从氢能源产业链看行业发展202.6 iResearch Inc. 拨云雾，睹“氢”天2202.6 iResearch Inc. 摘要成本是制约氢能发展最主要的因素，制储运加注各个环节成本均有下降空间。目前，制氢环节上，主要依托化石燃料合化工生产中副产物作为主供氢源的原材料以节省制氢成本，未来最优解绿氢主要通过国家政策引导，从原料供应、技术及相关设备三维度突破；储氢环节上，一方面高压气态瓶改造成为重点，另一方面，需推动低温液态储氢和介质储氢的发展；运氢环节未来趋势主要在液氢运输以及管 运输，通过技术发展 化生产 动 成本 ； 环节 设 ， 源 设 优势合 氢 本 发展氢能源是优化替代传统化石能源，真正实现碳中和的优选之举。 国 一，currency1发展导“生态环fi化fl 源 ，重” 国在国中的 源发展， 国上发展 源 中氢 取环保、获多元、储有量、用有需且高效，既为燃料亦为能源发展使用，成为 国 发展 的要 2060年中国氢能需求量达约1.3亿吨，使用氢能代替传统能源减少碳税效率高达76.7%，合计可节约超过700亿美元碳税。从 本度， 工 氢 最 过 ， ，节 的 ；为 通运输 和 及 ， 和 的 中和 本、优化 源 国的 目 SMS来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。3综述：氢能源行业发展概况1深观：氢能源发展现状2探究：氢能源应用蓝海34202.6 iResearch Inc. 能源消耗35%农业排污和去林化污染24%工业排放21%交通运输排放14%房屋建筑排污污染6%中国碳排放的主要来源对比新能源出现的原因和重要性环境恶化和能源危机促使我国发展新能源2020中国碳排放量全球 排 ，碳减排 。 通工的及， 工 、 、 生产制造 ， 源带来了 ， 剧温室效应形成 据bp世界 源 鉴， 中国 总 9 99 百万 在范围内 总 名一， 总的 currency1节制 得气温继高，从而引发出区天气奇变、海洋酸化、自然界生态系 紊乱、物种灭绝 一系人类生存环和身体健康 良后果 所以 迫在眉睫 转型发展 源以助力 带来的 害 源来源干净（风、水、太阳 ）、污染物 ，直接 保护环目的、遏制温室效应 剧 同时 国 源结构平衡属于煤 缺油 气，天然气和石油依赖进口 ，发展 源亦 渐 和替代化石 源的 ，调整 源 衡 面， 托依赖， 自 源发展体系 发 能源是保 环 、 有能源 、 可 发展之 的 要 。注释：碳排放总量仅反映石油、天然气和煤炭燃烧的相关活动以及天然气放空燃烧活动，这其中并未考虑 碳 ， 未考虑其 化碳排放源和其 气 的排放。来源： 能源 ，2021 能源 ，艾瑞研究院自主研究绘制。温室效应地下水水位下降碳排放的 生态系统紊乱异常天气污染环境且威胁生物安全影响人类身体健康诱发虫灾威胁粮食生产 排放率碳currency1常规燃煤电304燃气联合循环发电118带烧天然气备用机组的太阳能热发电47地热发电2.5光伏发电0风力发电0氢能发电0对比传统和新能源碳排放率（以发电为例）以发电为例对比新老能源方式得碳排放率可以得出：新能源是真正的清洁能源可高效减少甚至消除碳排放，从而保护环境，给予大家可持续发展的家园5202.6 iResearch Inc. 能源结构布局影响国际发展碳中和、能源结构布局关乎国际发展格局“展国和fifl 年已实现苏里南共和国、不丹已立法瑞典（2045）、英国（2050）、法国（2050）、丹麦（2050）、新西兰（2050）、匈牙利（2050）立法中欧盟（2050）、西班牙（2050）、智利（2050）、斐济（2050）政策宣示芬兰（2035）、奥地利（2040）、冰岛（2040）、德国（2050）、瑞士（2050）、挪威（2050）、爱尔兰2050）、葡萄牙（2050）、哥斯达黎加（2050）、斯洛文 （2050）、 尔 岛（2050）、南 （2050）、 国（2050）、 （ 实现） ，制 中和目 的国家和区 9 国家 了一 国家自主 ， 及的 了9 以上的 化 另 国家和 的要 通 了低温室气体 的currency1发展 ，中 净 国 在 currency1、 中和“力推进 来源： 碳 制 未来2021 ，艾瑞咨询自主研究绘制国和fifl碳达 间碳中和 间 国 2007 2050欧盟 1 0 2050加 2007 2050 国 2013 2050 2013 2050 利 1 0 2050 西 2012 2050各国碳达峰与碳中和时间表各国碳达峰与碳中和进展情况6202.6 iResearch Inc. 