氫能是替代化石能源實現(xiàn)碳中和的重要選擇。氫能已經(jīng)成為應(yīng)對氣候變化、建設(shè)脫碳社會的重要能源。歐、美、日、韓等發(fā)達國家紛紛制定氫能路線圖，加快推進氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局。氫能產(chǎn)業(yè)已成為我國能源戰(zhàn)略布局的重要組成。氫能可以以“二次能源、能源載體、低碳原料”三種角色助推能源轉(zhuǎn)型進程。2050年全社會綠氫需求或?qū)⒔咏?億噸。

我國氫氣生產(chǎn)以西北、華北為主，主要來自化石能源。從區(qū)域分布看，氫能生產(chǎn)主要在西北和華北地區(qū)。按生產(chǎn)來源劃分，可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。目前，我國氫氣主要來自灰氫。工業(yè)副產(chǎn)氣制氫在技術(shù)經(jīng)濟環(huán)境方面具有顯著優(yōu)勢。未來與大規(guī)模光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電配套的電解水制綠氫將成為發(fā)展趨勢。

副產(chǎn)氫是近期理想氫源。我國氯堿、煉焦以及化工等行業(yè)有大量工業(yè)副產(chǎn)氫資源，足以滿足近期和中期氫氣的增量需求。相對來說，丙烷脫氫、乙烷裂解等獲取的氫氣濃度較高。到2022年，丙烷脫氫和乙烷裂解項目副產(chǎn)氫氣每年可供約36萬輛氫燃料電池車行駛，工業(yè)副產(chǎn)氫幾乎可以覆蓋京津冀、長三角和廣東地區(qū)，與氫能示范區(qū)域匹配，可以提供相對低成本的氫能。

綠氫將逐步走上前臺。電解水制氫具有綠色環(huán)保、生產(chǎn)靈活、純度高以及副產(chǎn)高價值氧氣等特點，但其單位能耗約在4-5千瓦時/立方氫，電價占到總成本的70%以上。若采用現(xiàn)有電力生產(chǎn)，制氫成本約為30-40元/公斤。一般認為當(dāng)電價低于0.3元/千瓦時具備較好經(jīng)濟性。目前，電解水制氫技術(shù)主要有堿性水電解槽（AE）、質(zhì)子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOE）。其中，堿性電解槽技術(shù)最為成熟，生產(chǎn)成本較低。

氫能產(chǎn)業(yè)已成為我國能源戰(zhàn)略布局的重要部分。我國已經(jīng)成為全球最大的氫氣生產(chǎn)國，但是目前氫氣主要來自灰氫（化石燃料），但化工過程副產(chǎn)氫成本低、產(chǎn)量大，且與氫能示范城市匹配，是短期最現(xiàn)實的氫源；隨著碳市場的推進，綠氫的需求逐步增加，未來大規(guī)模光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電配套電解水生產(chǎn)綠氫將成為趨勢。隨著氫能產(chǎn)業(yè)逐步用于汽車和工業(yè)，氫能的利用量將逐步增長，關(guān)注丙烷脫氫和乙烷裂解副產(chǎn)氫氣的應(yīng)用，綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將推動電解槽及新能源裝備的需求，新能源運營商也將受益。

風(fēng)險提示：1）碳中和政策實施不及預(yù)期；2）氫能價格難以大幅下降；3）燃料電池成本下降不及預(yù)期；4）氫能冶金等工業(yè)應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈——制氫

