2023年中國制氫產(chǎn)業(yè)鏈上中下游市場分析（附產(chǎn)業(yè)鏈全景圖）

2023-02-23 來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

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關(guān)鍵詞：氫能

中商情報網(wǎng)訊：氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，發(fā)展氫能對于減少二氧化碳等溫室氣體排放、實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標具有重要意義。我國具有良好的制氫基礎，是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，已初步掌握氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝，發(fā)展優(yōu)勢顯著。

一、產(chǎn)業(yè)鏈

氫能很難從自然界中直接大量獲取，需要依靠不同的技術(shù)路徑和生產(chǎn)工藝進行制備，目前主要制氫路徑包括化石能源重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫、電解水制氫三種。制氫產(chǎn)業(yè)鏈上游包括煤、石油、天然氣、焦爐煤氣、氯堿副產(chǎn)氣等原料，中游為氫氣制取過程，下游為儲氫及運氫。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、上游分析

1.制氫結(jié)構(gòu)占比

我國已成為全球最大的制氫國，現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能為2500萬噸/年，主要來源于化石能源制氫（煤制氫、天然氣制氫）；其中，煤制氫占我國氫能產(chǎn)量的62%，天然氣制氫占比19%，而電解水制氫受制于技術(shù)和高成本，占比僅1%。

數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.制氫材料

（1）煤炭

煤炭為煤制氫的主要原材料，約占其生產(chǎn)成本的40%。我國煤炭資源儲量豐富，山西、河南、內(nèi)蒙古、四川、新疆、云南、甘肅等地為煤炭主產(chǎn)區(qū)。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2022年我國規(guī)模以上工業(yè)原煤產(chǎn)量達45.0億噸，同比增長9.0%。此外，煤炭價格為天然氣價格的30.0％，原材料供應充足以及價格穩(wěn)定為煤制氫行業(yè)發(fā)展奠定基礎。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫

（2）天然氣

我國天然氣制氫始于20世紀70年代，主要為合成氨提供氫氣。隨著催化劑品質(zhì)的提高、工藝流程的改進、控制水平的提高、設備形式和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，天然氣制氫工藝的可靠性和安全性都得到了保證。全國天然氣產(chǎn)量快速增長，2022年產(chǎn)量達2177.90億立方米，同比增長6.4%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫

（3）焦爐煤氣

焦爐煤氣是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤，在煉焦爐中經(jīng)過高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時所產(chǎn)生的一種可燃性氣體，是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品。煉焦過程中，釋放的焦爐煤氣中富含55%左右的氫氣，焦爐煤氣制氫是目前可實現(xiàn)的大規(guī)模低成本高效率獲得工業(yè)氫氣的重要途徑。中國是全球最大的焦炭生產(chǎn)國，2022年焦炭產(chǎn)量達47343.6萬噸，同比1.3%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫

（4）燒堿

在氯堿化工中，以食鹽水為原料，采用離子膜或石棉隔膜電解槽生產(chǎn)燒堿和氯氣，氫氣是這個過程中的副產(chǎn)品。每生產(chǎn)1噸燒堿，將產(chǎn)生約280Nm3的副產(chǎn)氫氣。中國是燒堿生產(chǎn)大國，隨著燒堿的下游需求不斷增長以及氯堿工業(yè)的快速發(fā)展，我國燒堿產(chǎn)量也隨之增加。2022年中國燒堿產(chǎn)量達3980.50萬噸，同比增長1.4%。

數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫

3.制氫設備

根據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究所調(diào)研統(tǒng)計，2022年國內(nèi)電解水制氫設備出貨量達到722MW，同比大幅增長106%。其中，考克利爾競立以出貨量230MW繼續(xù)排名第一，傳統(tǒng)電解水制氫設備頭部企業(yè)派瑞氫能（中船重工718所）緊隨其后位居第二，光伏巨頭子公司隆基氫能首次躋身第三。2022年中國電解水制氫設備廠商出貨量排名如下：

資料來源：GGII、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

三、中游分析

1.氫氣產(chǎn)量

2020年“雙碳”目標提出后，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入快車道。2021年，中國氫氣產(chǎn)量達3300萬噸，同比增長32%，成為目前世界上最大的制氫國。未來，隨著可再生能源制氫技術(shù)的突破和成本的降低，氫能占比將進一步提升，預計2023年我國氫氣產(chǎn)量將達4332萬噸。

數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

2.氫氣供給結(jié)構(gòu)預測

目前，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)尚處于市場導入階段，除部分氣體公司外，市場化供氫渠道有限。我國氫氣供給主要有化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、可再生能源電解制氫等方式，2020年所占份額分別為67%、30%和3%，預計未來可再生能源電解制氫將成為工業(yè)制氫的主要方式，預計2050年份額達到70%。

數(shù)據(jù)來源：中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

3.氫氣需求量

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預測，在碳中和目標下，到2030年我國氫氣的年需求量將達到3715萬噸，在終端能源消費中占比約為5%。到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費中的占比約為20%。其中，工業(yè)領(lǐng)域用氫占比仍然最大，占總需求量的60%。

數(shù)據(jù)來源：中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

4.電解水制氫

（1）成本情況

可再生能源電解水制氫（即綠氫）的原料和生產(chǎn)過程都以清潔能源為主，使用過程可以實現(xiàn)完全的零排放，電解水制氫將成為全球最重要的制氫技術(shù)路線。目前，電解水制氫技術(shù)成熟度較低、產(chǎn)業(yè)尚未完全規(guī)模化，成本遠高于其他幾種氫能生產(chǎn)方式，還處在初級階段。但隨著可再生能源電價的持續(xù)降低和電解槽技術(shù)的提升，預計未來電解水制氫成本將有所下降。

資料來源：彭博社、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

（2）成本占比

電解水制氫的成本主要取決于電費。以目前主流的堿性電解水為例，制氫效率約5度/立方米，電費成本約占85.3%，因此其經(jīng)濟性受電價的影響大。如果按照平均工業(yè)電價0.6元計算，成本約40-50元/kg，明顯偏高。據(jù)估算，當電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。

數(shù)據(jù)來源：中國氫能聯(lián)盟、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

5.制氫項目情況

近年來，國內(nèi)制氫項目投資大幅增加，根據(jù)高工產(chǎn)研氫電研究不完全統(tǒng)計，2022年1-11月國內(nèi)共投資制氫項目73個，為2021年全年的3倍；氫氣產(chǎn)能達161萬噸/年，較去年翻倍。其中電解水制氫項目的數(shù)量占比接近60%，大部分采用堿性電解槽的制氫法。

資料來源：GGII、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

6.制氫企業(yè)名單

根據(jù)工信部發(fā)布的專精特新“小巨人”名單，全國氫能領(lǐng)域上榜企業(yè)共73家，其中制氫領(lǐng)域上榜企業(yè)約13家。

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

7.企業(yè)熱力分布圖

資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

四、下游分析

1.儲氫罐

氫氣的儲存主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固體儲氫三種方式，高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用、最成熟的儲氫技術(shù)，其儲存方式是將工業(yè)氫氣壓縮到耐高壓容器中，鋼瓶是最常用的高壓氣態(tài)儲氫容器。

目前已商業(yè)化應用的高壓儲氫氣瓶主要是I型瓶、II型瓶、III型瓶和IV型瓶。IV型瓶可能更好滿足車載儲氫系統(tǒng)趨向安全、高儲氫密度、輕量化、低成本、成壽命等方面的發(fā)展要求，未來隨IV型瓶原材料的進一步國產(chǎn)化，性價比將得到凸顯，并加速應用于新能源汽車領(lǐng)域。