占了將近70%，工業(yè)副產(chǎn)氣體制得的氫氣約占30%，電解水制氫占不到1%。

2、氫燃料電池汽車在我國市場剛剛起步，技術和市場仍不成熟

根據(jù)香橙會研究院數(shù)據(jù)，2016-2021年，我國氫燃料電池汽車保有量逐年上升，受到疫情影響，2020年銷量有所下滑。截至2021年底，我國氫燃料電池汽車產(chǎn)量1777輛，銷量1586輛，保有量8938輛，我國氫燃料電池汽車正逐漸被市場認可接納，氫燃料汽車進入商業(yè)化初期。

3、當前我國將研發(fā)和推廣重點放在商用車上

2021年，我國燃料電池汽車銷量中，基本全為商用車，乘用車占比僅為0.58%。其中，客車銷量占比達56.88%，貨車銷量占比為42.54%。

4、氫能基礎設施方面情況

根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2016年至2019年，我國建成加氫站數(shù)量翻倍增長，2020年在國家“以獎代補”政策出臺較晚的情況下，仍然建成57座加氫站，較2019年增加27座，超額完成《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書（2016）》和《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》中的“到2020年，加氫站數(shù)量達到100座”的目標。
根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2022》，2021年新增加氫站數(shù)量大幅增長，實現(xiàn)新增100座，氫能配套基礎設施建設提速。國內(nèi)加氫站主要分布在北京、山東、湖北、上海等燃料電池產(chǎn)業(yè)相對發(fā)達的地區(qū)。

02

發(fā)展氫能的必要性

1、氫氣儲能的容量大、持續(xù)放能時間長，液氫的儲能密度高。
2、燃料電池高能量密度（高續(xù)航）、低溫性能好、加氫速度快，在長途、低溫等應用場景中具有優(yōu)勢。
3、可以實現(xiàn)跨地區(qū)、跨季節(jié)利用能源，充分利用光伏、風電等綠電的峰谷調(diào)節(jié)。
4、氫氣來源廣泛、成本剛性且可控，可緩解能源對外依賴。
5、氫氣制/儲/運裝備和氫能應用裝備中，除了全氟磺酸酯和重要閥門外、配套的原材料和零部件均可國產(chǎn)，未來可以實現(xiàn)規(guī)模效應快速降低成本。
6、不同電池路線（氫能與鋰電）配合使用，可以實現(xiàn)高頻儲能與低頻儲能互補。

03

政策環(huán)境

1、國際

截至目前，多國政府都已出臺氫能及燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略路線圖，日本、德國等國家更是將氫能規(guī)劃上升至國家能源戰(zhàn)略高度。美國、德國等發(fā)達國家都已認識到氫能在未來能源系統(tǒng)乃至社會系統(tǒng)中的地位和作用。

2、國內(nèi)

當前我國氫能產(chǎn)業(yè)正快速發(fā)展，近年來中央及地方支持政策密集出臺，進一步促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2019年3月，氫能源首次寫入政府工作報告，明確將推動加氫等設施建設；2020年6月，國家能源局發(fā)布《2020能源工作指導意見》，明確推進能源關鍵技術設備攻關，推動儲能、氫能技術進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2021年3月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》發(fā)布，氫能成為前瞻謀劃的六個未來產(chǎn)業(yè)之一。全國已有28個以上省市級地區(qū)推出支持氫能發(fā)展的政策。
以北京、上海、廣東等地為代表的一批省市推出鼓勵氫能發(fā)展政策。2021年2月，上海市印發(fā)《加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施計劃（2021-2025年）》提出到2025年建成投入使用加氫站超過70座，燃料電池汽車保有量突破1萬輛。2021年8月，北京經(jīng)信局發(fā)布《北京市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實施方案（2021-2025年）》提出，2023年前建成37座加氫站，推廣燃料電池汽車3000輛。2025年建成74座加氫站，燃料電池汽車推廣輛突破1萬輛。

國家層面產(chǎn)業(yè)政策匯總：

04

國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完備

氫能的應用場景較為豐富。上游氫氣制取的方式包括化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)提純制氫、電解水制氫等，氫氣運輸?shù)姆绞桨ǖ缆奋囕v、鐵路、船舶、管道運輸?shù)?，加氫站是氫能大?guī)模應用的關鍵性基礎設施，氫能的終端應用領域包括交通、工業(yè)、電力、建筑等。

燃料電池通過電化學反應將氫氣的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能，清潔無污染，能量轉(zhuǎn)化效率高，是氫能源的最佳利用方式。其中燃料電池汽車是重要應用方向之一，氫燃料電池比能量遠遠超過普通電池，并且沒有工作溫度限制（電池工作溫度范圍一般在-20℃-60℃）。在道路交通領域，目前鋰電已經(jīng)可以滿足乘用車對于續(xù)航的基本要求，但是長途商用車難以應用基于鋰電池的純電方案，而氫燃料電池在續(xù)航里程、加注時間、低溫適應性上具有一定優(yōu)勢，有望成為長途商用車電動化的必要選項。

1、制氫：綠氫成為重要方向

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，在我國，氫能的生產(chǎn)利用已經(jīng)非常廣泛，不過主要是把氫作為工業(yè)原料而非能源使用。我國是世界第一產(chǎn)氫大國，2019年全國氫氣產(chǎn)量約2000萬噸，我國發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)具有較好的基礎。我國在合成氨、合成甲醇、煉焦、煉油、氯堿、輕烴利用等傳統(tǒng)石油化工行業(yè)中具有較為成熟的經(jīng)驗。

從各制取氫路徑的特點來看，傳統(tǒng)制氫工業(yè)中以煤、天然氣等化石能源為原料，制氫過程產(chǎn)生CO2排放，制得氫氣中普遍含有硫、磷等危害燃料電池的雜志，對提純及碳捕獲有著較高的要求。焦爐煤氣、氯堿尾氣等工業(yè)副產(chǎn)提純制氫，能夠避免尾氣中的氫氣浪費，實現(xiàn)氫氣的高效利用，但從長遠看無法作為大規(guī)模集中化氫能供應來源；電解水制氫純度等級高，雜質(zhì)氣體少，易與可再生能源結(jié)合，被認為是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應方式。