能源结构布局影响国际发展欧洲国家碳排放定价普遍偏高司法辖区碳价 所覆盖排放量占当地排放量比重取得的财政收入（2021年/美元/吨二氧化碳 （ （2020年/美元 日本 2.6 75 23.65亿新加坡3.7 80 1.44法国 52.4 35 96.32亿英国 24.8 23 9.48西班牙17.6 3 1.29亿南非 9.2 80 4300万荷兰 35.2 12 加拿大31.8 22 34.07亿阿根廷2.2 20 储运-加注各个环节成本均有下降空间。 价高 国 能 方式为 ” fi ” fi currency1 能源 加 ，本 加 的方式， 电 ， ， 能 ， currency1电 本 环 方式 率 ，液 管道 输 本投入大 为 政 加注环加 站建速度快，本昂以政策驱动， 将探索加 合建站，结合 达到降本 p国 能发展刚刚起步，各类 还 断的完善改 currency1， 环上， 前 对，但 能根本决碳排放 上的蓝 ，碳捕捉 碳 存 能 对 ，无论 都发展 currency1， 的 导致本昂 环currency1， 前国 长管拖车的 输方式，液 密度更， 输周期短， 前 ， 待开发加氢成本技术16202.6 iResearch Inc. 制氢环节现状分析来源： 中 能业 报告2020 ，艾瑞咨询自主研究绘制。据制方式和 的同， 为灰氢，蓝氢及绿氢 灰氢 通过化石燃料（例如石油、天然气、煤）燃产生的氢气；蓝氢 在灰氢的 上，应 捕捉、 封存技术， 低 制氢；绿氢 通过光 发 、风 以及太阳 再生 源 解水制氢，在制氢过程中 本上产生 ， 为 氢气 目前主要 三种主 制 ）以煤 、天然气为代表的化石 源重整制氢；）以 煤气、 气、 氢为代表的工 副产气制氢； ） 解水制氢 国 9 的氢气 由化石 源制氢 副产氢 得 氢仍 主 ， 氢 用 ， 氢 制氢 解水制氢成本工 副产氢 煤气、 currency1、利用(氢、 ) 合 合成 能耗 但受制 与地区分布，无 大 ，碳排放量小，e.g. 焦炭制0.017 电 、PEM电 （ 电 ）、 currency1 （SOEC）电 简 可 能 制潜力大，技术 够成熟，成 ，无碳排放绿氢 、 ”煤氢0.110.13”化石原料制氢煤制氢天然气制氢 CC 技术 CC 技术耗水量小，气 ，蒸汽整制（SMR）较”成熟，排碳量大；天气制0.23蓝氢灰氢要影响因素”煤炭价格，成 测算考虑因素包含制 总投“ 煤炭成 其他 成 （水 电价 氧气）及财务费 ；煤炭价格为0.45元/kg时，未结合碳捕捉技术的煤制氢成本为9.37元/kg，结合碳捕捉技术的煤制氢成本为16.38元/kg要影响因素”天气价格，成 测算考虑因素包含制 总投“ 天气成 其他 成 （电价 水 蒸汽）及财务费 ；天然气价格为2.5元/m时，未结合碳捕捉技术的煤制氢成本为14.61元/kg，结合碳捕捉技术的煤制氢成本为17.938元/kg要成 包括提纯成 及 成 焦炉煤气：提纯综合成本为0.831.33元/Nm氯碱化工：综合成本为9.314.9元/Nm丙烷脱氢：综合成本为1420.16/Nm乙烷裂解：综合成本为15.1220.16元/Nm合成氨与合成甲醇：综合成本为14.5622.4元/Nm要影响因素”电价，成 测算考虑因素包含制 总投“ 电费成 其他 成 （水 冷却费 ）及财务费 人及营费 ；电价为0.4元/度时，碱性电解水制氢成本为31.99元/kg17202.6 iResearch Inc. 氢能源储运环节现状分析来源： 能储运关键”及景 （2021），艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。） 环 能源本的重 素 能源的 可以分为 低温液 机液 固 介 合 多方式 阶段国 处 早期阶段，普遍 20MPa 集束管车 输的方式，车载 瓶国 前 35MPa质量能量密度最高氢流 氢常 气 能 天然气的1/3(20MPa） 煤的1/20 天然气 氢气的 压缩 提高输效率当前的措施主要为高压压缩以及液化处理。