2024年氫能源產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)備梳理：產(chǎn)業(yè)趨勢逐

漸明朗—?dú)淠茉O(shè)備迎來機(jī)遇

1.氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速，設(shè)備端有望優(yōu)先受益

本文從氫能產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，重點(diǎn)梳理各環(huán)節(jié)涉及的設(shè)備及

制造公司。氫能產(chǎn)業(yè)鏈長，涉及裝備眾多，可從制氫、儲運(yùn)、

加注，用氫四個環(huán)節(jié)拆分來看：1）制氫：根據(jù)工藝和二氧化

碳排放量的不同可分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種：①灰氫：包

括化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫，相關(guān)設(shè)備有制取過程的反應(yīng)設(shè)

備（氣化爐、轉(zhuǎn)化爐）以及提純設(shè)備（PSA設(shè)備、空分設(shè)

備）；②藍(lán)氫：在化石能源制氫的基礎(chǔ)上配備CCUS設(shè)備，

核心設(shè)備是壓縮機(jī)；③綠氫：當(dāng)前主要為水電解制綠氫，反應(yīng)

場所為電解槽。2）儲運(yùn)：是鏈接氫氣生產(chǎn)與需求的關(guān)鍵橋梁,

長管拖車運(yùn)輸適合200km以內(nèi)的短途小規(guī)模運(yùn)輸，相關(guān)設(shè)備

為高壓氣態(tài)儲氫瓶：液氫槽車適合200km以上的大規(guī)模長距

離運(yùn)輸，相關(guān)設(shè)備為氫氣液化設(shè)備；輸氫管道需要高昂的管

道鋪設(shè)投資為基礎(chǔ)，相關(guān)設(shè)備為管材；3）加注：氫氣零售依

靠加氫站建設(shè)，主要涉及壓縮機(jī)、站用儲氫罐、加氫機(jī)，部分

廠商提供上述集成設(shè)備。根據(jù)香橙會研究院統(tǒng)計，截止2023

年底國內(nèi)累計建成加氫站407座；4）用氫：氫氣下游應(yīng)用廣

泛，可用于交通、電力、工業(yè)、儲能等領(lǐng)域，在燃料電池汽

車、風(fēng)光消納等場景下具備廣闊前景，相關(guān)裝備包括燃料電池

電堆及BOP系統(tǒng)、檢測設(shè)備、氫燃?xì)廨啓C(jī)等。

設(shè)備將成為氫能發(fā)展的優(yōu)先受益方。目前，我國已初步

掌握氫能制備、儲運(yùn)、加注等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝，但產(chǎn)業(yè)

發(fā)展仍處于初期階段，其核心制約因素在于氫氣作為能源使

用，相對于替代方案（如鋰電、燃油）沒有實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢，而

設(shè)備在氫能生產(chǎn)、應(yīng)用各環(huán)節(jié)中成本構(gòu)成中占比較高。梳理

產(chǎn)業(yè)鏈可以發(fā)現(xiàn)：1）上游：以大安風(fēng)光制綠氫項(xiàng)目為例，電

解槽成本約占項(xiàng)目總投資額的24%；2）中游：根據(jù)李妍等

《外供氫與現(xiàn)場制氫加氫站的氫氣成本分析》，加氫站設(shè)備

占設(shè)備投資總額71%左右，其中壓縮機(jī)占比30%左右；3）下

游：根據(jù)能景研究，捷氫科技招股書，當(dāng)前燃料電池系統(tǒng)占整

車成本的52%。因此，通過政策推動（包括加氫站、燃料電

池汽車補(bǔ)貼）及規(guī)模效應(yīng)（電解槽、燃料電池電堆規(guī)?；?/p>

產(chǎn)）實(shí)現(xiàn)設(shè)備降本，從而降低氫價與氫能車輛的成本，是實(shí)現(xiàn)

氫能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的關(guān)鍵。國家發(fā)改委提出，以關(guān)鍵核心技術(shù)和

裝備攻關(guān)為抓手，點(diǎn)面結(jié)合、以點(diǎn)帶面，構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)

量發(fā)展格局。

1.1政策端：央地出臺多項(xiàng)政策鼓勵氫能發(fā)展

國家規(guī)劃和支持政策相繼出臺，頂層設(shè)計體系初步搭建

完畢。近年來，中國政府高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在政府工

作報告、雙碳工作以及汽車、儲能等領(lǐng)域均對氫能進(jìn)行安排，

不斷予以指導(dǎo)和支持。從政策的規(guī)劃演進(jìn)角度看，"十四五'’前

的規(guī)劃內(nèi)容多以燃料電池汽車及配套產(chǎn)業(yè)建設(shè)為核心，“十四

五''以來明確統(tǒng)籌推進(jìn)氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展。2022年3

月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期

規(guī)劃（2021-2035年）》，首次明確了氫能作為國家能源的戰(zhàn)

略地位，并提出一系列產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。2023年8月，國家層

面首個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)指南發(fā)布，系統(tǒng)構(gòu)建了氫能“制儲輸

用,,全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，為氫能行業(yè)規(guī)范化、規(guī)?；l(fā)展奠定

基礎(chǔ)。2024年3月5日，氫能作為前沿新興產(chǎn)業(yè)首次進(jìn)入

《政府工作報告》。

SB2:國家氫能產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計體緊不斷完善

取笫置第K料電流舊首次明■了氧能柞為國

求能源的戰(zhàn)略地位

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資料來源：中國量能聯(lián)盟研究院,申萬宏源研究

全國多地政府出臺氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)支持攻策，搶先布局氫

能產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。根據(jù)我們統(tǒng)計，截至2024年2

月底，除黑龍江、云南、西藏及港澳臺外，全國其他28個省、

自治區(qū)和直轄市均出臺了省級氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。多地將交通

應(yīng)用作為氫能行業(yè)突破口，支持氫燃料電池汽車推廣與加氫

站建設(shè)。根據(jù)各地區(qū)提出的目標(biāo)，到2025年，我國將建設(shè)加

氫站超1000座（根據(jù)香橙會研究院，截止2023年底為407

座），燃料電池汽車應(yīng)用規(guī)模超過11萬輛（截止2022年底

為12,682輛），氫能總產(chǎn)值近萬億元。

1.2產(chǎn)業(yè)端：應(yīng)用場景廣闊，需求穩(wěn)定擴(kuò)張

我國制氫產(chǎn)能主要集中在西北、華東和華北地區(qū)，以煤

制氫技術(shù)為主。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院統(tǒng)計，2022年我國

氫氣產(chǎn)量約為3533萬噸，以化石能源制氫為主：其中煤制氫

產(chǎn)量達(dá)到1985萬噸，占比56%；其次為天然氣制氫，占比21%

（見圖4）。從地區(qū)上看，西北、華東、華北位居國內(nèi)氫氣產(chǎn)

量的前三名，合計占比達(dá)到74%,我們認(rèn)為主要是由于西北、

華北地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，而華東地區(qū)化工園區(qū)聚集，均在制氫

方面存在優(yōu)勢。

當(dāng)前氫氣整體消賽領(lǐng)域集中在化工和煉化行業(yè)。根據(jù)中

國氫能聯(lián)盟研究院數(shù)據(jù)，全球氫氣需求約為10,500萬噸，其

中工業(yè)、煉化占據(jù)較大比例，分別約為6500萬噸、4000萬噸。

2022年中國氫氣消費(fèi)量在化工及煉化領(lǐng)域達(dá)到2,851萬噸，其

中合成甲醇、合成氨的氫氣消費(fèi)量占細(xì)分領(lǐng)域前兩位，分別

為988萬噸和973萬噸,占比28.0%和27.5%；交通領(lǐng)域占比

小于0.1%。未來交通出行有望成為氫能的重要消費(fèi)場景。根

據(jù)國際氫能委員會2021年發(fā)布的《氫能實(shí)現(xiàn)凈零排放》

(Hydrogen-for-Net-Zero),至2050年，交通出行領(lǐng)域?qū)⑾M(fèi)

