全球氫能已進入產業化快速發展新階段，歐美日韓等20多個主要經濟體已將發展氫能提升到國家戰略層麵
，相繼製定發展規劃
、路線圖以及相關扶持政策
，加快產業化發展進程，氫能產業熱度持續上升。本文將從政策
、市場、技術3大層麵出發，全麵梳理氫能產業發展現狀並對2023年發展趨勢作出展望。

       氫能產業發展現狀及2023年發展趨勢展望（一）從政策和市場層麵進行了分析，本文從技術層麵進行分析。

技術：經濟性在逐步實現

電解槽技術路線分析：堿性電解槽是目前主流
，PEM電解槽降本是關鍵

       國家發改委發布的《氫能中長期發展規劃》提出至2025年可再生能源製氫量達到10～20萬噸/年的目標，將“綠氫”作為新增氫能消費的重要組成部分
，實現CO2減排100～200萬噸/年。

       因為之前市場普遍認為綠氫成本實現平價是在2030年前後，進入“碳中和”階段“綠氫”才會大規模上量。但隨著2025年政策目標的明確，預計可再生能源製氫的推進也將提速。

       目前全球成熟的電解水製氫技術，主要是堿性電解和PEM電解兩種方式。兩者的成本構成也有明顯的區別，PEM電解水製氫的絕對成本高，主要是雙極板
、膜材料以及鉑、銥等貴金屬催化劑材料，成本明顯高於堿性電解槽。

       比較目前主流的電解水製氫技術以及有發展潛力的技術
，我們按照技術路線演進的時間線進行展望：

       堿性電解水技術憑借成本低
、技術成熟度高的優勢，目前在國內是主流路線，預計將會長期占據電解水製氫技術的主導地位。

       PEM電解水技術目前已經初步形成產業化並在部分地區建設示範應用，隨著技術的進步和成本的下降，預計最快將在2025～2030年形成規模化應用。

       固體氧化物水電解技術(SOEC)目前理論上能量轉換效率最高，采用固體氧化物作為電解質材料
，可在400~1000℃高gao溫wen下xia工gong作zuo
，可ke以yi利li用yong熱re量liang進jin行xing電dian氫qing轉zhuan換huan，具ju有you能neng量liang轉zhuan化hua效xiao率lv高gao且qie不bu需xu要yao使shi用yong貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji等deng優you點dian，也ye有you望wang成cheng為wei未wei來lai技ji術shu的de發fa展zhan方fang向xiang，預yu計ji在zai2030年之後可逐步應用於規模化的可再生能源製氫。

“綠氫”技術路線分析：生產降本路徑明確，2030年有望全行業實現平價

       現行技術條件下電解水製氫成本較高，其中主要包括電費成本，設備折舊成本、人工費用等。

       隨著技術的進步以及自動化生產，設備成本會逐漸下降；提升設備使用時長從而提升氫氣產量的方式也可以攤薄設備的折舊成本和其他固定費用。

       此外，占比電解水成本較高的電價也會隨著光伏
、風電等可再生能源的發展持續下降。

       2021年在“雙碳”目mu標biao提ti出chu之zhi後hou，國guo內nei電dian解jie水shui製zhi氫qing項xiang目mu規gui劃hua和he推tui進jin逐zhu步bu加jia快kuai。目mu前qian國guo內nei的de電dian解jie水shui製zhi氫qing路lu線xian以yi堿jian性xing電dian解jie槽cao為wei主zhu，主zhu要yao是shi堿jian性xing電dian解jie槽cao技ji術shu路lu線xian成cheng熟shu，成cheng本ben具ju有you顯xian著zhu優you勢shi。PEM電解槽由於成本高
，商業推廣依然需要時間，而且從目前的國內商業模式下，PEM槽的技術優勢並不明顯。

       從國內項目規劃而言
，綠氫的下遊應用主要包括化工

、燃料電池車、熱電聯供等儲能領域。

       從經濟性和現有市場規模看，化工原料是綠氫最主要的利用途徑
，這是因為：

       首(shou)先(xian)