氫能是替代化石能源實現(xiàn)碳中和的重要選擇

1.1氫能產(chǎn)業(yè)已成為我國能源戰(zhàn)略布局的重要部分

氫能（氫的能源生產(chǎn)和利用）受到全球廣泛關(guān)注，成為應(yīng)對氣候變化、建設(shè)脫碳社會的重要產(chǎn)業(yè)方向。歐、美、日、韓等發(fā)達國家紛紛制定氫能路線圖，加快推進氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局。當(dāng)前，我國氫氣生產(chǎn)利用主要在以石化化工行業(yè)為主的工業(yè)領(lǐng)域，以“原料”利用為主，“燃料”利用為輔。我國發(fā)展氫能具有良好基礎(chǔ)，也面臨諸多挑戰(zhàn)。綠氫供應(yīng)、氫儲運路徑和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、氫燃料電池核心技術(shù)裝備、氫燃料電池汽車技術(shù)裝備等均待逐一攻破，必須實事求是、客觀冷靜、積極創(chuàng)新，爭取少走彎路，開創(chuàng)氫能技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化新局面。

氫能產(chǎn)業(yè)已成為我國能源戰(zhàn)略布局的重要部分。2020年，氫能被納入《能源法》（征求意見稿）。2021年，氫能列入《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》未來產(chǎn)業(yè)布局。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，依托現(xiàn)有氫氣產(chǎn)能、就近提供便捷廉價氫源，支持氫能中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，降低氫能產(chǎn)業(yè)起步難度，具有積極的現(xiàn)實意義。綠氫在“碳中和”中可以用在綠電無法發(fā)揮作用的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)互補，如氫冶金、化工、重卡交通燃料、供熱等。面向未來，當(dāng)綠氫成為穩(wěn)定足量的低價氫源時，綠氫在促進工業(yè)脫碳方面將更好地發(fā)揮氫能價值。

1.2國家和地方均出臺氫能政策支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展

氫能成為“十四五”期間重點產(chǎn)業(yè)，《“十四五”規(guī)劃綱要》將氫能及儲能設(shè)立為未來產(chǎn)業(yè)，將實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃。各地搶抓氫能產(chǎn)業(yè)布局，目前已有包括京津冀、長三角、珠三角、四川、山東等30余個省市級的氫能發(fā)展規(guī)劃相繼出臺。在“十四五”期間通過加強對氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的支持，推動氫能形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)。

1.3氫能在能源轉(zhuǎn)型中的角色

氫能（綠氫）與電力（綠電）均為二次能源，是雙碳目標戰(zhàn)略下的必然選擇。氫氣的利用由來已久，但并非是當(dāng)前備受關(guān)注的交通和電力領(lǐng)域，而主要作為生產(chǎn)原料應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

為了實現(xiàn)我國能源系統(tǒng)的多元化、清潔化和低碳化轉(zhuǎn)型，氫能的發(fā)展可以從“二次能源、能源載體、低碳原料”這3個角度切入，助推能源轉(zhuǎn)型進程。

（1）氫氣可作為高效低碳的二次能源。氫氣本身是一種高能源密度的二次能源（單位質(zhì)量），同時也具有較強的電化學(xué)活性、可通過燃料電池進行發(fā)電。因此氫氣可應(yīng)用于燃料電池汽車從而替代傳統(tǒng)燃油汽車，節(jié)約石油消費；也可以用于家用熱電聯(lián)產(chǎn)，減少電力和熱力需求；還可以直接將氫氣摻入到天然氣管網(wǎng)直接燃燒。

（2）氫氣可作為靈活智慧的能源載體。通過電解水制氫技術(shù)及氫氣與其他能源品種之間的轉(zhuǎn)化，可提高可再生能源的消納、提供長時間儲能、優(yōu)化區(qū)域物質(zhì)流和能量流，進而建立多能互補的能源發(fā)展新模式。比如，在區(qū)域電力冗余時，可通過電解水制氫將多余電力轉(zhuǎn)化為氫氣并儲存起來；在電力和熱力供應(yīng)不足時，氫氣可以通過電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電、熱電聯(lián)供、直接燃燒等方式來實現(xiàn)電網(wǎng)和熱網(wǎng)供需平衡。