氫氣達(dá)2.85億噸，占預(yù)計當(dāng)年國際氫氣總產(chǎn)量的43.18%。由

于氫氣能量質(zhì)量密度大，能大幅提高運(yùn)輸設(shè)備的載貨能力，

因此重卡為氫氣重要消費(fèi)場景，消耗氫氣達(dá)1.1億噸。

碳中和愿景下，氫氣產(chǎn)量存在較大缺口。根據(jù)國際氫能

委員會《氫能實(shí)現(xiàn)凈零排放》，預(yù)計在2050年之前，通過更

大規(guī)模的普及，氫能源將大約占總能源消耗量的22%,可使

當(dāng)年的CO2排放量較現(xiàn)在減少約70億噸，相當(dāng)于維持當(dāng)前全

球變暖趨勢所對應(yīng)CO2排放量的20%。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟及

相關(guān)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，到2050年，若要實(shí)現(xiàn)凈零排放，全球?qū)錃?/p>

的需求量將達(dá)到6.6億噸，其中中國約為1.95億噸，占比近

30%o從增速看，2020?2050年間每10年中國氫氣產(chǎn)量平均

復(fù)合增速為4.8%、10.6%、5.9%O

2.上游：綠氫制取潛力較大，電解槽為核心設(shè)備

根據(jù)制取及碳排放量不同，制氫可分為灰氫、藍(lán)氫、綠

氫三種。1)灰氫：化石能源制氫設(shè)備拓展空間有限，主要受

益方為提純設(shè)備商，包括PSA（昊華科技）、深冷分離（杭

氧股份、中泰股份）；2）藍(lán)氫：碳捕集過程中，壓縮機(jī)為核

心動力設(shè)備，根據(jù)中國CCUS年度報告（2023）至2025年需

增設(shè)年捕集量為2000萬噸的CCUS設(shè)備，廠商主要包括冰輪

環(huán)境、冰山冷熱；3）綠氫：當(dāng)前主要通過水電解制取，勢銀

（TrendBank）在《2023勢銀氫能與燃料電池年度藍(lán)皮書》中

預(yù)計2024-2025年電解槽新增裝機(jī)量分別為4.8GW、8.2GW,

按當(dāng)前均價計算分別達(dá)到66億元、112億元。

低碳零碳的藍(lán)氫和綠氫將成為重點(diǎn)發(fā)展的制氫方式。1）

國內(nèi)方面，在2022年3月發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃

（2021-2035》中，已經(jīng)明確提出：到2025年，“初步建

立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體

系,可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年”；到2030年，“形

成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)

體系”；到2035年，“可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比

重明顯提升2）國際方面，國際氫能委員會在2023年12

月發(fā)布的《氫能洞察2023》（HydrogenInsights2023）中指出,

到2030年清潔氫氣產(chǎn)量將達(dá)到4,500萬噸/年，占預(yù)計當(dāng)年氫

氣產(chǎn)量的32.14%,其中可再生能源制氫占70%,低碳制氫占

30%；《凈零氫報告》（HydrogenforNetZero）中指出，至I

2050年，灰氫將被完全替代，可再生能源制氫將占?xì)錃饪偖a(chǎn)

量的60?80%。

2.1灰氫：制備工藝成熟，提純環(huán)節(jié)存在潛力

化石能源制氫技術(shù)成熟，成本相對較低，是目前大規(guī)模

制氫的主要手段。我國煤炭資源豐富，煤制氫技術(shù)成熟，因

此是我國最主要的制氫技術(shù)之一，而由于資源稟賦的差異，

當(dāng)前國外以天然氣制氫為主。1）煤制氫的方式包括煤氣化、

煤液化以及煤干儲，以煤氣化為主，設(shè)備沒資氣化爐、變換

器、吸附裝置等。根據(jù)《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)概論》，當(dāng)原

料煤價格在600元/呵時，煤氣化制氫成本為6.09元/kg；2）

天然氣制氫以天然氣蒸汽重整法為主，設(shè)備投資包括原料加

氫反應(yīng)器、氧化鋅脫硫反應(yīng)器、中溫變換反應(yīng)器、提氫吸附

塔、PSA吸附塔、轉(zhuǎn)化爐，冷換設(shè)備和壓縮機(jī)充裝裝置等。

根據(jù)《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)概論》，當(dāng)天然氣價格為2.5元

/nP時，天然氣制氫成本為17.9元/kg。化石能源制氫環(huán)節(jié)拓

展空間有限°根據(jù)匕文（圖7&9）中的預(yù)測數(shù)據(jù)，2030年中

國氫氣需求量為4000萬噸，化石能源制氫占比為60%,即約

2400萬噸，而2022年煤制氫及天然氣制氫總產(chǎn)量已超過

2700萬噸，不排除產(chǎn)能更新帶來的增量投麥，但預(yù)計拓展空

間較為有限。

工業(yè)副產(chǎn)氫額外投入少，成本較低，能夠成為氫氣供應(yīng)

的有效補(bǔ)充。工業(yè)副產(chǎn)氫可分為焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫、氯堿工業(yè)

副產(chǎn)氫、丙烷脫氫副產(chǎn)氫以及合成氨副產(chǎn)氫。根據(jù)中國氫能

聯(lián)盟研究院統(tǒng)計，2022年我國工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量約為712萬噸,

占?xì)錃饪偖a(chǎn)量的20%,其中焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫約為490萬噸，

占副產(chǎn)氫比例為68.82%。設(shè)備投資方面，以焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫

為例，主要涉及壓縮機(jī)、TSA變溫吸附工藝設(shè)備、PSA變壓

吸附設(shè)備等。

工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量受相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模限制，遠(yuǎn)期來看難以成

為主流。一方面，結(jié)合《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)概論》中對工

業(yè)副產(chǎn)供氫效率的描述，測算可知2023年四種主流副產(chǎn)氫技

術(shù)的潛在氫氣供應(yīng)能力合計約為1,231萬噸；另一方面，在化

工行業(yè)去產(chǎn)能的背景下，工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量難有增長潛力，無

法單獨(dú)滿足我國的氫氣需求。具體來看：1）焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫:

根據(jù)《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)概論》，煤焦化過程中每1噸焦炭

可產(chǎn)生約400Nm3的焦?fàn)t煤氣，其中氫氣含量約44%；我國是

全球最大的焦炭生產(chǎn)國，根據(jù)Wind數(shù)據(jù)，2023年我國煉焦煤

總供給量為5.94億噸，理論可副產(chǎn)氫氣約939萬噸。2）氯堿

工業(yè)副產(chǎn)氫：每生產(chǎn)1噸燒堿大約可獲得副產(chǎn)氫氣280m3；

根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2023年我國燒堿產(chǎn)量4,101萬噸，理

論可副產(chǎn)氨氣約103萬噸。3）丙烷脫氫副產(chǎn)氫：僅PDH法

（直接脫氫法）的丙烷脫氫工藝可產(chǎn)生副產(chǎn)氫，根據(jù)PDH反

應(yīng)方程式計算可知，每生產(chǎn)1kg丙烯，理論可同時產(chǎn)出

0.05kg氫氣；根據(jù)隆眾資訊數(shù)據(jù)，2023年P(guān)DH總產(chǎn)能為

1,732萬噸，潛在氫氣供應(yīng)量為82萬噸。4）合成氨副產(chǎn)氫：

理論上每合成1噸氨，耗氫量為176.47kg,但實(shí)際根據(jù)工廠

的物料平衡，在不做任何尾氣處理時，每噸耗氫量將包含合成

反應(yīng)消耗、合成放空氣和馳放氣三個部分，實(shí)際消耗量約為

193.53kgo據(jù)金聯(lián)創(chuàng)化肥統(tǒng)計，2023年全國累計生產(chǎn)合成氨約

6200萬噸，若將合成放空氣和馳放氣中的氫氣回收，理論可

副產(chǎn)氫氣約106萬噸。

氫氣提純是傳統(tǒng)工業(yè)制氫流程中的重要環(huán)節(jié)，變壓吸附

和深冷分離設(shè)備商是主要參與者。現(xiàn)階段氫氣的應(yīng)用領(lǐng)

域主要為工業(yè)領(lǐng)域，氫氣純度要求在99%以上

（GB/T3634.1-2006）,而質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）汽

車對燃料氫氣的純度要求在99.97%以上（GB/T37244-2018）,

且其對雜質(zhì)含量的要求遠(yuǎn)比工業(yè)用高純氫、超純氫更為嚴(yán)格，

因此提純環(huán)節(jié)至關(guān)重要。目前工業(yè)上大多采用物理法中的變壓

吸附法（PSA）提純氫氣，也是目前最成熟的氫氣提純技術(shù),

可以得到純度為99.999%的氫氣；而當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中最成熟

的氣體分離工藝為深冷分離，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。此外常用的

還有膜分離法，三種技術(shù)各有優(yōu)劣，應(yīng)用中一般需要綜合采

用兩種或多種分離技術(shù)。

1）變壓吸附：以多孔性固體物質(zhì)（吸附劑）內(nèi)部表面對

氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ)，其基本原理是基于在不同壓力

下，吸附劑對不同氣體的選擇性吸附能力不同，利用壓力的

周期性變化進(jìn)行吸附和解吸，從而實(shí)現(xiàn)氣體的分離和提純。吸

附劑是PSA工藝的基礎(chǔ)和核心，當(dāng)前世界三大變壓吸附技術(shù)