，綠(lv)氫(qing)製(zhi)取(qu)在(zai)大(da)部(bu)分(fen)還(hai)是(shi)在(zai)化(hua)工(gong)園(yuan)區(qu)進(jin)行(xing)。安(an)全(quan)監(jian)管(guan)層(ceng)麵(mian)，氫(qing)氣(qi)曆(li)史(shi)上(shang)長(chang)期(qi)作(zuo)為(wei)危(wei)險(xian)化(hua)工(gong)品(pin)被(bei)管(guan)理(li)，因(yin)此(ci)在(zai)大(da)部(bu)分(fen)省(sheng)份(fen)氫(qing)氣(qi)的(de)生(sheng)產(chan)隻(zhi)能(neng)在(zai)化(hua)工(gong)園(yuan)區(qu)進(jin)行(xing)

，將(jiang)製(zhi)取(qu)的(de)氫(qing)氣(qi)直(zhi)接(jie)提(ti)供(gong)給(gei)園(yuan)區(qu)化(hua)工(gong)企(qi)業(ye)使(shi)用(yong)，減(jian)少(shao)了(le)運(yun)輸(shu)成(cheng)本(ben)，經(jing)濟(ji)性(xing)可(ke)以(yi)最(zui)大(da)化(hua)。

       qici，huagongyongqingxuqiuda，shangyemoshiwending。chuantongshangbufenhuagongshengchanluxianshengchanxuyaojiaqing，zhiqiandoushihuashinengyuanzhiqudeqingqizuoweiqingyuan，tihuanchenglvqingjikeyibangzhuhuagongshengchanguochengjiantan
，youbuxuyaoewaidezhuanhuangongyi，yinciyouwendingdeshichangxuqiu。

       而(er)綠(lv)氫(qing)其(qi)它(ta)領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用(yong)，目(mu)前(qian)的(de)經(jing)濟(ji)性(xing)和(he)商(shang)業(ye)模(mo)式(shi)還(hai)在(zai)探(tan)索(suo)過(guo)程(cheng)中(zhong)。由(you)於(yu)新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)的(de)波(bo)動(dong)性(xing)以(yi)及(ji)電(dian)解(jie)槽(cao)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)的(de)缺(que)陷(xian)，且(qie)電(dian)網(wang)目(mu)前(qian)很(hen)難(nan)為(wei)化(hua)工(gong)園(yuan)區(qu)的(de)製(zhi)氫(qing)項(xiang)目(mu)接(jie)入(ru)專(zhuan)線(xian)
，所(suo)以(yi)目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)堿(jian)性(xing)電(dian)解(jie)槽(cao)較(jiao)為(wei)理(li)想(xiang)的(de)應(ying)用(yong)模(mo)式(shi)還(hai)是(shi)直(zhi)接(jie)利(li)用(yong)網(wang)電(dian)作(zuo)為(wei)電(dian)解(jie)槽(cao)用(yong)電(dian)來(lai)源(yuan)
，同(tong)時(shi)利(li)用(yong)配(pei)套(tao)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)站(zhan)的(de)電(dian)量(liang)對(dui)衝(chong)網(wang)電(dian)成(cheng)本(ben)
，類(lei)似(si)模(mo)擬(ni)結(jie)算(suan)的(de)方(fang)式(shi)確(que)認(ren)用(yong)電(dian)成(cheng)本(ben)。這(zhe)樣(yang)一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)電(dian)解(jie)槽(cao)運(yun)行(xing)的(de)持(chi)續(xu)性(xing)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)通(tong)過(guo)自(zi)身(shen)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)來(lai)降(jiang)低(di)電(dian)解(jie)綜(zong)合(he)用(yong)電(dian)成(cheng)本(ben)
，有(you)助(zhu)於(yu)降(jiang)低(di)綠(lv)氫(qing)的(de)製(zhi)取(qu)成(cheng)本(ben)。