（1）煤制氫

從供應潛力看，我國當前煤化工行業(yè)發(fā)展較為成熟，煤制氫產(chǎn)量大且產(chǎn)能分布廣，可以基于當前的煤氣化爐裝置生產(chǎn)氫氣，并利用變壓吸附（PSA）技術將其提純到燃料電池用氫要求。煤制氫產(chǎn)能適應性強，可以根據(jù)當?shù)貧錃庀牧康牟煌?，設置氫氣提純規(guī)模并調(diào)節(jié)產(chǎn)能，在車用氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期對企業(yè)整體運營影響較小。傳統(tǒng)煤制氫采用固定床、流化床、氣流床等工藝，合成氣中CO2、CO等體積分數(shù)高達45-70%，碳排放較高，不滿足低碳化制氫路徑，且含有硫化物等腐蝕性氣體。近年來，新型煤氣化制氫技術也在不斷發(fā)展，超臨界水煤氣化技術利用超臨界水（溫度≥374℃、壓力≥22.1MPa）作為均相反應媒介，具有傳統(tǒng)煤氣化技術無法比擬的氣化效率高、氫氣組分高、污染少等優(yōu)點，但目前尚未產(chǎn)業(yè)化。

（2）天然氣制氫

天然氣制氫技術以天然氣為主要原料成本，由于我國天然氣資源供給有限且含硫量較高，預處理工藝復雜，導致國內(nèi)天然氣制氫的經(jīng)濟性遠低于國外。

（3）工業(yè)副產(chǎn)氫

工業(yè)副產(chǎn)氫是指在生產(chǎn)化工產(chǎn)品的同時得到的氫氣，主要有焦爐煤氣、氯堿化工、輕烴利用（丙烷脫氫、乙烷裂解）、合成氨合成甲醇等工業(yè)的副產(chǎn)氫。我國工業(yè)副產(chǎn)氫大多數(shù)已有下游應用，也存在部分放空。當前工業(yè)副產(chǎn)氫基本為各企業(yè)自產(chǎn)自用，較難統(tǒng)計，實際可利用情況還需與企業(yè)相互協(xié)調(diào)與平衡。

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，由于副產(chǎn)氫主要作為化工過程的副產(chǎn)品或放空氣，可作為近期低成本的分布式氫能供應源。工業(yè)副產(chǎn)氫的供應潛力與成本能根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的下游產(chǎn)品結(jié)構與氫氣的經(jīng)濟附加值調(diào)整。

（4）電解水制氫

當前電解水制氫工藝主要有堿性電解，質(zhì)子交換膜（PEM）電解、固體氧化物（SOEC）電解技術。其中堿性電解水制氫與質(zhì)子交換膜電解制氫技術相對較為成熟，SOEC電解技術的電耗低于堿性和PEM電解技術，但尚未廣泛商業(yè)化，國內(nèi)僅在實驗室規(guī)模上完成驗證示范。由于SOEC電解水制氫需要高溫環(huán)境，其較為適合產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的光熱發(fā)電等系統(tǒng)。
根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2022》，可再生能源電價是綠氫成本的重要組成部分，占比約60-70%，目前可再生能源在全球范圍內(nèi)逐步實現(xiàn)發(fā)電平價，未來發(fā)展?jié)摿薮?，發(fā)電成本的不斷降低使得帶凝結(jié)水制氫逐步具備市場競爭力。此外，隨著可再生能源發(fā)電占比的提升，電力系統(tǒng)季節(jié)性調(diào)峰壓力不斷加大，接近于零成本的棄風棄光量將成為未來電解水制氫的重要電源。

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，從供應潛力看，2019年我國全年棄風電量169億千瓦時、棄光電量46億千瓦時、棄水電量約300億千瓦時，三者合計總棄電量達到515億千瓦時，理論上可制氫92萬噸。

考慮減排效益，結(jié)合可再生能源的電解水制氫才符合綠色氫能的發(fā)展路徑。如果考慮當前我國電力的平均碳強度，電解水制氫的綜合碳排放是化石能源制氫過程碳排放的2-3倍；隨著可再生能源平價上網(wǎng)，我國電力平均碳排放強度將持續(xù)下降。

2、氫儲運：探尋大規(guī)模運輸技術路線

與傳統(tǒng)石油燃料易運輸、可規(guī)模存儲的特點不同，國內(nèi)氫的儲運技術在能效性、安全性上尚未完全解決。目前普遍采用的高壓氣氫儲運方式存在儲氫密度低、壓縮能耗高的缺點，而且由儲氫罐安全設計冗余帶來的材料成本較高。
根據(jù)氫的物理特性與儲存行為特點，可將各類儲氫方式分為：壓縮氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、液氨/甲醇儲氫、吸附儲氫（氫化物/液體有機氫載體（LOHC））等。壓縮氣態(tài)儲氫，以其技術難度低、初始投資成本低、適配當前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展等特征優(yōu)勢，在國內(nèi)外廣泛應用。低溫液態(tài)儲氫在國外應用較多，國內(nèi)的應用基本僅限于航空領域，民用領域尚未得到規(guī)模推廣。液氨/甲醇儲氫、氫化物吸附儲氫、LOHC儲氫等技術目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化極少，基本處于小規(guī)模實驗階段。

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，氫的運輸方式包括道路車輛、鐵路、輪船、管道運輸四種。道路運輸方面，氣氫拖車是目前應用最為廣泛的一種氫運輸方式，國內(nèi)長管拖車儲氫罐壓力均在20MPa；液氫槽車的單車運氫能力是氣氫拖車的10倍以上，運輸效率提高，綜合成本降低，在國外應用比較廣泛，國內(nèi)目前僅用于航天及軍工領域。氫的鐵路運輸應用較少，且一般與液氨儲氫技術結(jié)合。
現(xiàn)階段，我國普遍采用20MPa氣態(tài)高壓儲氫與集束管車運輸?shù)姆绞健Ｔ诩託湔救招枨罅?00kg以下的情況下，氣氫拖車運輸節(jié)省了液化成本與管道建設前期投資成本，在一定儲運距離以內(nèi)經(jīng)濟性較高。當用氫規(guī)模擴大、運輸距離增長后，提高氣氫運輸壓力或采用液氫槽車、輸氫管道等運輸方案才能滿足高效經(jīng)濟的要求。

