氢能产业链图谱分析

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前言

近年来，为了应对气候变化和如期实现“3060”目标，氢能作为一种清洁低碳、热值高、来源多样、储运灵活的绿色能源，得到了全球的广泛关注。

日本高度重视氢能产业的发展，是全球第一个提出建设“氢能社会”的国家。在过去的30年里，日本政府先后投入数千亿日元用于氢能和燃料电池技术的研究和推广。

美国将氢能视为未来不可或缺、仅次于电能的重要二次能源。美国能源局从1970年就开始布局燃料电池研发，并一直走在世界前列。

韩国将氢能定位为提升能源效率和优化可再生能源电力系统的重要媒介，并将氢能列为三大战略投资领域之一。

我国氢能产业的发展，在国际上也处于领先地位。在《氢能产业发展中长期规划（2021－2035 年）》中，我国将氢能定位为未来国家能源体系中的重要组成部分和实现绿色能源转型的重要载体，并计划在未来15年内逐步建立完备的氢能产业体系。

在政策的加持下，越来越多的资本和资源流向氢能产业。捷氢科技、国富氢能和治臻股份三家氢能企业在三日内接连申请科创板IPO，加之重塑科技、东岳氢能、国鸿氢能等氢能企业均已完成股改，可能在短期内启动科创板上市申报工作，都从一定程度上表明氢能产业正在蓬勃发展。

一氢能产业链全景图谱

氢能是指氢在物理与化学变化过程中释放的能量，可用于储能、发电、各种交通工具用燃料、家用燃料等。氢能是二次能源，不像石油、天然气可以直接开采使用，需要通过一定的技术制取得到，所以氢能产业链长且关键环节众多。整个产业链可以分为上游能源端、中游产品端和下游应用端。能源端包括氢气制取、氢气储运和加氢站；产品端包括燃料电池、氢燃气轮机和氢内燃机，目前燃料电池技术是氢能产业发展的重点和难点；应用端主要体现在交通、发电、储能和工业等领域上，其中交通领域中的燃料电池汽车是氢能最主要的应用，越来越多的汽车厂商开始在燃料电池汽车领域布局。

图1：氢能全产业链图谱

来源：火石创造根据公开资料绘制

二氢能产业链上游

1、氢气制取

氢气制取是氢能产业链中的重要一环，按照制取技术来分，可以分为化石能源制氢、工业副产制氢和电解水制氢。化石能源制取的氢气也被称为灰氢，灰氢制取成本较低，是我国氢气的主要来源。但这种制氢方式的碳排放较高，不利于我国“3060”目标的实现。工业副产气制取的氢气被称为蓝氢，主要是指生产焦炉煤气、合成氨、合成甲醇等化工产品时所得到的氢气。通过电解水等手段制取的氢气被称为绿氢，整个制氢过程不会排放温室气体，而且得到的氢气纯度高。不过目前电解水制氢耗电量大，生产成本较高。综合来看，电解水制氢会是未来制氢的主要方向。

2、氢气储运

氢气储运是制约我国氢能产业发展的关键环节，氢气是自然界中最轻的气体，由于其独特的物理、化学性能，使得它储运难度非常大，成本较高，这也是马斯克不看好氢能产业发展的原因之一。

氢气储运包括氢的储存和运输两方面，一种储氢方式对应着一种运氢方法。储运氢的方式主要有四种，分别是高压气态储运、低温液氢储运、有机液体储运、固体储运。其中，有机液体储运指的是利用烯烃、炔烃、芳烃等不饱和有机液体做储氢材料，借助不饱和有机物与氢的可逆反应来实现氢的储存。固体氢储运指的是利用活性炭、碳纳米管进行物理吸附，或者是利用金属氢化物进行化学吸附，从而达到储氢的目标。目前来说，高压气态储氢技术较成熟，在未来一段时间内都会是国内主推的储氢技术，低温液氢储运主要运用在航空航天领域，而有机液体储运和固体储运尚处在研究或示范阶段。

3、加氢站

加氢站的主要部件包括加氢机、氢气压缩机、储氢瓶组等，其中氢气压缩机占总成本比例较高，约30％。目前设备制造的发展方向是加速氢气压缩机的国产化进程，进而降低加氢站的建设成本。

截止到2022年7月5日，我国累计建成加氢站272座。其中广东省的加氢站数量最多，达到52座，遥居全国第一；山东省有29座加氢站，居全国第二；江苏省和浙江省的加氢站数量均超20座。在直辖市中，上海的加氢站数量最多，达到15座；北京的加氢站数量略小于上海，为14座。目前来说，我国除西藏、青海、甘肃外， 加氢站实现全覆盖。全国各省、市／区、自治区已出台氢能规划文件达90项，按照加氢站数量规划，2025年加氢站总规划数量将超800座。

图2：加氢站分布热力图

来源：火石创造产业数据中心