供應(yīng)商包括美國UOP、德國林德和我國西南化工研究設(shè)計院

（上市主體為昊華科技）。

2）深冷分離：利用原料氣中不同組分的相對揮發(fā)度的差

異來實(shí)現(xiàn)氫氣的分離和提純，投資成本高且能耗高，僅適用

于大規(guī)模生產(chǎn)，而其優(yōu)勢在于得到產(chǎn)物氫氣的同時能夠得到

富含乙烷、C4+等燒類副產(chǎn)物°深冷設(shè)備采用大型成套設(shè)備，

由冷箱、換熱器、精循塔等組成，設(shè)備企業(yè)掌握深冷工藝及

設(shè)備制造能力，可提供整體解決方案，國內(nèi)主要參與者包括

中泰股份、杭氧股份等.

3）膜分離法：通過膜選擇性滲透和擴(kuò)散特定氣體組分的

特性達(dá)到分離和純化氣體的目的，具有操作靈活、能源效率

高、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、環(huán)境友好、運(yùn)行成本低與現(xiàn)有

工業(yè)化簡單集成等優(yōu)點(diǎn)。

2.2藍(lán)氫：應(yīng)對碳減排需求，CCUS設(shè)備不可或缺

化石燃料制氫碳排放量過高，未來生產(chǎn)中將逐漸結(jié)合

CCS（碳捕集與封存）以及CCUS（碳捕集、利用與封存）

等技術(shù)，降低碳排放。根據(jù)北理工能源與環(huán)境政策研究中心發(fā)

布的《碳中和背景下煤炭制氫的低碳發(fā)展》，未結(jié)合CCS的

煤制氫技術(shù)，每制備1kg氫氣，C02的排放量為22.65kg；

而根據(jù)《氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)概論》，天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫每

生產(chǎn)1kg氫氣，CO2的排放量為11.90kg。假設(shè)按2022年中

國煤制氫和天然氣制氫的產(chǎn)量計算，將分別排放二氧化碳4.5、

0.9億噸，約占全國當(dāng)年總排放量（121億噸，IEA（國際能

源署）數(shù)據(jù)）的4.45%。碳捕集是指將CO2從工業(yè)或相關(guān)能

源的排放源中捕集分離出來并加以利用或輸送到一個封存地

點(diǎn)長期與大氣隔絕，流程包括捕獲分離、凈化和壓縮等操作

工藝，本質(zhì)上是一種氣體分離過程。CCUS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)化石

能源大規(guī)?？沙掷m(xù)低碳利用，幫助構(gòu)建低碳工業(yè)體系，同時

與生物質(zhì)或空氣源結(jié)合可具有負(fù)排放效應(yīng)，是中國碳中和技

術(shù)體系不可或缺的重要組成部分「根據(jù)《碳中和背景下煤炭制

氫的低碳發(fā)展》，結(jié)合CCS技術(shù)后，煤炭制氫的生命周期碳

足跡顯著下降，每生產(chǎn)1kg氫氣伴隨排放CO210.59kg,降幅

53.3%,有利于煤炭制氫低碳發(fā)展。

考慮碳減排目標(biāo)，增加CCS后煤制氫成本約增加4.82元

/kg,仍低于部分工業(yè)副產(chǎn)氫的成本。根據(jù)《中國CCUS年度

報告（2023）》，當(dāng)前國內(nèi)制氫項(xiàng)目的捕集成本約為400元/

噸，按煤氣化制氫工藝下每kg氫氣實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排量

12.06kg計算，適用CCS后制氫成本約增加4.82元/kg,即達(dá)

到10.91元/kg,仍低于部分副產(chǎn)氫提純成本?！吨袊疾都?/p>

利用與封存技術(shù)發(fā)展路線圖（2019）》中，預(yù)計2030年和

2050年國內(nèi)CCS成本分別控制在210元/噸、150元/噸，未

來將進(jìn)一步加強(qiáng)成本優(yōu)勢。目前我國CCUS仍處于發(fā)展早期,

在減排潛力與需求方面，我國理論封存容量和行業(yè)減排需求

極大。根據(jù)《中國CCUS年度報告（2023）》預(yù)測，在碳達(dá)

峰碳中和目標(biāo)下中國CCUS減排需求較大，2025年約為2400

萬噸/年（1400?3100萬噸/年）,2030年將增長到近1億噸/

年（0.58?1.47億噸/年），2040年預(yù)計達(dá)到10億噸/年左右

（8.85?11.96億噸/年）,2050年將超過20億噸/年（18.7?

22.45億噸/年）,2060年約為23.5億噸/年（21.1?25.3億噸/

年）。當(dāng)前我國CCUS碳捕捉能力約為400萬噸，至2025年

需增設(shè)處理量達(dá)2000萬噸/年CCUS設(shè)備g

未來CCUS相關(guān)設(shè)備存在放量空間。根據(jù)《二氧化碳捕

集、封存與利用技術(shù)應(yīng)用狀況》數(shù)據(jù)，中國已建成投產(chǎn)、在

建及擬建的碳捕集與封存設(shè)施數(shù)量占全球總量的7.7%,占比

遠(yuǎn)低于美國的50.8%。賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，2021年我國捕集

規(guī)模在30萬噸/年以下的CCUS項(xiàng)目數(shù)量占比達(dá)88.9%,捕集

規(guī)模超過60萬噸/年的項(xiàng)目僅占3.7%,而美國CCUS單項(xiàng)年

均碳捕集規(guī)模約24L4萬噸/年。

圖18:美國碳捕集與封存設(shè)施建設(shè)領(lǐng)先

10.8%

?美國?英國?中國挪威?加拿大?其他

資料來源：肖筱瑜等《二氧化碳捕集、封存與利用技術(shù)應(yīng)用

狀況》，36氮研究院，申萬宏源研究

碳捕集過程涉及眾多通用設(shè)備，核心動力設(shè)備為螺桿壓

縮機(jī)。在捕集過程中涉及的通用設(shè)備包括分離器、換熱器等,

而由于在該環(huán)節(jié)需要對二氧化碳加壓、液化，因此需要用到

壓縮機(jī)組、液化機(jī)組。根據(jù)冰輪環(huán)境微信公眾號，其生產(chǎn)的冰

輪螺桿壓縮機(jī)現(xiàn)已成功應(yīng)用在油田伴生氣、合成氨、沼氣提

純、天然氣處理、煙道氣及干冰生產(chǎn)的二氧化碳尾氣捕集回

收中，生產(chǎn)出的二氧化碳產(chǎn)品（氣體、液體、干冰）可達(dá)到國

家關(guān)于工業(yè)級、食品級二氧化碳的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；冰山冷熱可提

供CCUS核心CO2預(yù)冷、增壓、液化機(jī)組及全鏈條工藝解決

方案，已助力約300萬噸CO2捕集利用。

2.3綠氫：短期成本制約，長期趨勢明確

2.3.1四種技術(shù)路線各有優(yōu)劣

通過可再生能源電力進(jìn)行水電解制取綠氫，過程可實(shí)現(xiàn)

零碳排放。水電解制氫是指當(dāng)施加足夠大的電壓時，水分子

將在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)

產(chǎn)生氧氣。根據(jù)電解質(zhì)材料和工作原理的不同，當(dāng)前主流的水

電解技術(shù)路線可分為四類，包括：堿性水電解（ALK）、質(zhì)

子交換膜水電解（PEM）、固體氧化物水電解（SOE）和陰

離子交換膜水電解（AEM）；其中，ALK和PEM已進(jìn)入商

業(yè)化階段，且ALK占據(jù)市場主流（根據(jù)勢銀（TrendBank）

統(tǒng)計ALK約占93%,PEM約占6%）,而SOE和AEM仍處

于實(shí)驗(yàn)零階段c

電解槽是水電解反應(yīng)的核心設(shè)備。通常情況下，水電解

制氫需要一套完整的水電解系統(tǒng)，由電解槽、整流系統(tǒng)