（3）氫氣可作為綠色清潔的工業(yè)原料。國際能源署、麥肯錫等機構(gòu)都認為氫能將實現(xiàn)工業(yè)部門的深度脫碳，主要方式為應(yīng)用氫能革新型工藝，可以大規(guī)模使用“綠氫”替代“灰氫”。氫氣直接還原鐵是氫能革新型工藝的典型代表，該工藝使用氫氣作為還原劑，將鐵礦石直接還原為海綿鐵，之后進入電爐煉鋼，從而節(jié)省了焦炭的使用、減少了因原料帶來的二氧化碳排放?！熬G氫”替代“灰氫”是使用來自可再生能源的氫氣，來替代合成氨、甲醇生產(chǎn)過程中的化石能源制氫，進而實現(xiàn)深度脫碳。

1.4  2050年氫能（綠氫）的市場需求超過1億噸

在加速推進能源轉(zhuǎn)型過程中，氫能將有望全面融入能源需求側(cè)的各個領(lǐng)域。以下內(nèi)容我們參考發(fā)改委能源所的相關(guān)預(yù)測。

工業(yè)領(lǐng)域，氫能將從原料和能源“雙管齊下”。原料方面，氫能將廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、石化等行業(yè)，替代煤炭、石油等化石能源；能源方面，氫能將通過燃料電池技術(shù)進行熱電聯(lián)產(chǎn)，滿足分布式工業(yè)電力和熱力需求。預(yù)計2050年工業(yè)領(lǐng)域氫能需求將超過3500萬噸。

交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車將與鋰電池汽車“各司其職、各盡所長”，共同推動新能源汽車對傳統(tǒng)燃油汽車的替代作用，在交通領(lǐng)域掀起新能源變革浪潮；由于氫燃料電池汽車具有行駛里程長、燃料加注時間短、能量密度高、耐低溫等優(yōu)勢，在寒冷地區(qū)的載重貨運、長距離運輸、公共交通甚至航空航天等領(lǐng)域更具有推廣潛力；預(yù)計2050年交通領(lǐng)域氫氣需求將接近4000萬噸。

建筑和其他領(lǐng)域，家用氫燃料電池、燃料電池應(yīng)急電源等技術(shù)設(shè)備也有望實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，預(yù)計2050年氫氣需求將接近2000萬噸。

綜上所述，2050年全社會氫氣需求或?qū)⒔咏?億噸（折合約3.8億噸標準煤）。發(fā)改委能源所測算，若實現(xiàn)“2℃”的碳減排情景，氫能需求還將進一步增加至1.5億噸水平甚至更高，增幅超過50%。

當(dāng)前中國氫氣生產(chǎn)集中在北方，以灰氫為主

2.1氫能分布在西北和華北

2019年以來，國家、各級地方政府對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度重視，陸續(xù)出臺了多項規(guī)劃和發(fā)展目標，眾多企業(yè)和科研機構(gòu)紛紛開展技術(shù)攻關(guān)。中國煤炭加工利用協(xié)會統(tǒng)計，2020年我國氫能產(chǎn)量和消費量均已突破2500萬噸，已成為世界第一大制氫大國。

從區(qū)域分布看，氫能生產(chǎn)主要在西北和華北地區(qū)，根據(jù)2019年數(shù)據(jù)，產(chǎn)量超過400萬噸的省份有內(nèi)蒙和山東，產(chǎn)量超過300萬噸的省份有新疆、陜西和山西，產(chǎn)量超過200萬噸的省份有寧夏、河南和河北，產(chǎn)量超過100萬噸的省份有江蘇、安徽、四川、遼寧和湖北。

2.2氫氣來源現(xiàn)以化石燃料為主，未來向綠氫過渡

氫能源按生產(chǎn)來源劃分，可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”三類。“灰氫”是指利用化石燃料石油、天然氣和煤制取氫氣，制氫成本較低但碳排放量大；“藍氫”是指使用化石燃料制氫的同時，配合碳捕捉和碳封存技術(shù)，碳排放強度相對較低但捕集成本較高；“綠氫”是利用風(fēng)電、水電、太陽能、核電等可再生能源電解制氫，制氫過程完全沒有碳排放，但成本較高。目前，我國氫氣主要來自灰氫。