采用液氫槽車儲運在長距離大規(guī)模運輸上有很強的競爭力。根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，在現(xiàn)有技術條件下，采用液氮預冷循環(huán)，液氫生產(chǎn)能耗約為17-20kWh/kg，則電價0.5元/kWh時，液化過程的總成本約為18.5-20元/kg。此外，根據(jù)法液空數(shù)據(jù)，當有外部冷源（如有LNG輔助時），其生產(chǎn)單耗會下降30%以上，因此有條件的LNG終端配備液氫生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟可行性提高。從液化到運輸全過程成本分析，由于液氫槽車儲運量較大，可減少槽車及人員的配置，盡管長距離運輸也會帶來成本的提高，但提高的幅度并不大。因此，液氫在長距離、大規(guī)模的運輸中，相較于20MPa高壓氣氫拖車儲運有著顯著的成本優(yōu)勢。現(xiàn)有技術條件下，液化過程的能耗和固定投資較大，液化過程的成本占到整個液氫儲運環(huán)節(jié)的90%以上。未來，由于液化設備的規(guī)模效應和技術升級，液化能耗和設備成本還有較大的下降空間。

3、加氫站：產(chǎn)業(yè)鏈重要基礎設施

加氫站是氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，主要通過將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內(nèi)的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣的燃氣站。加氫站的主要設備包括儲氫裝置、壓縮設備、加注設備、站控系統(tǒng)等，其中壓縮機占總成本較高，目前設備制造方向主要是加速氫氣壓縮機的國產(chǎn)化進程，從而降低加氫站的建設成本，促進氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，目前一座加注能力500kg/d的固定式加氫站投資規(guī)模在大約需要700-1200萬元（不含土地成本），相當于傳統(tǒng)加油站的3倍，除建設成本外，設備維護、運營、人工等運營成本也同樣較高。保證加氫站的盈虧平衡的前提下，加氫站的終端售價還需在氫氣到站價的基礎上增加約14元/kg的運營成本。

我國現(xiàn)有在站堿性電解水制氫項目的示范項目，由于免去儲運環(huán)節(jié)，氫氣的損耗率降低，長期看具有經(jīng)濟性優(yōu)勢。根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》，當前在站堿性電解水制氫項目中，原材料占比較大的項目主要為電力成本，由于節(jié)省了運輸環(huán)節(jié)成本，最終制氫成本約24-30元/kg。

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》的調(diào)查顯示，利用當?shù)貜U棄水電和富余電力進行水電解制氫，其制氫所需電力成本可低于11元/kg，具有很高的經(jīng)濟性優(yōu)勢。但目前仍存在阻礙，一是儲氫技術尚未成熟，如果能實現(xiàn)利用富余電力集中制氫存儲再使用，則經(jīng)濟性能進一步提升；二是管理體制帶來的制氫加氫一體站用地性質(zhì)不一致、直購電范疇不明確等問題。
現(xiàn)階段，由于市場用氫需求較小，各地的用氫市場規(guī)模、氫源供應、加氫站類型不一，且制氫、儲運、加氫各環(huán)節(jié)的商業(yè)模式還未成形，因此，不同區(qū)域、不同模式的加氫站氫氣銷售價格差異較大，價格區(qū)間在30-80元/kg，且部分加氫站處于盈虧平衡或虧損狀態(tài)。

05

下游主流應用：氫燃料電池

氫燃料電池可能成為氫能應用落地的主流方向，滲透有望加速。

1、氫燃料電池系統(tǒng)的構成與工作原理

氫燃料電池系統(tǒng)主要由質(zhì)子交換膜燃料電池電堆及其系統(tǒng)輔件（BOP，Balance OfPlant）組成。氫燃料電池電堆是氫燃料電池系統(tǒng)的核心，BOP維持電堆持續(xù)穩(wěn)定安全地運行。氫燃料電池系統(tǒng)BOP主要包括空氣供應系統(tǒng)、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。

氫燃料電池電堆作為氫燃料電池系統(tǒng)的核心部件，由多個燃料電池單體以串聯(lián)方式層疊組合構成。燃料電池膜電極、雙極板、集流板、絕緣板、端板、緊固件、密封圈等組成。
在實際應用中電堆的堆棧和其他附件是封裝在一個殼體內(nèi)，形成氫燃料電池電堆模塊。電堆模塊一般包含固定模塊、巡檢模塊、電堆堆棧、匯流排、電堆與環(huán)境交互模塊。

根據(jù)高工氫電數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)燃料電池電堆技術在過去三年取得了較大進步，無論是石墨板/碳復合板電堆還是金屬板電堆都有突破性進展。
雙極板：目前國內(nèi)石墨板主要采用靜壓石墨機加工藝制備，該工藝制備的極板最薄厚度最小可達0.4mm；碳復合板主要采用模壓成型工藝或輥壓工藝制備，模壓工藝制備的極板最薄處可達0.2mm，并實現(xiàn)雙極板厚度≤1.2mm。金屬板制備工藝國內(nèi)主流采用100um厚不銹鋼316L卷材沖壓成型而后通過鍍層加強耐腐蝕性；金屬雙極板厚度普遍可以實現(xiàn)1.0mm，氫璞創(chuàng)能下一代金屬雙極板厚度可低于0.6mm。多種材料及成型工藝對比而言，模壓成型碳板及沖壓成型不銹鋼金屬板是主流。從壽命來看，碳板的使用壽命是鍍層不銹鋼金屬板的3~4倍；從功率密度來看，金屬板略高于碳板；從成本來看，目前碳板成本更低，未來金屬雙極板成本下降潛力較大；從生產(chǎn)節(jié)拍來看，由于沖壓比模壓節(jié)拍更快，金屬板可實現(xiàn)生產(chǎn)效率更高。
膜電極：目前膜電極已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，批量化生產(chǎn)的膜電極五合一、七合一組裝基本還是基于片狀組裝工藝，三合一的CCM已實現(xiàn)卷對卷狹縫涂布工藝，且產(chǎn)品合格率較高，仍有部分企業(yè)制備的三合一CMM采用噴涂工藝。同時，膜電極在常規(guī)的七合一、五合一組裝工藝基礎上，也有部分采用注塑工藝，將膜電極與極板一體化密封或通過注塑工藝直接制備單電池，單電池工藝將是未來發(fā)展方向。
電堆密封：電堆極板密封技術大多采用點膠、注塑工藝，其中點膠工藝相對比較成熟，容易實現(xiàn)，且成品率較高，但效率較低。而注塑工藝可在極板或者膜電極上成型，效率和產(chǎn)品一致性較高，但在極板成型時技術要求較高，極板容易破裂（碳板）或變形（金屬板），需要精調(diào)注塑模具及注膠參數(shù)。對于密封圈高度要求較薄的應用，可采用絲網(wǎng)印刷技術，該工藝技術的優(yōu)勢是膠條均勻性好、生產(chǎn)效率高。