氢气管道中的流速 天然气的2.8倍 可 改善氢 的缺陷采用天然气管道的氢气输可 达到80%-90%的 始输送能力 过 的氢 进入金属基 后,应力作用 ,会引起金属韧或承载能力的降 ,从而发生断(通常是 微观的断)或者突然脆失效氢脆特性长管拖车管道运输液氢槽车 液 储氢原理一定 和 将氢气压缩高压氢瓶中 配合拖输 管道输 天然气类似 使用钢材fi、焊接艺连接的管道输氢气 将氢气一定条件 压缩冷却值currency1后再置于绝热真空容器中的一种氢式 设备改造通过氢气压缩装置对气源压缩后诸如特高压气罐或钢管网进行存、输 中承压存容器造难 氢气压缩 设计可借 现 的空压机 气氢输送管道 配 艺可借 天然气或者煤气输送管 设备 氢 采用特的 、绝热容器存氢 储氢密度/能效17.9Kgm-3/90% 5-9Kgm-3/95% 70.85Kgm-3/75%成本输 50km 5 /kg 100k10/kg300km 15 /kg 氢管道 600/km 是天然气管道的2.5倍 后 输 5 /kg 输 不 12 -15 /kg 优点气 的 、 氢速 用于中 规输 后 氢能 高（ 氢气的856倍）、输 缺点1）压不currency1效率 2）输 “ 200km 合 3） 和 fifl 高压氢钢瓶存的氢气 容器的1%-2% 氢 1） 入高 2）氢气的 失 是天然气的3倍 材fi氢气后生脆 会使输过中的 加 1）currency1过实”能 于氢能的30% 2）对绝热材fi的 和罐设计 高 作难 加 高 3） 不 缺氢 的 和政策规氢 储 ，高currency1 储 主 18202.6 iResearch Inc. 国 氢 处于一， 设主要 政策 动，存在 、成本 ） 氢 程 ， 及环、 ；） 国 氢 设备成本 以上，据中国氢 据， 设一 kg、 压力 的 氢 的成本为 万 （ ），相当于 油 的 ， 成本 kg； ）氢气压 、 成本 据 ，关设备及心 的进口依赖度高 发 的氢 产 发展中currency1 （ ） 出 设一 氢 ， 对性进了 氢 ，如内 出” 成 氢 ，currency1成最高给“ 万 设运助，合力推动 氢 发展 加氢站建设现状分析来源： 会， 能 布三 个 、 及 全建议 ， 能业链及储运”研究 及 ，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。2006-2021年我国每年建成加氢站数量“氢成本高，fifl “ 布局“ 压缩机成 总成 50%加氢站 （站 加氢）长管束车 卸 柱卸 站内 罐 预冷 加 机 电池汽车加 缩机缩加 机成 总成 15%储瓶成 总成 10%传统焦化务”，布局能 全 ， 节，公司拥有8座控股的 ，十四五 间划 100座。20197月1日，成全国首座合 广东佛山樟坑合 。“十四五” 间划 1000座，服务能力达到20万。枫是 家 投“ 和营”要务的 技术企， ”最早涉及的板 ，成 中 6.424 ， 国 日量最大 的 。67 184047761942006 20162017 2018 2019 2020 2021合 中国 量（座）19202.6 iResearch Inc. 全球氢能发展现状来源： 中 能业 currency1“ ， 全 能 2021 ， 全 能业 ，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。企布局提 能 的AirProduct Praxair， 电”的PlugPower 固 式 电”的FuelCelEnergyBlomEnergy大 电 企 包括 currency1，及“和的 fi公司，fl与制电 的 ，并实 1 的电 。 日 日 谷 东气日 fi”机 合 “成，包括能 节，fi 广阶段 的 板。制 节 股（电 ） 光电 （电 ） 中国 储 节 中技（） 中 （） 节 股 中国 化设备& 技术 ，副 是 ，电 水制 中 性电 实现大 化 ，PEM电 国 大；储 ， 压气瓶储三 瓶 量 ， 压 技术较”成熟，是 的 式； 成熟量 的 ， 成 。95%天气制，5%” 气储 液储 成 86座， 营54座6%” ，94% currency1 化 气储 液储 成 200 座， 营173座电 4%，其 化 能 中的副 气储 液储 成 159座。3%” ，97% currency1 化 气储 成194座 ， 营 157，居世界首位。链布局制氢储运加氢中国 国电力供 深度脱碳 能源安全 液储气 储 核 技术，” 技术域的 地，美国十分能 的，涉及气的 储 电制 电汽 及 。