（AC/DC）、純化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)等多個部件組

成。其中，電解槽作為水電解反應(yīng)的主要場所，是系統(tǒng)的核

心部件；整流系統(tǒng)是將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的系統(tǒng)（水電解

需要直流電，而電網(wǎng)提供交流電）；純化系統(tǒng)是將水純化的系

統(tǒng)。

對比四種技術(shù)路線的優(yōu)劣，ALK成本更低，PEM啟停靈

活，SOE與AEM尚有技術(shù)難題。1）ALK：電解槽已實(shí)現(xiàn)國

產(chǎn)化，電極材料為銀或鍥合金，裝置成本較低，壽命長達(dá)15

年，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制氫；而其缺點(diǎn)為能源轉(zhuǎn)化效率低、堿液

不環(huán)保、占地面積大，尤其是裝置啟停時間過長（往往長達(dá)

數(shù)十分鐘），不適用波動電源，故與可再生能源電力的適配

性較差，因此大部分單一的堿性水電解制氫技術(shù)還是以穩(wěn)定的

電網(wǎng)電力制氫為主。2）PEM：工作電流密度更大，因此設(shè)備

體積相對較小，啟停速度快，但其需要用物和銃等貴金屬做

催化劑，質(zhì)子交換膜也主要依賴于進(jìn)口，整體成本高昂。3）

SOE：是目前制氫效率最高的技術(shù)，但工作溫度高，壽命較

短，且設(shè)備啟停不便。4）AEM：是近兩年為了解決ALK和

PEM存在的缺點(diǎn)而研發(fā)的新技術(shù)，電解質(zhì)采用了比ALK濃度

低的弱堿性溶液和冏體電解質(zhì)（聚合物）膜，電極采用了較

PEM價格更低的鎂基或鈦材料，但目前陰離子交換膜的服役

壽命和離子電導(dǎo)率尚需攻關(guān)。

同等制氫規(guī)模下，當(dāng)前PEM電解槽價值約為ALK的5

倍。2023年12月，中國能建公布了2023年制氫設(shè)備集中采

購的中標(biāo)結(jié)果，預(yù)計采購lOOONnWh堿性巨解槽110套,

200Nm3/hPEM電解槽15套。其中ALK電解槽中標(biāo)企業(yè)11

家，均價為683萬元/套，PEM電解槽中標(biāo)企業(yè)5家，均價

756萬元/套。若按1000Nm3/h對應(yīng)5MW功率計算，單位中

標(biāo)均價分別為1366元/kW、7558元/kW。

不同技術(shù)路線并非對立，合理配比可兼顧各自優(yōu)勢。相

比于早期大型綠氫項(xiàng)目基本只采用ALK電解水制氫技術(shù)方案,

2023年以來部分大型綠氫項(xiàng)目已經(jīng)在積極探索“ALK+PEM”

組合制氫方案，旨在通過ALK和PEM的合理配比，在兼顧

成本的同時，提升對波動性可再生能源的適應(yīng)性。根據(jù)勢銀

能鏈統(tǒng)計，2023年已公開制氫路線的項(xiàng)目中，有12個項(xiàng)目采

取“ALK+PEM”路線，占比約10%,不同項(xiàng)目ALK:PEM規(guī)模

配比差異較大，均處于前期探索階段。

2.3.2成本制約因素：電價、設(shè)備價值及產(chǎn)能利用率

當(dāng)前水電解制氫成本相對較高。一般制氫成本分為固定

成本和可變成本，固定成本包括設(shè)備折舊、人工、運(yùn)維成本

等，可變成本包括制氫過程的電耗、水耗，假設(shè)不考慮土地

土建及其他占比較低的輔料，由此得到水電解制氫成本的計算

公式為：制氫成本=電價x單位電耗+水價x單位水耗+（每年

折舊+每年運(yùn)維）/每年制氫量。我們參考大安風(fēng)光制綠氫示

范項(xiàng)目的運(yùn)營數(shù)據(jù)、新疆電網(wǎng)大工業(yè)銷售電價數(shù)據(jù)（平價在

8元間），對關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行假設(shè)并測算，當(dāng)電價為0.3

元/kWh、年開工時間為3000hr時，堿性水電解制氫成本約為

19.58元/kg,PEM水電解制氫成本約為29.46元/kg。

從分子端看，水電解制氫的成本主要受電價、設(shè)備價值

的制約。根據(jù)馮云等《分布式制氫技術(shù)進(jìn)展及成本分析》，

《大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項(xiàng)目環(huán)境影響報告書》，

新疆統(tǒng)計局，庫車市人民政府，中國能建，拆分成本的構(gòu)成項(xiàng)

目可以看出，堿性水電解中電耗成本占比85.2%,設(shè)備折舊

占比8.6%；而PEM水電解中由于設(shè)備價值量較高，電耗成

本占比降至56.6%,設(shè)備折舊占比3L7%。兩者均占據(jù)整體制

氫成本的90%左右。

從分母端看，提高產(chǎn)能利用率可增加制氫量，以攤薄制

氫成本。根據(jù)我們的測算，假設(shè)設(shè)備年開工時長為3000小時,

堿性水電解制氫和PEM水電解制氫成本分別為19.58元/kg、

29.46元/kg,而隨著氫能需求大幅提高，且可再生能源儲能取

得突破時，可通過延長電解槽工作時間，制取更多綠氫以攤

薄冏定成本，當(dāng)年開工時長達(dá)到8000小時，堿性水電解制氫

和PEM水電解制氫成本將進(jìn)一步下降至21.54元/kg及17.83

元/kg。

長期來看，水電解制氫成本下降空間較大，未來將更具

備競爭性。1）電價方面，通過風(fēng)光儲氫電一體化建設(shè)能夠有

效降低用電成本，同時緩解棄風(fēng)、棄光等現(xiàn)象。根據(jù)《中國

2050年光伏發(fā)展展望(2019)》,至2035年和2050年光伏

發(fā)電成本預(yù)計下降至0.2元/kWh和0.13元/kWh。2)設(shè)備方

面，根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》的預(yù)測，至2035年、

2050年ALK電解槽價格將分別為1』25元/kW和800元/kW,

PEM電解槽設(shè)備價格分別為4,125元/kW和1,400元/kW。根

據(jù)以上預(yù)測，至2035、2050年，ALK制氫成本將分別為

12.16元/kg、8.12元/kg；PEM制氫成本將分別為14.39元/kg、

9.23元/kg。對比煤制氫成本的6.09元/kg,當(dāng)碳價超過90元/

噸時，水電解制氫將更具經(jīng)濟(jì)性。

2.3.3電解槽行業(yè)發(fā)展迅速，競爭格局未定

綠氫項(xiàng)目激增，電解槽裝機(jī)需求火熱。據(jù)勢銀

(TrendBank)統(tǒng)計，截至2023年12月31日，全國共有337

個綠氫項(xiàng)目，其中332個項(xiàng)目處于規(guī)劃、在建、建成狀態(tài)，5

個項(xiàng)目處于廢止?fàn)罱?。剔除廢止項(xiàng)目，并對部分綠氫項(xiàng)目進(jìn)

行折算，測得當(dāng)前已公開綠氫規(guī)模約為489萬噸/年，對應(yīng)電

解槽需求近86GWc根據(jù)《2023勢銀氫能與燃料電池年度藍(lán)

皮書》對各應(yīng)用場景的經(jīng)濟(jì)性測算和分析，樂觀情況下2025、

2030年電解槽累計裝機(jī)量分別為16GW和142GW。

國內(nèi)企業(yè)加速布局電解槽。據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計，

國內(nèi)已布局或規(guī)劃堿性電解槽的企業(yè)近200家，而具備PEM

電解槽生產(chǎn)能力的企業(yè)和機(jī)構(gòu)有30家左右。經(jīng)勢銀實(shí)地調(diào)研,

2023年國內(nèi)電解槽企業(yè)產(chǎn)能為11.5GW,且在2025年均有擴(kuò)