2、車載儲氫瓶高壓化，技術不斷突破

根據(jù)頭豹研究院，高壓氣態(tài)儲氫是最常見的一種儲氫技術，通過高壓壓縮的方式將氣氫儲存在大體積、質(zhì)量重的氣瓶中。該儲氫方式簡便易行、能耗低、成本低、充放氫速度快，在常溫下就可以進行放氫，零下幾十度低溫環(huán)境也能正常工作。目前，高壓氣態(tài)儲氫容器主要分為Ⅰ型純鋼制金屬瓶、Ⅱ型鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶、Ⅲ型鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶和Ⅳ型鋁合金內(nèi)膽纖維纏繞瓶四類。其中Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶具有重容比小、單位質(zhì)量儲氫密度高等優(yōu)點，已廣泛應用于氫燃料電池汽車。高壓儲氫瓶的工作壓力一般為35~70MPa， 國內(nèi)主要將Ⅲ型瓶用于車載，Ⅳ型瓶處于起步階段，未來將可能代替Ⅲ型瓶成為主流。隨著技術突破和逐步量產(chǎn)，安全性和成本高的問題將被逐步解決。

根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，根據(jù)氫氣不同的物化特性，可采用車載供氫系統(tǒng)保證其安全性，車載供氫系統(tǒng)是燃料電池汽車的重要組成部分，功能主要是為燃料電池系統(tǒng)提供穩(wěn)定壓力的氫氣，而其安全措施主要從預防與監(jiān)控兩方面著手，一方面通過安全輔助裝置實施良好的預防，另一方面通過合理的布置各類傳感器形成完善的監(jiān)控，通力合作維護了車載供氧系統(tǒng)的安全性。
從技術設計的角度說，車載供氫系統(tǒng)主要由高壓儲氫瓶、加注口、單向閥、安全閥、溢流閥、減壓閥、電磁閥、熱熔栓、壓力和溫度傳感器以及氫管路等零部件組成。不僅具備過溫保護、低壓警報、過壓保護、過流保護等功能、還考慮到了碰撞安全氫氣泄露的控制等。
較Ⅲ型瓶，Ⅳ型瓶在容積、單位質(zhì)量儲氫密度、爆破壓力、壓力循環(huán)次數(shù)和使用壽命等指標上都有提升，其中最顯著的是壓力循環(huán)次數(shù)上的增加，增幅達到193.3%，同時Ⅳ型儲氫瓶的成本要比Ⅲ型瓶的成本低，更具有市場優(yōu)勢，未來Ⅳ型儲氫瓶將取代Ⅲ型瓶。

國外乘用車已經(jīng)開始使用質(zhì)量更輕、成本更低、質(zhì)量儲氫密度更高的Ⅳ型瓶，而我國Ⅳ型瓶還在研發(fā)階段，鋁內(nèi)膽纖維纏繞Ⅲ型瓶在國內(nèi)市場占據(jù)主流，已開發(fā)出35MPa和70MPa兩種容器，其中70MPaⅢ型瓶在乘用車樣車上應用。

得益于政策指引保駕護航，我國燃料汽車的發(fā)展和高壓儲氫瓶性能的不斷提升，根據(jù)頭豹研究院，預計未來國內(nèi)高壓儲氫瓶需求量將保持高速增長，由2021年的5036臺增長至2025年的40685臺，市場規(guī)模由2021年的2.23億元人民幣增長至2025年的32.9億元人民幣。

儲氫瓶的痛點在于成本，儲氫瓶成本下降的關鍵在于碳纖維成本的下降。根據(jù)中國節(jié)能協(xié)會氫能專業(yè)委員會援引DOE數(shù)據(jù)，目前車載儲氫瓶成本在16美元/kwh～21美元/kwh，而未來目標為8美元/kwh，仍有超過50%的成本下降空間，以我國廣泛應用于氫燃料電池車的35MPa儲氫Ⅲ型瓶為例，碳纖維復合材料占生產(chǎn)成本的62.5%，碳纖維材料價格直接決定了儲氫瓶的成本。

此外，從儲氫瓶的供應方面，盡管自主研發(fā)和技術引進齊頭并進，我國高壓儲氫瓶領域仍被國外龍頭企業(yè)壟斷，我國高壓儲氫瓶處于快速研發(fā)中。

3、對比各類車型，氫燃料電池車有望在未來建立競爭力

從資源分布上，我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，在現(xiàn)有的所有制氫技術中，煤制氫路線最為成熟高效，可大規(guī)模穩(wěn)定制備，是當前成本最低的制氫方式。綜合考慮所有的制氫方式，當前氫燃料汽車能耗成本相對與電動汽車較高，但可能低于油耗成本。

06

產(chǎn)業(yè)鏈相關公司

1、氫燃料電池系統(tǒng)及電堆

（1）億華通

主營業(yè)務：公司是一家專注于氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高新技術企業(yè)，具備自主核心知識產(chǎn)權，并實現(xiàn)了氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的批量生產(chǎn)。主要產(chǎn)品為燃料電池動力系統(tǒng)及相關的技術開發(fā)和技術服務，目前主要應用于客車、物流車等商用車型，搭載公司發(fā)動機系統(tǒng)的燃料電池客車已先后在北京、張家口、鄭州、成都、淄博等地上線運營。
氫能布局：公司生產(chǎn)氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的主要物料包括電堆及配件、車載高壓儲氫瓶、各類管閥件、電子電控器件等，公司已具備國產(chǎn)電堆量產(chǎn)能力。