從來源看，我國的氫源結(jié)構(gòu)目前仍是以煤為主，來自煤制氫的氫氣占比約62%、天然氣制氫占19%，電解水制氫僅占1%，工業(yè)副產(chǎn)占18%。就消費情況看，目前的氫能基本全部用于工業(yè)領(lǐng)域，其中，生產(chǎn)合成氨用氫占比為37%、甲醇用氫占比為19%、煉油用氫占比為10%、直接燃燒占比為15%、其他領(lǐng)域占比為19%?；谛枨髠?cè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈的完善，從灰氫逐步過渡到綠氫是較好的方式，優(yōu)先使用副產(chǎn)氫，實現(xiàn)資源綜合利用。

（1）以煤為原料制氫

煤制氫的本質(zhì)是以煤中碳取代水中的氫，最終生成氫氣和二氧化碳。這里，碳起到還原作用并為置換反應(yīng)提供熱。

以煤為原料制取含氫氣體的方法主要有兩種：

一是煤的焦化（或稱高溫干餾），煤在隔絕空氣條件下，在900-1000℃制取焦炭，副產(chǎn)品為焦?fàn)t煤氣。焦?fàn)t煤氣組份中含氫氣55%-60%(體積）、甲烷23%-27%、一氧化碳5%-8%等。每噸煤可得煤氣300-350m3，作為城市煤氣，亦是制取氫氣的原料。

二是煤的氣化，使煤在高溫常壓或加壓下，與水蒸汽或氧氣（空氣）等反應(yīng)轉(zhuǎn)化成氣體產(chǎn)物。氣體產(chǎn)物中氫氣的含量隨不同氣化方法而異。

（2）天然氣制氫

天然氣的主要成分是甲烷（CH4），本身就含有氫。和煤制氫相比，用天然氣制氫產(chǎn)量高、加工成本較低，排放的溫室氣體少，因此天然氣成為國外制造氫氣的主要原料。其中天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化是較普遍的制造氫氣方法。

（3）重油部分氧化制造氫氣

重油是煉油過程中的殘余物，可用來制造氫氣。重油部分氧化過程中碳氫化合物與氧氣、水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳。該過程在一定的壓力下進行，可以采用催化劑，這取決于所選原料與過程。

（4）水電解制造氫氣

水電解制得的氫氣純度高，操作簡便，但需耗電。水電解制氫的效率一般在75%-85%，一般生產(chǎn)1m3氫氣和0.5m3氧氣的電耗為4-5kWh。根據(jù)熱力學(xué)原理，電解水制得1m3氫氣和0.5m3氧氣的最低電耗要2.95度電。

根據(jù)石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院統(tǒng)計，我國電解水制氫裝置約1500-2000套，產(chǎn)量約10-20萬噸。與大規(guī)模光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電配套的電解水制氫裝置正在進行小規(guī)模示范。

項目：河北建投張家口沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項目

河北省沽源縣建設(shè)的世界最大的風(fēng)電制氫綜合利用示范項目已于2016年9月全部并網(wǎng)發(fā)電，隨后于2019年3月完成制氫設(shè)備的安裝。制氫站于2016年9月中旬開工建設(shè)，該項目采用從麥克菲公司引進4MW風(fēng)電制氫裝置的技術(shù)設(shè)計方案和整套生產(chǎn)設(shè)備。

投資方：河北建投新能源有限公司

建設(shè)規(guī)模：200MW風(fēng)電場、10MW電解水制氫和氫氣綜合利用系統(tǒng)

制氫能力：1752萬標準立方米

制氫規(guī)模：一期4MW電解水制氫+2×400Nm3/h中壓水電解制氫設(shè)備

總投資：20.3億元

年銷售收入：2.6億元

（5）生物質(zhì)制造氫氣

家庭、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等產(chǎn)生的生物質(zhì)可用于生產(chǎn)氫氣。原料包括楊樹、柳樹和柳枝，以及來自厭氧消化或垃圾填埋所產(chǎn)生的沼氣等。生物質(zhì)可以使用成熟的技術(shù)進行氣化，甚至在氣化過程中與煤或廢塑料共同反應(yīng)，如果與碳捕獲技術(shù)結(jié)合，就有可能生產(chǎn)出負碳氫。沼氣有額外的凈化要求，可以通過類似于蒸汽甲烷重整（SMR）的過程進行改造以產(chǎn)生氫氣。