       在這種模式下，我們測算目前堿性槽平均的電解電價約0.35元/kwh
，對應製氫成本在24.07元/kg。如(ru)果(guo)製(zhi)氫(qing)項(xiang)目(mu)配(pei)套(tao)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)站(zhan)發(fa)電(dian)小(xiao)時(shi)數(shu)較(jiao)高(gao)

，比(bi)如(ru)風(feng)光(guang)互(hu)補(bu)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)站(zhan)，向(xiang)電(dian)網(wang)貢(gong)獻(xian)的(de)電(dian)量(liang)更(geng)多(duo)
，電(dian)解(jie)綜(zong)合(he)用(yong)電(dian)成(cheng)本(ben)也(ye)會(hui)更(geng)低(di)
，預(yu)計(ji)較(jiao)低(di)的(de)電(dian)價(jia)成(cheng)本(ben)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)0.25元/kwh，對應的成本大約可降到20元/kg以內
，大約對應17.07元/kg，基本與化石能源製氫中的高成本路線持平
，但目前僅有少部分企業可以達到這一水平。我們判斷至       2030年，行業平均的用電成本可以降至0.25元/kwh，實現與化石能源製氫成本的平價。

       但上述模式（化工園區製氫+新能源電站與製氫項目位置分離）對PEM電解槽製氫並不友好，因為直接采用網電製氫無法發揮PEM電解槽響應快的優點。

       不過長期看，隨著現場製氫的逐步鬆綁
、特殊場景下製氫項目（如海上風電或者邊遠地區氫儲一體等）的增加以及未來製氫項目配套電網專線等場景的推廣，預計PEM電解槽的效率和利用小時的優勢都將得到有效發揮。我們預計至30年PEM電解製氫成本也有望回到20元/kg內。

       總結而言
，堿性電解槽降本的主要方式是增加電流密度
、降低膈膜厚度、提升催化劑的比表麵積以及改進使用傳輸層(PTLs)，綜合延長設備使用時間，降低電價等；PEM電解槽降本的主要方式是降低貴金屬催化劑載量以及尋找其他高比表麵積的催化劑

、改進膜技術、擴大生產規模等。

       我們預計兩類綠氫製取路線的製氫成本在2030年前後都可以實現與化石能源製氫成本的平價。

       目前國內主流電解槽企業規劃產能接近9.5GW。我們將交通、工業等主要耗氫領域的氫能需求進行分拆測算（交通領域的預測主要以前文氫能車、船舶
、飛機數量為基礎
，按照目前單位交通設備耗氫量加總預測；工業領域耗氫主要假設2025/2045年化工領域對氫能需求保持不變
，2045年氫能對傳統工業用化石能源替代率達到20%）
，預計2025/2045年氫氣需求分別為0.27/1億噸，假設綠氫占比分別在3%/50%，對應的電解槽需求量分別為11/900GW
，假設兩個階段電解槽單價分別為2500/1500元/kw（堿性電解槽和PEM電解槽價格加權）
，對應電解槽的市場規模分別為281/13505億元，預計電解槽市場規模在2025年可接近300億元
，2040～2045年可破萬億元。

       因此電解槽賽道也成為2022年以來一級股權投資的新熱點領域。

氫能儲能分析：經濟性尚未顯現，但大規模、長周期場景下具備可行性

       氫能是一種理想的能量儲存介質，主要的優勢在於可以為多種能源之間的能量與物質轉換提供解決方案。

       通過PTG(Power to Gas)技ji術shu，可ke在zai一yi定ding程cheng度du上shang解jie決jue可ke再zai生sheng能neng源yuan消xiao納na及ji並bing網wang穩wen定ding性xing問wen題ti。在zai風feng力li條tiao件jian好hao或huo者zhe光guang照zhao時shi間jian長chang的de季ji節jie，如ru夏xia季ji
，將jiang多duo餘yu的de電dian量liang電dian解jie水shui製zhi氫qing，在zai電dian力li供gong應ying不bu足zu的de季ji節jie，則ze使shi用yong儲chu存cun的de氫qing通tong過guo燃ran料liao電dian池chi發fa電dian，提ti供gong電dian能neng。