產(chǎn)計劃，保守預(yù)計2025年全國產(chǎn)能超40GW。

行業(yè)競爭激烈，市場集中度進(jìn)一步下降。從出貨量來看,

根據(jù)高工氫電，2023年國內(nèi)電解槽出貨量達(dá)1.2GW（含出

口），CR5為54%,同比大幅下降25%,且兩年出貨量

TOP10名單出現(xiàn)較大變化，說明當(dāng)前競爭格局尚未穩(wěn)定。從

國內(nèi)中標(biāo)情況來看，2023年全年已宣布中標(biāo)規(guī)模為

1055.5MW,派瑞氫能、陽光氫能、隆基氫能躋身前三，CR3

為50%,而腰部以下企業(yè)很難拿到新訂單，競爭激烈。

2.3.4內(nèi)卷破局：大標(biāo)方、高電密、低能耗

ALK電解槽由多個電解小室構(gòu)成，極扳、電極,為核心部

件。根據(jù)《2023勢銀氫能與燃料電池年度藍(lán)皮書》數(shù)據(jù)，

ALK制氫系統(tǒng)主要由電解槽主體以及BOP輔助系統(tǒng)構(gòu)成：電

解槽主體通常呈圓柱形，包括數(shù)十至上百個電解小室，由螺桿

和端板把這些電解小室壓在一起，每個電解小室包括極板、

電極、隔膜、密封墊片等核心部件，成本占整個系統(tǒng)的57%

左右。其中，極板是堿性電解槽的支撐組件，同時發(fā)揮導(dǎo)電作

用；電極是電化學(xué)反應(yīng)的場所，國內(nèi)大多采用鍥基電極，是

決定制氫效率的關(guān)鍵。BOP系統(tǒng)包含電源系統(tǒng)、分離純化系

統(tǒng)、堿液循環(huán)系統(tǒng)等，占比43%左右。

ALK電解槽工藝已趨向成熟，商業(yè)化推廣的關(guān)鍵在于性

能提升帶來的全生命周期成本下降。當(dāng)前堿槽都以高產(chǎn)氫量

作為主攻方向，攤薄設(shè)備成本與運(yùn)維成本。根據(jù)高工氫電引

用國內(nèi)一家堿性電解槽企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人的表述，一臺2000標(biāo)

方的堿性電解槽成本相當(dāng)于2臺1000標(biāo)方產(chǎn)品的80%左右，

但制氫能力幾乎是其2倍，因此大標(biāo)方更具優(yōu)勢。據(jù)《2023

勢銀氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)年度藍(lán)皮書》顯示，2022年堿性電

解槽新品的平均單槽最大產(chǎn)氫量為1006Nm3/h；而2023年堿

槽新品的平均單槽規(guī)模已進(jìn)一步增至1589NmVh,派瑞氫能、

隆基氫能和三一氫能均已發(fā)布3000Nm3/h已解槽，呈現(xiàn)明顯

的大標(biāo)方趨勢。提尸單槽產(chǎn)氫量的方法包宅增加電解槽體積

或提高電流密度。從法拉第定律可知，26.8A.h電荷量能產(chǎn)生

0.5mol的氫氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，0.5mol氫氣占有的體積是

11.2L,則lA.h電荷量在一個電解小室的產(chǎn)氣量應(yīng)為

0.000418m3的氣體，如果考慮電流效率，那么每臺電解槽實(shí)

際產(chǎn)氫量為0.000418x電解小室數(shù)x電流x電流效率x通電時間，

其中電流=電流密度x電極面積，由此可以看出單位時間內(nèi)產(chǎn)

氫量與電解小室數(shù)，電極面積和電解槽的運(yùn)行電流密度有關(guān)。

增加電解小室數(shù)、電極面積都會增大槽的體積，在生產(chǎn)、運(yùn)輸

以及安裝使用方面帶來新的難題，如占地面積大，運(yùn)輸困難,

甚至出現(xiàn)安全事故等。因此，提高電流密度是業(yè)界關(guān)注的焦

點(diǎn)，主要方式包括調(diào)整電極、隔膜材料優(yōu)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。以

材料優(yōu)化為例，傳統(tǒng)堿性電解槽（石棉布）電流密度只能達(dá)

2000A/m2,改良型非石棉可以達(dá)到4000A/itf,極大改善了堿

性電解槽的性能。然而，提高電流密度會帶來電解小室電壓

上升，從而帶來單耗提高，增大設(shè)備的運(yùn)行成本，故最終仍需

兼顧兩者性價比。

PEM設(shè)備材料依賴進(jìn)口，成本較高。PEM制氫系統(tǒng)主要

由電解槽主體以及BOP輔助系統(tǒng)構(gòu)成，電解槽主體成本占整

個系統(tǒng)的76%左右，主要由膜電極（質(zhì)子交換膜+催化劑）、

雙極板及多孔傳輸層組成。絕大部分工業(yè)級PEM電解槽的質(zhì)

了交換膜采用全氟磺酸質(zhì)子膜，依賴進(jìn)口，主要來自美國杜

邦、陶氏和日本旭硝子，這些進(jìn)口膜的供應(yīng)不穩(wěn)定、交貨周

期長、價格高，限制了質(zhì)子交換膜電解水制氫技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)

展。此外，催化劑所需貴金屬原料國內(nèi)儲量較少，也以進(jìn)口

為主。

國產(chǎn)關(guān)鍵材料的突破推動PEM電解槽降本路線「未來

PEM制氫系統(tǒng)的降本，主要依賴膜電極性能、降低鉉用量、

降低雙極板及多孔傳輸層的貴金屬涂層厚度、使用性價比較

高的本土原材料以及規(guī)?；a(chǎn)后帶來的生產(chǎn)和供應(yīng)優(yōu)勢等。

近年來國產(chǎn)質(zhì)子交換膜廠商的技術(shù)逐漸提升，有了可替代進(jìn)

口膜的能力（如萬潤股份、泛亞微透等），催化劑企業(yè)正在

拓展布局PEM制氫部材（如中科科創(chuàng)、濟(jì)平新能源等）。

2023年4月，嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了PEM制氫裝備新品，

在額定功率下電流密度2.5A/cm2、直流電耗4.3kWh/Nm3,

具有高安全性、低成本等特點(diǎn)，處于行業(yè)領(lǐng)先水平，并且設(shè)備

材料國產(chǎn)化率超過90%。

3.中游：基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加速，帶動相關(guān)設(shè)備需求

儲運(yùn)和加注環(huán)節(jié)是連接氫能供需端的關(guān)鍵橋梁。1）從地

域上看，我國氫能資源供應(yīng)和需求呈逆向分布：西北地區(qū)煤、

天然氣資源豐富，工業(yè)副產(chǎn)氫優(yōu)勢大，同時由于地域廣闊，

風(fēng)能、太陽能潛力巨大，適合綠氫生產(chǎn)；而東部地區(qū)風(fēng)光等自

然資源有限，但人口密度大，對能源需求旺盛。針對氫氣資

源與需求區(qū)域分布的不平衡問題，大規(guī)模、遠(yuǎn)距離的儲運(yùn)方

案存在較大的發(fā)展空間。2）從價格上看，生產(chǎn)側(cè)與消費(fèi)側(cè)氫

氣價差較大。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟研究院從產(chǎn)業(yè)一線統(tǒng)計得到

的“中國氫價指數(shù)”顯示，2024年2月，燃料電池汽車高純氫

的生產(chǎn)側(cè)全國均價為33.6元/kg,消費(fèi)側(cè)為56.4元/kg,體現(xiàn)

了中游儲運(yùn)及加注環(huán)節(jié)的高額成本。

儲運(yùn)和加注環(huán)節(jié)主要設(shè)備包括高壓儲氫瓶、壓縮機(jī)及加

氫站集成設(shè)備。根據(jù)高工氫電數(shù)據(jù)，2025、2030年車載高壓

儲氫瓶市場規(guī)模將達(dá)到34億元、722億元，我們據(jù)此測算可

知其中閥門市場分別為2.8億元、58.5億元（詳見3.1節(jié)）。

此外，加氫站設(shè)備約占建設(shè)投資總額的70%,我們根據(jù)地方

政策目標(biāo)及當(dāng)前已建成加氫站數(shù)量之間的差額，測算可知在

政策目標(biāo)全部完成的情況下，2024-2025年加氫站集成設(shè)備增

量將達(dá)到69.18億元（含站用儲氫瓶組），其中壓縮機(jī)為

29.23億元。

an34:儲運(yùn)和加注環(huán)節(jié)主莢設(shè)備包括高壓儲氫瓶、壓縮機(jī)及加氫站集成設(shè)舊

加注

E0中?i.

20眄至醞.