（6）工業(yè)副產(chǎn)氫氣凈化

焦?fàn)t氣、氯堿、丙烷脫氫制丙烯和乙烷裂解制烯烴副產(chǎn)的粗氫氣可以經(jīng)過脫硫、變壓吸附和深冷分離等精制工序后作為燃料電池車用氫源，成本遠低于化工燃料制氫、甲醇重整制氫和水電解制氫等路線。

2.3不同技術(shù)制氫的技術(shù)經(jīng)濟環(huán)境性分析

氫氣生產(chǎn)方式較多，氯堿副產(chǎn)氣、干氣、焦?fàn)t煤氣、乙烷裂解副產(chǎn)氣、甲烷、煤炭、天然氣、電解水等多種制氫方式。其中，氯堿副產(chǎn)氣、干氣、焦?fàn)t煤氣、乙烷裂解副產(chǎn)氣等副產(chǎn)氣制氫在能源效率、污染排放、碳排放、成本方面占據(jù)優(yōu)勢。各地區(qū)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈時，應(yīng)充分結(jié)合區(qū)域能源結(jié)構(gòu)，優(yōu)先使用副產(chǎn)氫氣和富余能源進行利用。

從能源效率來看，氯堿副產(chǎn)氣制氫、干氣制氫、焦?fàn)t煤氣提取制氫能源效率均在80%以上，天然氣制氫、乙烷裂解副產(chǎn)氣制氫、PDH副產(chǎn)氣制氫、甲醇制氫、焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化制氫能源效率60%-80%，煤制氫能源效率在50%-60%，電解水制氫能源效率在50%以下。

從污染物排放來看，排污強度由小到大分別為：電解水制氫<天然氣制氫~甲醇制氫~副產(chǎn)氣制氫<煤制氫。

從碳排放來看，副產(chǎn)氣制氫<天然氣制氫<干氣制氫<甲醇制氫<煤制氫電解<電解水制氫（基于現(xiàn)有電網(wǎng)電力結(jié)構(gòu)），如果考慮清潔能源（光伏、風(fēng)電、水電等），清潔能源電解水碳排放接近為零。

從成本來看，制氫成本與原料價格關(guān)系最大，控制氫能價格需要控制原料價格；根據(jù)設(shè)定的價格范圍，從平均成本看，焦?fàn)t煤氣制氫<煤制氫<其他副產(chǎn)氣制氫<甲醇制氫<天然氣制氫<水電解制氫。因地制宜，選擇合適原料制氫，氫氣出廠價格可低于15元/kg，可與煤制氫成本相當(dāng)。

副產(chǎn)氫是近期理想氫源，綠氫逐步走上前臺

3.1工業(yè)副產(chǎn)氫是近期最現(xiàn)實氫源

我國氯堿、煉焦以及化工等行業(yè)有大量工業(yè)副產(chǎn)氫資源，足以滿足近期和中期氫氣的增量需求。但因渠道、價格、信息等原因，這些副產(chǎn)氫很大一部分被用來直接燃燒甚至排空。因此，未來應(yīng)探索將工業(yè)副產(chǎn)氫高值化利用的商業(yè)模式，將副產(chǎn)氫提純并運輸至氫氣需求側(cè)，更好的發(fā)揮氫能價值。相對來說，丙烷脫氫、乙烷裂解等獲取的氫氣濃度較高。