（2）東岳集團

主營業(yè)務：集團主要從事制造、分銷及銷售制冷劑、高分子材料、有機硅及二氯甲烷、聚氯乙烯及燒堿以及其他。此外，集團亦在我國從事物業(yè)開發(fā)業(yè)務，并成立山東東岳HFC-23分解項目以分解集團生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的若干溫室氣體，從而減少溫室氣體排放量。
氫能布局：根據(jù)東岳集團有限公司2021年中期報告，東岳集團將圍繞氫產(chǎn)業(yè)鏈進行投資布局，從而進一步拓展業(yè)務，為集團未來的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。本集團非全資附屬公司山東東岳未來氫能材料有限公司（“未來氫能”）已向山東省證監(jiān)局申報上市輔導，其他上市工作正在穩(wěn)步推進中。未來氫能公司是目前國內(nèi)唯一、全球少有的擁有從中間體－單體－樹脂－質(zhì)子交換膜（氫燃料電池膜、電解制氫膜、液流儲能電池膜）全產(chǎn)業(yè)鏈技術和產(chǎn)業(yè)基礎的企業(yè)，技術、市場門坎高且未來發(fā)展?jié)摿薮?。集團將繼續(xù)保持未來氫能公司第一大股東的地位。

2、氫燃料系統(tǒng)配套輔件

（1）欣銳科技

主營業(yè)務：公司主要生產(chǎn)新能源汽車高壓“電控”總成中的車載電源系列產(chǎn)品和氫能與燃料電池專用產(chǎn)品，包括車載充電機、車載DC/DC變換器以及以車載充電機、車載DC/DC變換器為核心的車載電源集成產(chǎn)品、氫能與燃料電池汽車專用產(chǎn)品DCF等。
氫能布局：根據(jù)深圳欣銳科技股份有限公司2021年半年度報告，公司目前主要從事新能源汽車車載電源和氫能與燃料電池專用產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術服務。氫能與燃料電池業(yè)務的核心產(chǎn)品主要為大功率DC/DC變換器產(chǎn)品，產(chǎn)品可廣泛應用于燃料電池乘用車、客車、專用車（中卡、重卡等）和燃料電池機車等。公司擁有的氫能及燃料電池專用產(chǎn)品，在新能源汽車領域處于起步期階段，有一定的技術優(yōu)勢但同時也面臨激烈的市場競爭格局。

（2）冰輪環(huán)境

主營業(yè)務：公司致力于在氣溫控制領域為客戶提供系統(tǒng)解決方案，營造人工環(huán)境。主營業(yè)務涵蓋低溫冷凍設備、中央空調(diào)設備、節(jié)能制熱設備、能源化工壓縮裝備、精密鑄件、氫能裝備等產(chǎn)業(yè)集群。廣泛服務于食品冷鏈、石化、醫(yī)藥、能源、冰雪體育，以及大型場館、軌道交通、核電、數(shù)據(jù)中心、學校、醫(yī)院等。
氫能布局：根據(jù)冰輪環(huán)境技術股份有限公司2021年年度報告，公司氫能壓縮機業(yè)務取得長足進步。公司聯(lián)合有關科研院所研制的氫氣輸送壓縮機、燃料電池空氣壓縮機、燃料電池氫氣循環(huán)泵、高壓加氫壓縮機等氫能裝備通過了科學技術成果鑒定，主要性能指標或產(chǎn)品整體性能達到國際先進水平。公司在氫能裝備領域蓄勢研發(fā)工作進展順利。公司參與起草《液氫貯存和運輸技術要求》國家標準，該標準于11月1日實施。公司研制的氫液化領域新型高效氦氣螺桿壓縮機被國家能源局遴選為第一批能源領域首臺（套）重大技術裝備項目。

（3）雪人股份

主營業(yè)務：公司主營業(yè)務包括制冰設備、壓縮機產(chǎn)品及系統(tǒng)應用、油氣服務和氫能源領域業(yè)務。公司的制冰設備業(yè)務包括制冰、儲冰、送冰設備及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售。在熱能與動力領域，掌握壓縮機、機組及系統(tǒng)技術的基礎上，為客戶提供溫度控制及能量轉(zhuǎn)化的核心產(chǎn)品（壓縮機）和系統(tǒng)解決方案。公司的全資子公司佳運油氣自2009年成立以來專注于天然氣項目建設、生產(chǎn)運行專業(yè)技術服務，為油氣企業(yè)在全球范圍內(nèi)的天然氣氣田提供適用于不同氣源、工況的采氣、集輸、凈化等地面生產(chǎn)裝置自動化解決方案。公司長期從事空壓機研發(fā)制造及燃料電池相關產(chǎn)品的研發(fā)，在氫燃料電池核心零部件（空壓機、氫氣循環(huán)泵）及液氫、加氫設備方面進行技術積累以及技術布局。目前已有氫燃料電池系統(tǒng)、氫燃料電池空壓機、氫氣循環(huán)泵、氫氣壓縮與氫氣液化等產(chǎn)品。
氫能布局：根據(jù)福建雪人股份有限公司2021年年度報告，公司長期從事空壓機研發(fā)制造及燃料電池相關產(chǎn)品的研發(fā)，在氫燃料電池核心零部件（空壓機、氫氣循環(huán)泵）及液氫、加氫設備方面進行技術積累以及技術布局。目前已有氫燃料電池系統(tǒng)、氫燃料電池空壓機、氫氣循環(huán)泵、氫氣壓縮與氫氣液化等產(chǎn)品。公司已經(jīng)擁有完善的氫能產(chǎn)業(yè)鏈尖端技術，目前正在推進從壓縮機（組）業(yè)務到氫能源動力領域的產(chǎn)業(yè)延伸，不斷整合氫能源領域的技術、人才等優(yōu)質(zhì)資源，進一步拓展公司以氫能源為核心的新能源技術發(fā)展空間，為公司持續(xù)發(fā)展不斷進行產(chǎn)業(yè)升級和產(chǎn)業(yè)布局。公司也將進一步加快燃料電池發(fā)動機及核心部件項目在有條件的產(chǎn)業(yè)園的落地，深化與國內(nèi)氫燃料電池汽車整車企業(yè)及研究機構的戰(zhàn)略合作，不斷推動氫能項目的成果化和規(guī)?；?。