目前氫氣儲運(yùn)主要有四種路徑，適用于不同的運(yùn)氫場景。

四種路徑分別為：高壓氣氫、低溫液氫、有機(jī)液氫和金屬固

氫。后兩種屬于化學(xué)儲氫技術(shù)，目前仍處于起步階段；而前

兩種屬于物理儲氫技術(shù)，已被大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，發(fā)展較為成

熟，其中高壓氣氫儲運(yùn)又可分為長管拖車和管道輸運(yùn)兩種方

式。

長管拖車與低溫液氫運(yùn)輸相繼發(fā)展，管道輸氫遠(yuǎn)期存在

優(yōu)勢。我們參考高工氫電的部分假設(shè)，以全長25km,年輸氫

量10.04萬噸的濟(jì)源-洛陽氫氣管道為例對管道輸氫成本進(jìn)行

測算，假設(shè)管道壽命20年，運(yùn)輸損耗率為8%,每年維護(hù)費(fèi)

用為當(dāng)年折舊額15%,當(dāng)運(yùn)力達(dá)到100%時，管道輸氫可以將

運(yùn)輸環(huán)節(jié)成本降至每百公里0.5元/kg以內(nèi)，可見管道輸氫是

遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸氫的重要渠道。然而，由于管道建

設(shè)初始投資大（該管道每公里投資達(dá)到584萬元）、建設(shè)周

期長，且在當(dāng)前氫源生產(chǎn)端與氫的終端應(yīng)用尚未形成穩(wěn)定、

規(guī)模的供給與需求的情況下，其發(fā)展與應(yīng)用不會在短時間內(nèi)占

據(jù)主流。長管拖車在小規(guī)模、短距離的儲運(yùn)情況下經(jīng)濟(jì)性優(yōu)

勢顯著，也是其目前作為主流儲運(yùn)方式的原因之一。而在輸

氫管道尚未形成規(guī)模前，200km以上運(yùn)輸跑離的場景中，液

氫槽車將發(fā)揮較大作用。根據(jù)《2023勢銀氫能與燃料電池年

度藍(lán)皮書》預(yù)測，至2030年，液氫運(yùn)輸占?xì)錃膺\(yùn)輸規(guī)模的比

例將接近20%,管道輸氫比重約占20%。

3.1氣態(tài)儲運(yùn)：高壓儲氫瓶為主流，管道建設(shè)明顯提速

高壓儲氫瓶貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，具備廣闊市場空間。高

壓氣氫涉及的裝備包括制氫廠儲氫罐、長管拖車、站用儲氫

瓶組及車載儲氫瓶等，分別對應(yīng)“制、運(yùn)、力口、用”環(huán)節(jié)，市

場空間廣闊。根據(jù)高工氫電數(shù)據(jù)，2021年國內(nèi)車載儲氫瓶價

格在1?4萬元/支（包含35MPa及70MPa各種容積儲氫瓶，

常用為140L、165L、210L）o由于車載儲氫系統(tǒng)往往配備2-

8組儲氫瓶（例如49噸重卡多配6~8支210L瓶組），高工氫

電預(yù)計2025、2030年車載儲氫瓶需求量將分別達(dá)到23萬支、

224萬支，市場規(guī)模分別達(dá)到34億元、722億元；此外，預(yù)

計2025年中國站用儲氫容器規(guī)模將達(dá)到5.6億元。

四類儲氫瓶區(qū)適用不同場景，I型瓶是當(dāng)前氫氣運(yùn)輸?shù)闹?/p>

流方式。在儲運(yùn)方面，據(jù)GGH調(diào)研，配套I型瓶的氫氣長管

拖車市場占比在90%左右，目前國內(nèi)常以20MPa長管拖車運(yùn)

氫，結(jié)合集裝格小范圍補(bǔ)充，單車運(yùn)氫約300kg；而國外則采

用45MPa纖維全纏繞高壓氫瓶長管拖車運(yùn)氫，單車運(yùn)氫可提

至700kg。在車載儲氫瓶方面，國內(nèi)以HI型瓶為主，IV型瓶

處于起步階段；而歐洲市場已將HI型瓶和IV型瓶的市場格

局突破到儲運(yùn)領(lǐng)域。隨著應(yīng)用端的應(yīng)用需求不斷提高，高壓

儲氫瓶朝著輕質(zhì)高壓的方向發(fā)展。

國內(nèi)儲氫瓶領(lǐng)域玩家正加緊推進(jìn)IV型瓶產(chǎn)品的生產(chǎn)驗(yàn)證

和產(chǎn)能建設(shè)。2023年5月23日，國家標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮氫氣塑

料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》正式發(fā)布，意啜著IV型瓶即將正

式有標(biāo)可依，統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無疑將推動未來IV型瓶的市場

應(yīng)用。目前，我國已基本建成配套齊全的碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈體系,

碳纖維（占IV型瓶成本比例高達(dá)70%-80%,根據(jù)中科院寧

波材料所），主流儲氫瓶企業(yè)如中材科技（蘇州）、中集氫能、

天海工業(yè)等正加緊推進(jìn)IV型瓶產(chǎn)品的生產(chǎn)驗(yàn)證和產(chǎn)能建設(shè)。

除碳纖維材料外，瓶口閥也是高壓儲氫瓶中的重要部件。

瓶口閥也可稱氫氣瓶口閥組，一般由多個閥門串聯(lián)或并聯(lián)而

成，用于保證高壓儲氫瓶安全和正常充/供氣。2023年5月23

0,適用70MPa儲氫瓶的《車用高壓儲氫氣瓶組合閥門》國

標(biāo)發(fā)布，對儲氫瓶閥門提出規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。1)從市場規(guī)模來看,

根據(jù)中科院寧波材料所特種纖維事業(yè)部，閥門約占70MPa儲

氫IV型瓶成本總額的8.1%,按上文高工氫電預(yù)測規(guī)模，儲氫

瓶閥門的市場規(guī)模將在2025、2030年分別達(dá)到2.8億元、

58.5億元。2)從市場格局來看，根據(jù)勢銀(TrendBank)聯(lián)

合中材科技、國富氫能在2022年發(fā)布的《2022車載供氫系統(tǒng)

產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書》，2022年國內(nèi)瓶口閥市場主要由外資品牌

占據(jù)，市占率在75%以上，而近一兩年涌入氫能閥門的國內(nèi)

企業(yè)增多。

輸氫管道項(xiàng)目建設(shè)明顯提速。管道輸氫運(yùn)輸量大、邊際

成本低，是遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)大規(guī)模國外管道輸氫技術(shù)發(fā)展較早，全

球范圍內(nèi)的輸氫管道總里程已超過6,000km,而國內(nèi)在管道

輸氫方面的研究起步較晚，技術(shù)發(fā)展仍處于初級階段，當(dāng)前輸

氫管道規(guī)模較小，總里程約400km,在用管道僅有百公里左

右。目前，國內(nèi)在管道輸氫領(lǐng)域已有所突破，多條管道項(xiàng)目

被提上日程。在天然氣摻氫管道輸送方面，國內(nèi)也已開展多項(xiàng)

天然氣管道摻氫輸送項(xiàng)目的研究與實(shí)施。

傳統(tǒng)油氣設(shè)備公司積極布局輸氫管道，解決“氫脆”難題。

目前純氫管道主要采用的是鋼材質(zhì)，而碳鋼在高壓氫環(huán)境中

服役時，氫分子能夠分解成氫原子滲透進(jìn)金屬材料內(nèi)部，造

成材料性能劣化（即氫脆），導(dǎo)致管道開裂泄漏。為應(yīng)對該問

題，天然氣摻氫運(yùn)輸與管材研發(fā)為主要攻克方向?，F(xiàn)階段，

輸氫管道加工技術(shù)布局企業(yè)主要為國家管網(wǎng)、石化機(jī)械、渤

海裝備等國央企油氣設(shè)備企業(yè)；此外，東宏股份與浙大氫能研

究院及東海實(shí)驗(yàn)室合作，積極拓展高性能非金屬管道在輸氫

方面的應(yīng)用。

3.2液態(tài)儲運(yùn)：液化核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化突破

低溫液氫具有較高的質(zhì)量儲能密度，單次運(yùn)輸規(guī)模大。

低溫液態(tài)儲氫是在20K（-253C）左右溫度下，利用壓縮機(jī)

將氫氣液化并儲存在低溫絕熱的真空容器中。從儲存能力看，

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，低溫液態(tài)儲氫瓶中的液氫密度為

7O.75kg/m\是35MPa高壓氣態(tài)儲氫瓶中氫氣密度（約

20kg/m3）的3倍多，70Mpa高壓氣態(tài)儲氫瓶中氧氣密度（約

38kg/m3）的L8倍左右，并且液化過程使液氫純度更高，據(jù)

