氫能產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游分析

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前言

近年來，為了應(yīng)對氣候變化和如期實現(xiàn)“3060”目標(biāo)，氫能作為一種清潔低碳、熱值高、來源多樣、儲運靈活的綠色能源，得到了全球的廣泛關(guān)注。

日本高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是全球第一個提出建設(shè)“氫能社會”的國家。在過去的30年里，日本政府先后投入數(shù)千億日元用于氫能和燃料電池技術(shù)的研究和推廣。

美國將氫能視為未來不可或缺、僅次于電能的重要二次能源。美國能源局從1970年就開始布局燃料電池研發(fā)，并一直走在世界前列。

韓國將氫能定位為提升能源效率和優(yōu)化可再生能源電力系統(tǒng)的重要媒介，并將氫能列為三大戰(zhàn)略投資領(lǐng)域之一。

我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在國際上也處于領(lǐng)先地位。在《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021－2035 年）》中，我國將氫能定位為未來國家能源體系中的重要組成部分和實現(xiàn)綠色能源轉(zhuǎn)型的重要載體，并計劃在未來15年內(nèi)逐步建立完備的氫能產(chǎn)業(yè)體系。

在政策的加持下，越來越多的資本和資源流向氫能產(chǎn)業(yè)。捷氫科技、國富氫能和治臻股份三家氫能企業(yè)在三日內(nèi)接連申請科創(chuàng)板IPO，加之重塑科技、東岳氫能、國鴻氫能等氫能企業(yè)均已完成股改，可能在短期內(nèi)啟動科創(chuàng)板上市申報工作，都從一定程度上表明氫能產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。

一氫能產(chǎn)業(yè)鏈全景圖譜

氫能是指氫在物理與化學(xué)變化過程中釋放的能量，可用于儲能、發(fā)電、各種交通工具用燃料、家用燃料等。氫能是二次能源，不像石油、天然氣可以直接開采使用，需要通過一定的技術(shù)制取得到，所以氫能產(chǎn)業(yè)鏈長且關(guān)鍵環(huán)節(jié)眾多。整個產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游能源端、中游產(chǎn)品端和下游應(yīng)用端。能源端包括氫氣制取、氫氣儲運和加氫站；產(chǎn)品端包括燃料電池、氫燃氣輪機和氫內(nèi)燃機，目前燃料電池技術(shù)是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點和難點；應(yīng)用端主要體現(xiàn)在交通、發(fā)電、儲能和工業(yè)等領(lǐng)域上，其中交通領(lǐng)域中的燃料電池汽車是氫能最主要的應(yīng)用，越來越多的汽車廠商開始在燃料電池汽車領(lǐng)域布局。

圖1氫能全產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

來源火石創(chuàng)造根據(jù)公開資料繪制

二氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游

1、氫氣制取

氫氣制取是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，按照制取技術(shù)來分，可以分為化石能源制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫和電解水制氫?；茉粗迫〉臍錃庖脖环Q為灰氫，灰氫制取成本較低，是我國氫氣的主要來源。但這種制氫方式的碳排放較高，不利于我國“3060”目標(biāo)的實現(xiàn)。工業(yè)副產(chǎn)氣制取的氫氣被稱為藍氫，主要是指生產(chǎn)焦?fàn)t煤氣、合成氨、合成甲醇等化工產(chǎn)品時所得到的氫氣。通過電解水等手段制取的氫氣被稱為綠氫，整個制氫過程不會排放溫室氣體，而且得到的氫氣純度高。不過目前電解水制氫耗電量大，生產(chǎn)成本較高。綜合來看，電解水制氫會是未來制氫的主要方向。

2、氫氣儲運

氫氣儲運是制約我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，氫氣是自然界中最輕的氣體，由于其獨特的物理、化學(xué)性能，使得它儲運難度非常大，成本較高，這也是馬斯克不看好氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原因之一。

氫氣儲運包括氫的儲存和運輸兩方面，一種儲氫方式對應(yīng)著一種運氫方法。儲運氫的方式主要有四種，分別是高壓氣態(tài)儲運、低溫液氫儲運、有機液體儲運、固體儲運。其中，有機液體儲運指的是利用烯烴、炔烴、芳烴等不飽和有機液體做儲氫材料，借助不飽和有機物與氫的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)氫的儲存。固體氫儲運指的是利用活性炭、碳納米管進行物理吸附，或者是利用金屬氫化物進行化學(xué)吸附，從而達到儲氫的目標(biāo)。目前來說，高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)較成熟，在未來一段時間內(nèi)都會是國內(nèi)主推的儲氫技術(shù)，低溫液氫儲運主要運用在航空航天領(lǐng)域，而有機液體儲運和固體儲運尚處在研究或示范階段。

3、加氫站

加氫站的主要部件包括加氫機、氫氣壓縮機、儲氫瓶組等，其中氫氣壓縮機占總成本比例較高，約30％。目前設(shè)備制造的發(fā)展方向是加速氫氣壓縮機的國產(chǎn)化進程，進而降低加氫站的建設(shè)成本。

截止到2022年7月5日，我國累計建成加氫站272座。其中廣東省的加氫站數(shù)量最多，達到52座，遙居全國第一；山東省有29座加氫站，居全國第二；江蘇省和浙江省的加氫站數(shù)量均超20座。在直轄市中，上海的加氫站數(shù)量最多，達到15座；北京的加氫站數(shù)量略小于上海，為14座。目前來說，我國除西藏、青海、甘肅外， 加氫站實現(xiàn)全覆蓋。全國各省、市／區(qū)、自治區(qū)已出臺氫能規(guī)劃文件達90項，按照加氫站數(shù)量規(guī)劃，2025年加氫站總規(guī)劃數(shù)量將超800座。

圖2加氫站分布熱力圖

來源火石創(chuàng)造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)中心