       此外
，氫氣也可直接作為燃料
，混入天然氣中進行混燒或在純氫燃氣輪機中直燃。

       作為儲能的中間載體，氫能儲存再釋放能量的過程可以用多種形式：燃料電池發電、氫燃氣機組發電或者氫氣直接燃燒釋放能量。但各種轉化方式對應的效率不同，也造成了儲能經濟性的差別。

       我們認為，未來在大型新能源電站等大規模的儲能場景下
，通過固體氧化物燃料電池(SOFC)發電或是儲能轉化的理想途徑。SOFC與其他技術相比具有四大優勢：

       原材料成本低：SOFC電池材料無需使用鉑、銥等貴金屬催化劑
，對氫氣的純度要求也不高

，綜合原材料成本相較於質子交換膜電池低；

       發電效率高，SOFC的能量轉換效率高，目前國內研發的電池產品，效率可達到60%以上

，高於質子交換膜；

       餘熱可利用，SOFC發電產生大量餘熱
，可用於熱電聯供，整體效率可達到80%以上
；

       安全可靠，SOFC使用全固態組件
，不存在漏液、腐蝕等問題，因此電池的工作表現更加穩定可靠。

       目前SOFC還處於商業化初期


，國外領先廠商主要包括美國的Bloom Energy公司
、日本三菱日立電力係統公司、日本京瓷、德國博世等。國內廠商中，最早開始研發生產SOFC的是潮州三環（集團）股份有限公司，公司於2004年開始開發生產SOFC隔膜

，2012年開始批量生產SOFC單電池，2017年推出SOFC電堆產品，其領先產品2022年6月已通過第三方認證機構SGS檢驗，交流發電效率達到64.1%


，熱電聯供效率達到91.2%，主要技術指標已達到國際先進水平。

       如果按照上述SOFC的發電效率
，以“電—氫—電”的轉化過程計算
，整個流程的效率約為45%。假設新能源發電成本為0.35元/kwh，經過電解水製氫，度電的成本變為0.78元/kwh(考慮電解水製氫70%的轉化效率及SOFC64%的發電效率)，電解過程中的製造費用及折舊成本度電大約承擔0.07元/Kwh，度電分攤的壓縮儲存成本約為0.006元/Kwh，氫氣儲存成本對應為度電0.05元/Kwh；此外假設發電用燃料電池功率為250kw
，利用小時數為2000小時
，最低成本預期對應的利用小時數在3000小時。

       由此測算
，目前技術下，氫氣儲能的成本在1.48元kwh左右；如果度電成本降至0.2元/kwh，氫能儲能的成本可以降至0.88元/Kwh。

       如果使用棄風、棄光的電量，並考慮SOFC發電過程中的餘熱回收，氫能儲電的經濟性和可行性還有望進一步強化。我們預計2023年在政策的推動下，綠氫項目將從示範項目逐步向商用拓展。

       在“雙碳”目(mu)標(biao)的(de)減(jian)碳(tan)場(chang)景(jing)下(xia)
，綠(lv)氫(qing)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)與(yu)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)站(zhan)配(pei)合(he)
，發(fa)揮(hui)氫(qing)能(neng)儲(chu)能(neng)的(de)作(zuo)用(yong)
，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，在(zai)工(gong)業(ye)領(ling)域(yu)，氫(qing)能(neng)也(ye)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)減(jian)碳(tan)的(de)工(gong)具(ju)。

       工信部發布的《“十四五”工業綠色發展規劃》明確提到了推進“綠氫開發利用”等新型汙染物治理技術裝備基礎研究，以及在煉化工業中推廣“綠氫煉化等綠色低碳技術”。

       我們預計隨著綠氫成本的不斷降低和供給的不斷增加，2023年綠氫需求將有顯著擴張
，主要增量來自於化工企業和工業領域大型國企減碳的示範項目。

       綠氫項目的增加有望直接帶動對電解槽的采購需求
，我們預測2023年電解槽需求量有望達到3GW的規模
，對應市場空間在50～60億元
，有望成為除FCEV之外的氫能第二大子行業。