勢銀能鏈了解，目前液氫儲罐單體容積可達(dá)4730m3,儲氫量

達(dá)282噸。從運(yùn)輸能力看，高工氫能數(shù)據(jù)顯示目前常用的液氫

槽罐車溶劑大約65m3,一次可運(yùn)輸液氫4000kg,儲重比（儲

氫量與儲氫系統(tǒng)質(zhì)量之比）一般可超過10%,運(yùn)輸能力是

20MPa長管拖車的10倍以上。

液化能耗及核心設(shè)備受限是液氫儲運(yùn)技術(shù)的關(guān)鍵制約因

素。根據(jù)高工氫電，目前液化1kg氫氣需要耗電1277kwh,

遠(yuǎn)高于高壓氣氫的壓縮能耗。若電力成本按0.6元/kWh,每

kg綜合耗能12kWh計算，不考慮設(shè)備折舊，液化成本也高達(dá)

7.2元/kg。同時，噸級液化裝置與國外先進(jìn)水平還存在一定的

差距。目前我國具備液氫生產(chǎn)能力的文昌基地、西昌基地和

航天101所均服務(wù)于航天發(fā)射領(lǐng)域，未來隨著透平壓縮機(jī)、透

平膨脹機(jī)等核心設(shè)備技術(shù)進(jìn)步，有望將氫液化能耗降低至

6kWh/kgo

國內(nèi)民用液氫領(lǐng)域不斷取得突破。長期以來，國內(nèi)氫液

化設(shè)備主要由美國空氣產(chǎn)品、普萊克斯、德國林德等廠商提

供，近年來液氫國產(chǎn)裝備的自主化取得了一定進(jìn)步：2021年9

月，我國自主研制的首套噸級氫液化裝置在航天101所調(diào)試成

功，產(chǎn)能達(dá)到1.7t/d,實(shí)現(xiàn)90%以匕的國產(chǎn)化；2023年9月，

5噸/天大型氫液化裝置成功研制，標(biāo)志著中科富海已完全掌

握自主知識產(chǎn)權(quán)的大型氫液化裝備設(shè)計、制造、集成技術(shù)，核

心部件及設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

3.3加注環(huán)節(jié)：加氫站集中建設(shè)，設(shè)備投資占70%

加氫站是氫燃料電池汽車等用氫技術(shù)推廣的必備基礎(chǔ)設(shè)

施。對于氫燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用而言，加氫站的

網(wǎng)絡(luò)化分布是基本保障。我國也重點(diǎn)布局加氫站建設(shè)，根據(jù)

香橙會研究院數(shù)據(jù)，2023年全國新建成加氫站62座，累計建

成407座；按各地區(qū)提出的氫能發(fā)展目標(biāo)，到2025年，我國

將建設(shè)加氫站超1000座，按此推算未來兩年年將進(jìn)入加速建

設(shè)期。

加氫站設(shè)備主要包括壓縮機(jī)、加氫機(jī)及固定儲氫設(shè)施，

這三大設(shè)備的性能參數(shù)決定了加氫站的整體加注能力和儲氫

能力。1）壓縮機(jī)：作為加氫站內(nèi)的核心設(shè)備，承擔(dān)了氫氣增

壓的重要作用。國內(nèi)加氫站常用的氫氣壓縮機(jī)主要有隔膜式壓

縮機(jī)、液驅(qū)式壓縮機(jī)、離子液壓縮機(jī)。2）加氫機(jī)：為氫燃料

電池汽車的車載儲氫瓶進(jìn)行加注，基本部件包括箱體、用戶

顯示面板、加氫口、流量計、閥門、安全系統(tǒng)等；由于加氫機(jī)

加注時存在“焦耳-湯姆森效應(yīng)"，會導(dǎo)致氫氣溫度上升，因此

加注過程中防止氮?dú)鉁囟炔粩嗌邥r加氫機(jī)的關(guān)鍵性能之一C

3）固定儲氫設(shè)施：目前國內(nèi)建成或在建的加氫站主要采用高

壓儲氫瓶組和高壓儲氫罐，儲存系統(tǒng)的工作壓力越高或該工

作壓力與氫燃料電池汽車充氫壓力差越大，氫燃料電池汽車

充氫時間越短；從壓力范圍看，目前國內(nèi)加氫站的加注工作壓

力通常分為35MPa和70MPa兩個等級，其中35MPa加氫站

通常采用最高儲氫壓力位50MPa的儲氫罐，70MPa加氫站通

常還要增設(shè)最高儲氫壓力位103MPa的儲氫罐。

加氫站投資成本較高，其中設(shè)備占比約71%。加氫站根

據(jù)氫氣來源不同，可分為外供氫加氫站和現(xiàn)場制氫加氫站，

根據(jù)李妍等《外供氫與現(xiàn)場制氫加氫站的氫氣成本分析》，

一座供氫能力為500kg/天的外供氫加氫站的投資成本約為

1450萬元，其中壓縮機(jī)占比30%,儲氫瓶及加氫系統(tǒng)占比

28%,設(shè)備合計占比達(dá)到71%。按2024-2025年需建設(shè)672座

加氫站計算（地方政策目標(biāo)加總1079座，減去2023年已建成

407座），未來兩年內(nèi)加氫站設(shè)備增量市場空間為69.18億元,

其中壓縮機(jī)為29.23億元。

國內(nèi)加氫站設(shè)備集成商市場集中度較高。根據(jù)高工氫電,

截止2021年底，國內(nèi)已建成的加氫站中CR5設(shè)備集成商市

占率合計近90%,2022年有所下降，但仍超過70%。其中，

截止2022年累計建成加氫站中，TOP10設(shè)備集成商分別為國

富氫能（2021年市占率28.4%）、海德利森、舜華新能源、

厚普股份、氫楓能源、正星氫電、康普銳斯/航天雷特機(jī)電、

中集氫能、伯肯節(jié)能/派瑞華氫/豫氫裝備、優(yōu)捷特。2023年新

建成加氫站設(shè)備集成商整體分布較為分散，主要集成商除上

述名單外新增中集安瑞科。

4.下游：氫燃料電池空間巨大

氫能下游有交通、電力、化工、冶金四大應(yīng)用場景，主

要設(shè)備包括氫燃料電池和氫燃?xì)廨啓C(jī)。在交通領(lǐng)域，氫燃料

電池可與鋰電池協(xié)同推動實(shí)現(xiàn)全面電動化；在電力領(lǐng)域，通

過燃料電池或氫燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，將有助于降低建筑的

碳排放；也可與大規(guī)模的可再生能源耦合，解決調(diào)峰消納難

題，主力構(gòu)建綠色低碳的新型電力系統(tǒng)；在化工、冶金等工

業(yè)領(lǐng)域，氫能作為原料或燃料代替品有助于使這些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深

度脫碳。

4.1從應(yīng)用場景看，氫能在交通及電力領(lǐng)域具備潛力

4.1.1交通領(lǐng)域：燃料電池商用車已初具經(jīng)濟(jì)性

交通應(yīng)用中，氫燃料電池商用車率先發(fā)展。目前，我國

燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)營主要集中在公交和物流領(lǐng)域，于現(xiàn)

階段燃料電池汽車的中長途、中重載、固定路線運(yùn)載定位相

符。一方面，在400-800km的中長途里程中燃料電池汽車的

續(xù)航優(yōu)勢較純電動汽車更為明顯；另一方面，燃料電池及儲

氫系統(tǒng)質(zhì)量能量密度遠(yuǎn)高于純電動汽車動力電池，大幅提升

了中重型貨車載貨能力。國內(nèi)有限推廣商用車輛發(fā)展，在固定

路線運(yùn)營帶動加氫站等配套設(shè)施的布局，從而進(jìn)一步拉動乘

用車領(lǐng)域市場需求。

當(dāng)氫價達(dá)到25元/kg時，氫燃料電池重卡TCO可與傳統(tǒng)