（1）丙烷脫氫制丙烯副產(chǎn)氫

丙烷脫氫制丙烯工藝中，生成產(chǎn)品丙烯的同時，副產(chǎn)同等摩爾量的氫氣，混合在乙烷、乙烯、一氧化碳、甲烷等的混合尾氣中，如采用適當(dāng)?shù)姆蛛x手段，可獲得大量的高純度氫氣，作為產(chǎn)品出售能獲取更大經(jīng)濟效益。

根據(jù)亞化咨詢、相關(guān)公司公告及公開信息統(tǒng)計，截至2021年12月，中國共有22個PDH項目投產(chǎn)，另有10個在建，這32個PDH項目丙烯總產(chǎn)能達到1735萬噸/年，其中已投產(chǎn)項目1075萬噸/年；按照生產(chǎn)1噸丙烯，副產(chǎn)38千克氫氣計算，投產(chǎn)產(chǎn)能副產(chǎn)氫氣40萬噸/年，假定副產(chǎn)氫一半可以用來外供氫氣，每年可以外供20萬噸氫氣。按每輛氫燃料電池車每天加注5公斤氫氣、行駛里程200公里來算，這些副產(chǎn)氫氣每年可供約11萬輛氫燃料電池車行駛。隨著在建項目及規(guī)劃項目的陸續(xù)投產(chǎn)，未來供氫量會進一步增加。

（2）乙烷裂解副產(chǎn)氫

蒸汽裂解是生產(chǎn)乙烯使用最廣泛的方法。乙烷在750-850℃、150-350kPa條件下發(fā)生脫氫反應(yīng)生成乙烯，并副產(chǎn)氫氣。

根據(jù)亞化咨詢估算，到2022年，乙烷裂解項目一共可副產(chǎn)氫氣92.3萬噸/年，假定副產(chǎn)氫一半可以用來外供氫氣，每年可以外供46.2萬噸氫氣。按每輛氫燃料電池車每天加注5公斤氫氣、行駛里程200公里來算，這些副產(chǎn)氫氣每年約可供25.5萬輛氫燃料電池車行駛。

亞化咨詢認為，由于單個丙烷脫氫和乙烷裂解項目副產(chǎn)氫產(chǎn)能較大，以液氫運輸?shù)姆绞礁鼮楹线m，將可以為半徑300公里范圍內(nèi)的區(qū)域供應(yīng)氫氣，這些副產(chǎn)氫幾乎可以覆蓋京津冀、長三角和廣東地區(qū)，與氫能示范區(qū)域匹配，可以提供相對低成本的氫能。

從目前來看，國內(nèi)化工副產(chǎn)氫的利用是燃料電池行業(yè)供氫的較優(yōu)選擇，國內(nèi)氯堿、PDH和快速發(fā)展的乙烷裂解行業(yè)可提供充足的低成本氫氣資源，且集中在負荷中心密集的華東地區(qū)，在對這些裝置進行低強度的改造之后可同時解決周邊區(qū)域的供氫和副產(chǎn)氫高效利用的問題，未來化工副產(chǎn)集中式供氫+水電解分散式制氫將會是國內(nèi)供氫模式的發(fā)展方向。

（3）主要公司

萬華化學(xué)：丙烷脫氫裝置產(chǎn)能75萬噸/年，乙烯裂解產(chǎn)能100萬噸/年。

東華能源：丙烷脫氫裝置產(chǎn)能180萬噸/年，茂名首套60萬噸/年產(chǎn)能在建設(shè)中。

齊翔騰達：丙烷脫氫裝置產(chǎn)能80萬噸/年。

金能科技：丙烷脫氫裝置產(chǎn)能90萬噸/年。

衛(wèi)星化學(xué)：乙烯裂解產(chǎn)能125萬噸/年。

3.2可再生能源制氫是實現(xiàn)碳中和的必然選擇

（1）可再生能源制氫

電解水制氫具有綠色環(huán)保、生產(chǎn)靈活、純度高（通常在99.7%以上）以及副產(chǎn)高價值氧氣等特點，但其單位能耗約在4-5千瓦時/立方氫，制取成本受電價的影響很大，電價占到總成本的70%以上。若采用現(xiàn)有電力生產(chǎn)，制氫成本約為30-40元/公斤，且考慮火電占比較大，依舊面臨碳排放問題。一般認為當(dāng)電價低于0.3元/千瓦時（利用“谷電”電價），電解水制氫成本會接近傳統(tǒng)化石能源制氫。