3、上游制氫

（1）隆基綠能

主營業(yè)務：公司致力于推動低碳化能源變革，長期專注于為全球客戶提供高效單晶太陽能發(fā)電解決方案，主要從事單晶硅棒、硅片、電池和組件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，現(xiàn)已發(fā)展成為全球最大的單晶硅片和組件制造企業(yè)，此外，公司為光伏集中式地面電站和分布式屋頂（含BIPV）開發(fā)提供產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案，積極布局和培育光伏制氫業(yè)務。
氫能布局：根據(jù)隆基綠能科技股份有限公司2021年年度報告，公司穩(wěn)步推進光伏高效產(chǎn)能的投資、建設，同時依托公司在光伏制造領域的產(chǎn)業(yè)和技術優(yōu)勢參股森特股份，與其在BIPV市場開發(fā)、應用領域建立戰(zhàn)略合作關系；新設子公司隆基氫能，積極布局和培育光伏制氫業(yè)務。

（2）陽光電源

主營業(yè)務：陽光電源股份有限公司是一家專注于太陽能、風能、儲能、電動汽車等新能源電源設備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務的國家重點高新技術企業(yè)。主要產(chǎn)品有光伏逆變器、風電變流器、儲能系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)、新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)、水面光伏系統(tǒng)、智慧能源運維服務等，并致力于提供全球一流的清潔能源全生命周期解決方案。
氫能布局：根據(jù)陽光電源股份有限公司2021年半年度報告，近幾年公司陸續(xù)布局了新能源制氫等新業(yè)務，并取得了長足的發(fā)展。陽光新能源作為公司旗下的新能源項目開發(fā)投資平臺，率先探索多能互補、產(chǎn)業(yè)協(xié)同的綠色生態(tài)開發(fā)的新模式，建成多個行業(yè)第一的里程碑示范項目，在工商業(yè)光伏、家庭光伏、儲能、可再生能源制氫、綜合能源服務等多領域全線突破。此外，陽光新能源還牽頭發(fā)起我國首個新能源系統(tǒng)創(chuàng)新技術專業(yè)委員會，旨在探索建立新能源發(fā)電系統(tǒng)技術創(chuàng)新平臺，著眼于度電成本降低，電站效能提升，促進風光儲氫一體化發(fā)展、源網(wǎng)荷儲高效互動，助力新能源系統(tǒng)技術全面進步升級。

4、中游運儲

（1）中集安瑞科

主營業(yè)務：公司集團為我國頂尖專用燃氣裝備制造商之一，并且為國內(nèi)燃氣能源業(yè)的集成業(yè)務供貨商。公司主要從事于能源、化工及流體食品行業(yè)的各式運輸、儲存及加工設備的設計、開發(fā)、制造、工程及銷售，并提供有關技術檢測保養(yǎng)服務。
氫能布局：根據(jù)其母公司中集集團21年年報，中集安瑞科產(chǎn)品涵蓋了氫能儲、運、加、用等各細分領域,是國內(nèi)領先的氫能儲運裝備及工程服務提供商之一。通過與Hexagon成立合營公司，將成為能提供國產(chǎn)氫能IV瓶的廠商之一。2021年，受益于國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)政策的大力支持，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，年內(nèi)氫能儲運裝備銷量錄得穩(wěn)步增長。依托在清潔能源領域的客戶和資源優(yōu)勢，該分部持續(xù)推進在氫能全產(chǎn)業(yè)鏈各細分領域的布局。2021年5月，該分部與鞍鋼能源科技有限公司成立合資公司，啟動焦爐氣制液化天然氣聯(lián)產(chǎn)氫氣項目，切入上游制氫領域。儲運方面，該分部為北京冬奧會及冬殘奧會提供了30多臺氫氣管束式集裝箱和10多臺50MPa儲氫瓶組等氫能裝備，以全系列、多品種的氫能精品裝備全力助力北京冬奧會的碳中和承諾。年內(nèi)，該分部斬獲了約人民幣1億元的三型車載供氫系統(tǒng)訂單并成功交付了數(shù)座加氫站。與此同時，該分部已與大連化物所、松下電器等達成制氫、用氫等領域的合作。2021年，氫能相關業(yè)務錄得收入人民幣1.75億元，同比增長37%，主要得益于氫能行業(yè)快速發(fā)展，氫能儲運裝備和加氫站設備及工程業(yè)務市場需求增加。

（2）京城股份

主營業(yè)務：公司主要產(chǎn)品有車用液化天然氣(LNG)氣瓶、車用壓縮天然氣(CNG)氣瓶、鋼質(zhì)無縫氣瓶、焊接絕熱氣瓶，碳纖維全纏繞復合氣瓶、ISO罐式集裝箱、氫燃料電池用鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞復合氣瓶以及低溫儲罐、LNG加氣站設備等。公司憑借對清潔能源市場的準確把握，通過對車用LNG氣瓶、低溫貯罐、低溫液體運輸車、天然氣汽車加氣站等多方位的技術整合，可為客戶提供LNG/CNG系統(tǒng)解決方案。
氫能布局：根據(jù)北京京城機電股份有限公司2021年年度報告，公司在氫能應用領域重點完成了公路客車和公交車用70MPa壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞復合氣瓶(三型瓶)的設計、試制、測試和型式認證，完成70MPa車載三型高壓供氫系統(tǒng)的研制，70MPa三型氫氣瓶已批量應用于冬奧會氫能大巴車，助力北京“綠色冬奧”。完成了國家科技部新能源汽車兩項子任務課題——燃料電池公路客車和公交客車用大容積70MPa車用氣瓶研制項目的結(jié)題工作。未來，公司將堅持市場導向、自主創(chuàng)新、引領發(fā)展的指導方針，持續(xù)提升技術水平，加快四型瓶產(chǎn)業(yè)化、批量化進程，搶占氫能行業(yè)發(fā)展先機，占據(jù)市場龍頭地位。