美国 有17的电 制 营， 容量”1.4。 国” 的 国 实现制 储存及 电 的能全 ，且 电技术 到汽 船可 的电 制被认”是舶和fi电 个域。制的要途径。 安装 140的电 专 制 ，全球 能的40%。 日 的战略路径中， 能”化 能 的替 能 ，而是干动能与褐煤 和化 能 及可 能 的耦合 fi”。日 能的无碳排放 能fi电 汽 域技术最”成熟和 。其他发达国家”，我国 环 相 国，、 发展氢 时fi，技术 产 成fi 完fl，在储运环节液态运输技术及 设设 为成fi，而 国 氢的运输主要以高压气态管拖车运输为主，管 运输 为 ，需极推进进天然气氢、管 输氢、 液体储运、 体材料储运 技术的发和 ，存发展fi 此”，、 产 同上中 同发展 20202.6 iResearch Inc. 从产业链看氢能未来之路 新政策 氢发展 国氢 源发展，速度 ，目前主要依托化工生产中的副产物作为主供氢源的原材料，以节省制氢成本 然而，依托于工 原料及副产物所制的 灰氢 及结合CC 技术的 蓝氢 产生 ，据国氢 算， 成本为 化 ， 得灰氢成本currency146.22 kg， 绿氢 同， 推动通过再生 源、 解水 方， 程百 百 、污染的 绿氢 继发展 目前， 绿氢 的制方式为 解水制氢，主要的制工为 性 解、PEM 解（质子 换 解）、 体 化物（SOEC） 解，中ALK 性 解 解技术应 为成fi 绿氢 成本 本 主要通过国家政策极引导，从原料供应、技术及相关设备三维度突破 原料供 的制 电 水制，电价”最要成 未 十我国风电 光伏 增装机 增，可 能 fi电成 降“三 ”地区大量存 弃风弃电现象， 未消纳可 能 ，”“ ”国家政策引导，动可 能 制投“与布局 能源 入 氢 定 新 3 氢能（对应 188MW装机规）的规 计2.4 氢 和1.2 技术ALK技术较”成熟，PEM技术与键 赖 SOEC技术处fi阶段；电 水制 ”55kWh/kg气。随 制技术与制 断fi”完善，键制 性能 断 化，未 电 的 有望降 至40kWh/kg气， 电成 其他 成 也降50%； 可 能 与能技术的耦合，充分 可 能 富地区“ 中currency1 PEM氢气提 设 和阳 currency1 、 电器 材fi件 实现国currency1 氢效率达85% 设备电 是电 水制的核 ，成 比 40%50%键核 技术的国 化突破与 化 动电 的 成 也 大幅 降 ，到2030电 水制 的固成 有望降 50-60%。考 达到160MW 一 “ 于 能源 氢 1000 氢设备 国 来源： 际能 会， 能 业研究： 2030 将实 ， 究 ，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。21202.6 iResearch Inc. 来源： 会，华通网，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。从产业链看氢能未来之路从氢的储存来，氢的 应 ，一方面高压气态瓶改造成为重点，另一方面，需推动低温液态储氢和介质储氢的发展 高压氢 瓶未来主 为金属内维瓶（型）和 料内维瓶（型），型瓶内” ，在 准 以 的，助力氢储存 本 效 低温液态储氢从储 度来 最为理的储氢方式， 对 绝 性 要 高，目前主要应 于 天 介质储氢主要 为 态金属、 液体（ 、 ）、合成燃料（ 、氨 ） ，中 态储氢方式通过化学 物理 原理氢气 后储存， 体一 为 材料 金属氢化物 液态 储氢以 的石油 设 进运输、 ，方 氢 、成本环 ，发展化储氢高压气态储氢低温液态储氢介质储氢能 的 减重 发 （VI currency1温 态 重 currency1温 现阶段储瓶要采 35MPa，未 70MPa逐渐 地，能瓶走向更 的VI 瓶。