水電解槽是水電解制氫過程的主要裝置，水電解槽的電解電壓、電流密度、工作溫度和壓力對產(chǎn)氫量有明顯的影響，它的部件如電極、電解質(zhì)的改進研究是近年來的研究重點。目前，電解水制氫技術(shù)主要有堿性水電解槽（AE）、質(zhì)子交換膜水電解槽（PEM）和固體氧化物水電解槽（SOE）。其中，堿性電解槽技術(shù)最為成熟，生產(chǎn)成本較低，國內(nèi)單臺最大產(chǎn)氣量為1000立方米/小時；質(zhì)子交換膜電解槽流程簡單，能效較高，國內(nèi)單臺最大產(chǎn)氣量為50立方米/小時，但因使用貴金屬電催化劑等材料，成本偏高；固體氧化物水電解槽釆用水蒸氣電解，高溫環(huán)境下工作，能效最高，但尚處于實驗室研發(fā)階段。

未來，可再生能源發(fā)電制氫的潛力很大。一方面作為全周期零碳排放技術(shù)，隨著可再生能源發(fā)電平價上網(wǎng)，電解水制氫成本將持續(xù)下降，尤其是近期局部區(qū)域棄風(fēng)、棄光、棄水及棄核制氫的經(jīng)濟性較為突出；另一方面當(dāng)波動性可再生能源在電源結(jié)構(gòu)中占到較高比重時，單純依靠短周期（小時級）儲能將無法滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行需要。日間、月度乃至季節(jié)性儲能將是實現(xiàn)高滲透率可再生能源調(diào)峰的主要手段。

（2）主要公司

蘇州競立：蘇州競立制氫設(shè)備有限公司于1993年在蘇州吳中經(jīng)濟開發(fā)區(qū)注冊成立，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售水電解制氫設(shè)備、氣體純化、回收設(shè)備及各種類型的氫能專業(yè)設(shè)備于一體的高科技企業(yè)，歷經(jīng)二十多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為國內(nèi)大型的水電解制氫設(shè)備龍頭企業(yè)。

在產(chǎn)品系統(tǒng)中，水電解制氫設(shè)備氫氣產(chǎn)量從0.3m3/h-1000m3/h完成主流市場需求覆蓋，該公司單機產(chǎn)量向兩個方向發(fā)展，一是大型制氫設(shè)備，一是微型制氫設(shè)備。目前，公司1000m3/h壓力型制氫設(shè)備已經(jīng)研制成功，已成為國內(nèi)制氫設(shè)備用戶較多、市場占有率較高的專業(yè)設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)廠家。

公司承擔(dān)了國家“973”計劃大規(guī)模非并網(wǎng)風(fēng)電制氫系統(tǒng)的科研任務(wù)。公司電解技術(shù)在大型化堿性電解設(shè)備方面處于領(lǐng)先水平，同時于2016年也完成了PEM電解槽的研制，目前核心業(yè)務(wù)以大型堿性電解制氫設(shè)備為主，兼顧其他電解制氫技術(shù)的儲備性研究。

天津大陸：天津市大陸制氫設(shè)備有限公司成立1994年，長期從事制氫設(shè)備和氣體純化設(shè)備開發(fā)、設(shè)計、制造。是我國水電解制氫設(shè)備的專業(yè)廠家?？缮a(chǎn)0.1Nm3/h～1000Nm3/h的電解水制氫設(shè)備。

大陸公司生產(chǎn)的制氫設(shè)備和氣體純化設(shè)備目前已廣泛應(yīng)用于電力、電子、半導(dǎo)體材料、光纖、冶金、建材、原子、化工、宇航、氣象、醫(yī)藥等行業(yè)。