燃油車打平。根據(jù)嘉興市長三角氫能產(chǎn)業(yè)促進(jìn)會數(shù)據(jù)，當(dāng)前

購置一臺氫能重卡、鋰電重卡與燃油重卡的費(fèi)用分別約為150

萬元、100萬元與30萬元，2023年“以獎代補(bǔ)”政策給予燃料

電池重卡補(bǔ)貼37.80萬元，假設(shè)地方政府按照與國補(bǔ)1:1配套

補(bǔ)貼（如上海市《關(guān)于支持本市燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干

政策》），初始購車成本將低于純電動重卡。此外，假設(shè)車輛

日行里程400km,其中高速路段300km,高速收費(fèi)按2元/噸

公里計算，當(dāng)能源價格分別為25元/kg、1.3元/kwh、7.5元/L

時，分別計算可知?dú)淠苤乜?、鋰電重卡與燃油重卡的年運(yùn)維成

本分別為52.50萬元、43.75萬元、60.90萬元，此時從全生命

周期成本看，氫燃料電池重卡基本與傳統(tǒng)燃油車持平。2024

年2月，山東省三部門發(fā)布通知，自2024年3月1日起，對

本省高速公路安裝ETC套裝設(shè)備的氫能車輛免收高速公路通

行費(fèi)，試行兩年，在此基礎(chǔ)上氫能重卡將每年節(jié)省21萬元高

速通行費(fèi)，占當(dāng)年運(yùn)行成本的31.5%。此宅氫能重卡TCO將

下降至228.18萬元，低于鋰電重卡。

4.1.2電力領(lǐng)域：氫能發(fā)電、儲能與熱電聯(lián)產(chǎn)具備前景

氫發(fā)電解決火電低碳轉(zhuǎn)型問題?；鹆Πl(fā)電是目前世界上

主要的電力來源之一，但其煤炭和天然氣的使用導(dǎo)致大量二

氧化碳排放。以氫為基礎(chǔ)的綠氫、綠氨，是解決火電低碳轉(zhuǎn)

型問題的有效途徑之一，通過煤電摻氨燃燒至純氨燃燒和氣電

摻氫燃燒至純氫燃燒，實(shí)現(xiàn)火電向低碳調(diào)節(jié)電廠的轉(zhuǎn)變。根

據(jù)中科院工程熱物理研究所先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)驗(yàn)室張宏武主任

在第十屆燃?xì)廨啓C(jī)聚焦大會上的主題分享，預(yù)測2030年，我

國總發(fā)電裝機(jī)容量38億千瓦時，其中氣電裝機(jī)容量L8億千

瓦時，假設(shè)全年平均發(fā)電時間2400小時，按全部氣電摻氫30%

計算，氣電行業(yè)需消耗320萬噸綠氫，實(shí)現(xiàn)2300萬噸碳減排。

氫儲能是解決風(fēng)光發(fā)電消納問題的重要途徑。新能源發(fā)

電具有隨機(jī)性、波動性、季節(jié)不均衡性等恃性，這給電力系

統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)，因此需要發(fā)展相應(yīng)的儲能技術(shù)以

實(shí)現(xiàn)不同時間尺度上功率與能量平衡。氫儲能技術(shù)基于“氫■電”

轉(zhuǎn)化，通過儲氫、儲氨、儲醇等方式，實(shí)現(xiàn)能量的長時儲存

和調(diào)節(jié)，再借助燃料電池或燃?xì)廨啓C(jī)等發(fā)電設(shè)備重新轉(zhuǎn)化為

電。與其他儲能技術(shù)如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、電化學(xué)儲能、

飛輪儲能以及熔巖儲能相比，氫儲能技術(shù)能夠完全實(shí)現(xiàn)跨季

節(jié)性的長時儲能，為能源存儲領(lǐng)域帶來新的解決方案。當(dāng)前，

我國多省份積極推進(jìn)光（風(fēng)）儲氫電一體化項(xiàng)目，并開展了相

關(guān)示范項(xiàng)目「根據(jù)水電水利規(guī)劃設(shè)計總院，2022年10月26

日“氫動吉林”行動暨大安風(fēng)光制綠氫合成氨一體化示范項(xiàng)目

啟動，該項(xiàng)目將建設(shè)風(fēng)電項(xiàng)目700MW,光伏項(xiàng)目100MW,

并配有一套40MW/80MWh儲能裝置。

圖43：氫儲能技術(shù)實(shí)現(xiàn)長時儲能

熱電聯(lián)產(chǎn)為建筑提供電能和熱能，是一種極具潛力、低

碳高效的聯(lián)合生產(chǎn)方式。燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)主要使用質(zhì)子交

換膜燃料電池(PEMFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)

作為發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電效率可達(dá)40%,廢熱利用率達(dá)40%,能

源綜合利用率超過80%,與傳統(tǒng)的活力發(fā)電輸電相比，總效

率提升2倍左右。根據(jù)人民網(wǎng)數(shù)據(jù)，2021年11月，全國首座

氫能進(jìn)萬家智慧能源示范社區(qū)項(xiàng)目在佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)正式

投運(yùn)，該項(xiàng)目專注燃料電池分布式熱電聯(lián)產(chǎn)裝備產(chǎn)業(yè)化，包

括家用和商用燃料電池分布式熱電聯(lián)產(chǎn)裝備。社區(qū)一期項(xiàng)目

將依托現(xiàn)有城市氣網(wǎng)開展混氫天然氣示范，家庭部分將安裝

394套家用燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)設(shè)備，商業(yè)部分將安裝4套

（440kw/套）商用燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)設(shè)備，總裝機(jī)容量約

2MW,投資19.1億元。

4.2從相關(guān)設(shè)備看，燃料電池與氫燃?xì)廨啓C(jī)空間廣闊

421燃料電池：運(yùn)輸+固定式，產(chǎn)業(yè)鏈玩家眾多

氫燃料電池的應(yīng)用主要包括運(yùn)輸應(yīng)用和固定式應(yīng)用。如

上文所述，氫燃料電池既可用于燃料電池汽車、有軌電車、

船舶等交通運(yùn)輸領(lǐng)域，也可用于固定電站、儲能項(xiàng)目等固定

式應(yīng)用場景。目前，在氫燃料電池汽車推廣的政策背景下，運(yùn)

輸應(yīng)用幾乎占據(jù)氫燃料電池市場的全部份額。據(jù)弗若斯特沙

利文預(yù)測，至2030年，中國氫燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)輸應(yīng)用和固

定式應(yīng)用按銷售量計算的市場規(guī)模將分別達(dá)到70.02GW和

13.35GW,占整體市場規(guī)模的84%和16%,對應(yīng)總市場規(guī)模

達(dá)到1167億元。

氫燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電堆為核心部件。相較于傳

統(tǒng)燃油車或純電動汽車動力系統(tǒng)，燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)

雜，主要由電堆及BOP輔助系統(tǒng)構(gòu)成,，其中電堆是發(fā)動機(jī)系

統(tǒng)的核心部件，主要部件包括膜電極和雙極板。從成本結(jié)構(gòu)來

看，一輛49噸燃料電池重卡中燃料電池系統(tǒng)約占整車成本的

52%,而電堆約占整個電池系統(tǒng)成本的65-70%。

國內(nèi)廠商積極布局燃料電池電堆，部分性能達(dá)到國際領(lǐng)

先水平。燃料電池電堆的技術(shù)水平?jīng)Q定了燃料電池系統(tǒng)性能、

可靠性和壽命，是燃料電池企業(yè)技術(shù)先進(jìn)性的體現(xiàn)。當(dāng)前主

流廠商主要從材料體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計、電堆集成、量產(chǎn)工藝和質(zhì)

量控制等多維度進(jìn)行優(yōu)化和迭代，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)功率密度、輸出

功率和使用壽命的提升。國內(nèi)目前已基本掌握其開發(fā)、生產(chǎn)

及應(yīng)用等技術(shù)，在單堆功率、體積功率密度及冷啟動溫度等方

面突破較快，部分達(dá)到國際（巴拉德、豐田）領(lǐng)先水平。

燃料電池市場火熱，車用CR5達(dá)到62%。根據(jù)勢銀

（TrendBank）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2023年上牌車輛電堆裝機(jī)量為

931.2MW,同比增長51.2%,裝機(jī)平均單堆功率達(dá)到121.7kW,

與2022年基本持平。其中，神力科技以18%的市占率位列第

-，TOP5企業(yè)市場集中度高達(dá)62%。從電堆出貨情況來看，

2023年出貨TOP10企業(yè)出貨量累計超過7000臺套，功率數(shù)

突破1000MW,市占率達(dá)到56%o

燃料電池BOP是維持電堆持續(xù)穩(wěn)定安全運(yùn)行的關(guān)鍵。包

括空氣供應(yīng)