（3）富瑞特裝

主營業(yè)務：公司專業(yè)從事天然氣液化和LNG儲存、運輸及終端應用全產(chǎn)業(yè)鏈裝備制造并提供一站式整體技術解決方案。公司主營產(chǎn)品有液化工廠裝置、LNG/L-CNG加氣站設備、低溫液體運輸車、低溫液體罐式集裝箱、LNG儲罐、車（船）用LNG供氣系統(tǒng)、速必達、系列低溫閥門；各類石油、化工、天然氣方面的塔器、換熱器、反應器等壓力容器及LNG船用燃料罐；LNG裝卸臂及裝車撬等特種能源裝備的研發(fā)設計、制造銷售；天然氣液化和服務相關業(yè)務等。
氫能布局：根據(jù)張家港富瑞特種裝備股份有限公司2021年半年度報告，公司積極響應國家推廣新能源應用的政策號召，發(fā)揮在LNG領域多年積累的技術和經(jīng)驗，堅持“創(chuàng)新發(fā)展”的理念，瞄準行業(yè)發(fā)展新趨勢、新特點，針對下一代氫燃料電池重卡開發(fā)液氫技術的車用供氫系統(tǒng)及相關裝備。

5、下游加氫

厚普股份

主營業(yè)務：公司主要業(yè)務涵蓋天然氣/氫能加注設備的研發(fā)、生產(chǎn)和集成；清潔能源領域及航空零部件領域核心零部件的研發(fā)和生產(chǎn)；天然氣和氫能源等相關工程的EPC；天然氣能源貿(mào)易；智慧物聯(lián)網(wǎng)信息化集成監(jiān)管平臺的研發(fā)、生產(chǎn)和集成；以及覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈的專業(yè)售后服務。公司在清潔能源領域已經(jīng)形成了從設計到部件研發(fā)、生產(chǎn)，成套設備集成、站點建設、站點安裝調(diào)試和售后服務等覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈的服務能力。
氫能布局：根據(jù)厚普清潔能源股份有限公司2021年年度報告，公司自2013年起就積極開展氫能相關領域業(yè)務，為國內(nèi)箱式加氫站解決方案服務商。公司一直積極持續(xù)加大對氫能領域投入力度，公司已在氫能方面獲得多項專利。2021年是公司具有里程碑意義的一年，公司在氫能制、儲、運、加全產(chǎn)業(yè)鏈的業(yè)務布局初見成效。2021年4月，公司與成都市新都區(qū)政府簽約“厚普國際氫能產(chǎn)業(yè)集群項目”，并有序推進“氫能裝備產(chǎn)業(yè)園項目”的落地。此外，公司與四川省特種設備檢驗研究院等五家單位聯(lián)合申報的“國家市場監(jiān)管技術創(chuàng)新中心（氫儲運加注裝備）”正式獲國家市場監(jiān)管總局批準建設，該創(chuàng)新中心是目前全國首家獲批籌建的國家級氫儲運加注裝備技術創(chuàng)新中心。同時，公司與ALAT合作設立的合資公司已于2019年5月在成都注冊成立，公司將依托法液空在全球氫能市場的先進技術，在國內(nèi)、國際市場上尋求更廣泛的合作。公司在加氫站領域已形成了從設計到關鍵部件研發(fā)、生產(chǎn)，成套設備集成、加氫站安裝調(diào)試和技術服務支持等覆蓋整個產(chǎn)業(yè)鏈的綜合能力。

08

市場規(guī)模分析

1、氫能的傳統(tǒng)需求情況

全球氫能需求自 2000 年以來強勁增長，2020 年全球氫氣需求大約為 9000 萬噸，自 2000 年以來增長 50%。目前大部分的需求幾乎都來自于精煉環(huán)節(jié)和工業(yè)用途；其中 2020 年精煉環(huán)節(jié)消耗 3，840 萬噸的氫氣作為原料，在這過程中氫氣也承擔了部分燃料的需求。在工業(yè)合成領域，氫氣的需求同樣十分旺盛，2020 年氫氣在工業(yè)合成領域的消耗超過 3，000 萬噸，大部分都用作原料。而氫能在其他領域的應用進展則相對緩慢。

2、氫能需求結(jié)構即將迎來調(diào)整

根據(jù) IEA 的預測，燃料電池、能源發(fā)電和合成燃料的需求將成為未來氫能應用的重要領域，這些改變正將氫氣從一個工業(yè)生產(chǎn)的原材料轉(zhuǎn)變?yōu)樾履茉瓷鐣斜夭豢缮俚慕M成部分。根據(jù) IEA 統(tǒng)計，目前用于燃料電池的氫能大約占全球氫能需求的 0.02%，而用于能源發(fā)電和合成燃料的氫能需求同樣占比很低，而在 2050 年，IEA 預計用于燃料電池、能源發(fā)電以及合成燃料的氫能消耗將分別占到全球氫能總需求的 23.2%，19.2%和 14.2%。而與之相對的則是氫能的傳統(tǒng)使用場景，如精煉和工業(yè)合成領域，在 2050 年將下滑至 5.9%、21.9%。隨著氫能使用結(jié)構的調(diào)整，相關產(chǎn)業(yè)將迎來更大的發(fā)展機遇。

08

未來展望

1、道路交通是氫的一個需求的大方向

道路交通的氫能需求在交通運輸領域中占比最大。目前我國汽車保有量的電氣化率不足 3%，碳中和目標要求道路交通實現(xiàn)全面電氣化。22 年 Q1 新能源車銷量滲透率約20%，新能源商用車滲透率約 5%，電氣化仍處于起步階段。中國氫能聯(lián)盟預計 2025 年我國燃料電池汽車保有量約 10 萬輛，2035 年約 120 萬輛，2060 年增加至 1100 萬輛（中重型燃料電池商用車 750 萬輛，在全部中重型商用車中占比接近 65%，燃料電池乘用車約15%）。結(jié)合燃料電池與動力電池技術，道路交通有望在 2050 年前實現(xiàn)凈零排放。預計2060 年道路交通氫氣消費量 3570 萬噸，占交通運輸用氫的 88%。