中電豐業(yè)：公司是水電解制氫及氫能源綜合利用解決方案提供商，專注于氫能源領(lǐng)域研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的“交鑰匙”工程，是一家國家高新企業(yè)。公司從開始代理國際著名氫能源品牌，到消化吸收自我創(chuàng)新，制造擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的制氫供氫設(shè)備。目前，中電豐業(yè)已經(jīng)成功參與了200多個制氫、加氫系統(tǒng)的設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、調(diào)試和技術(shù)服務(wù)，有全規(guī)格、全技術(shù)的水電解制氫產(chǎn)品，是國內(nèi)500公斤現(xiàn)場制氫加氫一體站（山西大同）和兆瓦級PEM制氫儲能項目（安徽）的主要設(shè)備供應(yīng)商。

中船重工718所：主要是做水電解制氫的研究和生產(chǎn)單位，從2011年開始，陸續(xù)參加了很多國家863計劃，中央財政支持的一些重點高校的學(xué)科建設(shè)，政府間的一些合作項目，已經(jīng)一些省級的科技重大專項等等。

隆基股份：2021年3月，隆基股份聯(lián)合朱雀投資成立了氫能子公司，新設(shè)子公司注冊資本3億元。10月16日，隆基氫能首臺堿性水電解槽下線，公司當(dāng)天宣布今年將具備500MW的能力，未來五年內(nèi)產(chǎn)能將達到5-10GW。

新能源運營商：綠電指的是利用風(fēng)機、生物質(zhì)能、太陽能等可再生能源產(chǎn)生的電力，發(fā)電過程中不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生對環(huán)境有害的排放物；而綠氫來自于綠電，隨著綠氫需求增加，新能源運營商用綠電生產(chǎn)綠氫將產(chǎn)生更多效益。

投資建議

氫能是替代化石能源實現(xiàn)碳中和的重要選擇。氫能已經(jīng)成為應(yīng)對氣候變化、建設(shè)脫碳社會的重要產(chǎn)業(yè)方向。歐、美、日、韓等發(fā)達國家紛紛制定氫能路線圖，加快推進氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局。氫能產(chǎn)業(yè)已成為我國能源戰(zhàn)略布局的重要部分。我國已經(jīng)成為全球最大的氫氣生產(chǎn)國，但是目前氫氣主要來自灰氫（化石燃料），但化工過程副產(chǎn)氫成本低、產(chǎn)量大，且與氫能示范城市匹配，是短期最現(xiàn)實的氫源；隨著碳市場的推進，綠氫的需求逐步增加，未來大規(guī)模光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電配套電解水生產(chǎn)綠氫將成為趨勢。隨著氫能產(chǎn)業(yè)逐步用于汽車和工業(yè)，氫能的利用量將逐步增長，關(guān)注丙烷脫氫和乙烷裂解副產(chǎn)氫氣的應(yīng)用，綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將推動電解槽及新能源裝備的需求，新能源運營商也將受益。

風(fēng)險提示

（1）政策實施不及預(yù)期

碳中和目標的實現(xiàn)需要相關(guān)政策大力推行，如執(zhí)行力度不及預(yù)期將對氫能推廣產(chǎn)生不利影響。

（2）氫能價格難以大幅下降

其他低碳或零排放技術(shù)快速發(fā)展，氫能價格難以大幅下降，指示在經(jīng)濟性上優(yōu)勢不明顯，推廣不及預(yù)期。

（3）燃料電池成本下降不及預(yù)期

氫燃料電池技術(shù)整車成本較高，如果成本難以大幅下降，或?qū)淠艿耐茝V應(yīng)用產(chǎn)能影響。

（4）氫能冶金等工業(yè)應(yīng)用發(fā)展不及預(yù)期

氫能冶金等工業(yè)應(yīng)用還處于研究和示范階段，如果進展不及預(yù)期或成本難以大幅下降，對氫能在冶金行業(yè)的推廣應(yīng)用產(chǎn)生一定影響。