技术难题： 瓶 和 组 材fi 高压氢瓶用 “ 采用T70规 的70% “ 源于 规模化生产：国currency1 规currency1应用 实现 T70 、T80 “ 力 能 国 类 , 千” 干喷湿防高能 生线,2020 国 销 3652” 市率7.43%1）实现 存的 手段于 绝热 2）常见的罐外型 型和柱形两类 型表面 最 应力 匀、机械 好 寸的 型罐造价贵 造难 对氢材fi 很苛刻的 规 设全 35MPa+70MPa镁基 氢加氢站示 牵头起草镁基氢currency1 氢系统 团 fl 化 态 地 提升储氢材料储氢量：传统的金属氢currency1 材fi虽然具 高的 氢 和条件 效氢容 多 于3%（ 数） 降成本：“ 是金属氢currency1 材fi 时节 贵金属 镁基氢合金 、 、氢容 高、 源 富、价 廉 理论氢 数可达7.7%航天六院101所航天六院101是国 氢能和用 最 2021陇西氢生 减 示基地 气 计 设2 氢生基地（ 计6500”氢） 22202.6 iResearch Inc. 从产业链看氢能未来之路储 环发力 ，“ 环合 “氢降本氢 源储运环节主要瓶 在于解高成本、低 效、 性 ，从氢 化来，目前的管拖车高压气氢 面区，未来趋势主要在液氢运输以及管 运输，中，液氢技术 高，国产化程度低， 应 以 ，先通过 应 于运输 国、 氢气管 k 、 9 k ， 国仅 k ，发展为 后 管 运输的成本 主要 高， 化应 ，后currency1运输成本 低， 氢 储运的未来所在 一的 氢 程 ，成本高，合 氢 为油-氢合 、CNG-氢合 以及LNG-氢合 ， 油 气 的设 改 ， 内制氢、储氢和 氢 一体化的 氢 式 中国石油、中国石化 庞 的 油 ， 发 氢 的 优势 管道 输难点/待研究点掺 输 管 运输全国天然 管道 达到11万 ，天然 管 输 输 长 ，可以 ，利 天然 管 源，从掺 入 ， 而 将 合的管 改 输，建 管道研究点： 合 度 缩机 能 全 管 站 的 管道 fl fl注点： 管 currency1 分 来源： 能业链及储运”研究 及 ，currency1信号，艾瑞咨询研究院自主研究及绘制。 定州-高碑店氢气管道（ ）（ 氢）管 508毫米 全 145 里 是国 规 设的最 氢气管道 采用L245钢管 设计压力4MPa 最输 10104 /a 张家口掺氢天然气管道示 （ ）（掺氢）通过研究天然气管道材 型 氢气 容析 、掺氢可动 调节的线掺混 、天然气掺氢安全防护 实时监测 攻克线掺氢混气控测 难点 正进行民用用户天然气掺氢应用示改造设计 计 可向张家口市区输送氢气400余立米管道佛山樟 氢合 站日加 能“：500kg西 氢合 站日加 能“：1000kg 山环道 合加能站日可100fi 电池汽车加注 fl 合能源 站（ 连）日加 能“：500kg 分合建加 站23 市场进入竞争策略IPO行业顾问募投商业尽职调查投后战略咨询 提 市进入机会 可行析 规 提 策 定 提 市 作流中的行 提 、 市中的 机 提 的行 的基 面研究、 的 的机会风面的 调currency1 机 提 后 的“ fifl利能力、风 、行 对表现、 向 机 后 的 提 艾瑞新经济产业研究解决方案24 瑞咨询 中国 产 字化洞察研究咨询服 的 导品牌，为客户 供专 的 析、据洞察、市研究、 咨询及字化解方案，助力客户 认知水平、盈 力和综合竞争力 自 成 今， 发 过 研究 ，在互 、 的研究覆 力处于 先水平 如今， 瑞咨询一直“力于通过科技 据手 ，并结合” 据、客户反馈据、内 运据 据的收集 析， 客户的商 策效率 并通过系 的字产 、产 据化研究及面的供应商 ，帮助客户制 字化 以及落字化解方案， 客户运效率 未来， 瑞咨询 深耕商 策服 ，“力于成为解商 策问 的 级服 构 400 -026 - 系 们Cont ct sfi 关于艾瑞25法律声明版权声 本 为 瑞咨询制作，版权归属 瑞咨询，没 过 瑞咨询的书面许，任何组织和 人得以任何形式 制、 播 输出中华人民共和国” 任何未授权 本 的相关商 为违反中华人民共和国 作权和律 以及 关国公的 免责条款本 中 据及相关市主要为公司研究” 桌面研究、 访谈、市调查及研究方， 字和据”集于公信息，并fl结合 瑞监产品据，通过 瑞 型估算 得； 据主要为访谈 得， 瑞咨询对该 信息的准确性、完整性 靠性作尽最 “力的追 ， 作任何保证 在任何 ，本 中的信息 所表述的 点 构成任何 议 本 中发 的调研据” 样本调研方，据结果 ”样本的影响 由于调研方及样本的限制，调查 料收集范围的限制，该据仅代表调研时fi和人群的 本状 ，仅服 于当前的调研目的，为市和客户 供 本参考 研究方和据 源的限制，本 只 供给 户作为市参考 料，本公司对该 的据和 点担律责任