氫能通過多種技術路線參與船運及航空領域脫碳。通過動力電池和氫燃料電池技術可實現(xiàn)內(nèi)河和沿海船運電氣化，通過生物燃料或零碳氫氣合成氨等新型燃料實現(xiàn)遠洋船運脫碳。預計 2030 年開始推廣燃料電池船，到 2050 年約 6%的船運能源消耗將通過氫燃料電池技術實現(xiàn)，氫氣消費量接近 120 萬噸，2060 年氫氣消費量 280 萬噸。航空領域?qū)⒁陨锶剂?、合成燃料為主，以氫能等為輔共同實現(xiàn)脫碳。以氫為燃料的飛機可能成為中短途航空飛行的一種脫碳路徑，目前，全世界已有多種機型正在開發(fā)和試驗。在長距離航空領域，仍須依賴航空燃油，可通過生物質(zhì)轉(zhuǎn)化或零碳氫氣與二氧化碳合成制得。預計2060 年氫氣消費量 200 萬噸，提供 5%左右航空領域能源需求。

2、在脫碳背景下，工業(yè)領域也是大的需求增長

碳中和情境下工業(yè)領域用氫占比最大。工業(yè)是當前脫碳難度最大的終端部門，化石能源不僅作為工業(yè)燃料，還是重要的工業(yè)原料。在氫冶金、合成燃料、工業(yè)燃料等行業(yè)增量需求的帶動下，中國氫能聯(lián)盟預計 2060 年工業(yè)部門氫需求量將到 7794 萬噸，占氫能總需求的 60%。

3、傳統(tǒng)工業(yè)中氫氣需求整體呈現(xiàn)先微增后下降的趨勢

在傳統(tǒng)工業(yè)中，氫氣是合成氨、合成甲醇、石油精煉和煤化工行業(yè)中的重要原料，小部分副產(chǎn)氫氣作為回爐助燃的工業(yè)燃料使用。目前，工業(yè)用氫基本全部依賴化石能源制取，未來通過低碳清潔氫替代應用潛力巨大。隨著石油消費量的增長和成品油品質(zhì)要求的不斷提升，石油煉制行業(yè)的氫氣消費量有望持續(xù)增加，2030 年以后，由于油品標準達到較高水平以及交通部門能源效率和電氣化率持續(xù)提升，煉廠氫氣消費將大幅下降，帶動現(xiàn)有工業(yè)氫氣需求量將呈現(xiàn)先增后降趨勢，2060 年將降低至 2800 萬噸。

4、新工業(yè)領域氫氣消費將成為碳中和情境下工業(yè)領域氫能消費的主要增量和消費主體

氫氣作為新工業(yè)原料，通過氫冶金、合成航空燃料、合成氨作為運輸用燃料等方式，在鋼鐵、航空、船運等難以脫碳行業(yè)中發(fā)揮重要作用。2020 年我國粗鋼產(chǎn)量首次達到 10.65 億噸，占全球產(chǎn)量超過 50%，同時，我國冶金行業(yè)的碳排放量在除電力外的全行業(yè)居首，綠色轉(zhuǎn)型下鋼鐵行業(yè)具有巨大清潔氫氣需求。預計 2030 年后，氫氣作為冶金還原劑的需求開始釋放，到 2060 年電爐鋼市場占比有望提升至 60%，超過 30%鋼鐵產(chǎn)量采用氫冶金工藝，氫冶金領域氫氣需求量超過 1400 萬噸。合成燃料方面，氫氣與一氧化碳經(jīng)費托合成可生成氫基柴油、航空燃料等，與氮氣在高溫高壓和催化劑存在下合成氨燃料，從而對重型貨運、水運及工業(yè)領域傳統(tǒng)石油及柴油形成替代。2060 年，合成燃料方面氫氣需求量1560 萬噸，占船運與航運能源需求總量的 40%。

5、氫氣作為新工業(yè)燃料提供高品質(zhì)熱源

氫氣通過專用燃燒器提供高品質(zhì)熱源，從而代替部分天然氣和其他化石燃料，彌補電力在該領域的不足。高能耗的水泥、鋼鐵、煉化行業(yè)中需要大量的高溫熱量，其中鋼鐵和水泥熱耗中高品質(zhì)熱占比近 87.5%。預計 2060年氫氣在鋼鐵和水泥高品質(zhì)能耗中將提供 35%熱量需求，需求量將達到 1980 萬噸。

6、氫儲能是大容量、長周期儲能的優(yōu)質(zhì)解決方案

各種儲能方式在儲能時間和儲能時長上優(yōu)勢互補，目前應用較為廣泛的電化學儲能、抽水蓄能等技術只能解決電力系統(tǒng)的短期調(diào)節(jié)問題，且受成本等因素制約，月度調(diào)節(jié)和季度調(diào)節(jié)還存在很大障礙。氫儲能的容量大、周期長，覆蓋的儲能周期及容量跨度廣，在時間周期及儲能容量上具有調(diào)節(jié)的靈活性，針對電網(wǎng)削峰填谷、集中式可再生能源并網(wǎng)等應用場景需要氫儲能作為大容量長周期儲能技術參與可再生能源波動性調(diào)節(jié)。氫儲能目前多采用堿性電解槽技術配合高壓氣態(tài)儲氫技術以及質(zhì)子交換膜燃料電池完成可再生能源儲存及電-電轉(zhuǎn)化，能量轉(zhuǎn)化效率有待提升。通過改善堿性電堆、電極與隔膜材料，優(yōu)化質(zhì)子交換膜電解槽的設計和制造工藝提高可再生能源儲能效率，通過提高儲氫壓力、開發(fā)氫氣液化裝備及儲罐提升儲氫效率，預計2025 年可實現(xiàn) 40-45%的電-電轉(zhuǎn)化效率以及 15-20mol/L 的儲氫密度。