氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一。國際可再生能源機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，在實(shí)現(xiàn) 1.5°目標(biāo)情境下到 2050 年氫能產(chǎn)量達(dá)到 6.14 億噸/年，在總能源消耗中的占比達(dá)到 12%。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈全景

氧能源主產(chǎn)業(yè)鏈包括上游氫氣制備，中游氫氣運(yùn)輸儲(chǔ)存、下游加氣站、氫燃料電池及氫能源燃料電池應(yīng)用等多個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈總體趨于完善。其中，氫能源燃料電池環(huán)節(jié)所涉細(xì)分領(lǐng)域和公司眾多，是重要環(huán)節(jié)之一。

現(xiàn)階段制氫路徑主要包括化石能源制氫、可再生能源電解水制氫（以下稱為“綠氫”）、化工過程副產(chǎn)制氫三種，其中綠氫被認(rèn)為是最具潛力的氫能供應(yīng)方式。

全球綠氫政策

歐盟：為氫能戰(zhàn)略提供聯(lián)合融資支持。

氫能戰(zhàn)略為綠氫產(chǎn)業(yè)指明發(fā)展路徑。明確的發(fā)展戰(zhàn)略是推動(dòng)產(chǎn)融規(guī)模化融合的前提。2020年7月，《歐盟氫能戰(zhàn)略》（ EU Hydrogen Strategy ）發(fā)布，提出到2050年氫能占?xì)W盟能源消費(fèi)的比重將由現(xiàn)階段的不足2%提高到13%～14%，分3個(gè)階段推進(jìn)綠氫發(fā)展，逐步降低綠氫成本。

2020年12月，22個(gè)歐盟國家和挪威發(fā)起了歐洲價(jià)值鏈共同利益重點(diǎn)工程支持計(jì)劃（important Projects of Common European Interest，IPCEIs），用于支持綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈的各類項(xiàng)目，形成跨國綠氫網(wǎng)絡(luò),擬到2040年建成長達(dá)3.97萬km、連接21個(gè)歐洲國家的氫氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，69%的氫氣運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)由天然氣管網(wǎng)改造而成。

德國：公共政策全面支持綠氫發(fā)展

德國綠氫產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的20%。2020年德國發(fā)布《國家氫能戰(zhàn)略》，為綠氫的“制儲(chǔ)輸用”制定了協(xié)調(diào)一致的行動(dòng)框架，將綠氫確定為低碳工業(yè)原料，要求完善綠氫制儲(chǔ)輸用的高質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施，拓寬進(jìn)口渠道。2021年，德國通過綠氫供給的電量達(dá)到55TWh。預(yù)計(jì)到2030年，綠氫供電量將再翻一番，達(dá)到90TWh～110TWh，工業(yè)制氫電解槽容量總和將達(dá)5GW.

在資金方面，德國政府提出氫能專項(xiàng)投資框架，計(jì)劃到2026年向氫產(chǎn)業(yè)投入123.6億歐元；此外，德國設(shè)立了國家氫能基金，計(jì)劃為氫能提供90億歐元資金支持。在財(cái)稅政策方面，德國《可再生能源法（2021）》首次提出支持綠氫的生產(chǎn)和工業(yè)使用，減免用于綠氫制取的可再生能源附加費(fèi)，減免幅度可達(dá)85%甚至100%。

德國預(yù)計(jì)到2050年進(jìn)口綠氫將達(dá)到4500萬t，因此推出了“綠色氫潛能地圖”項(xiàng)目，對(duì)非洲地區(qū)30多個(gè)國家的綠氫生產(chǎn)和出口潛力進(jìn)行評(píng)估，通過積極的對(duì)外投資，逐步開展與非洲國家的綠氫貿(mào)易。

美國：新激勵(lì)政策有望為綠氫產(chǎn)業(yè)加速

美國氫能產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)末，2020年11月，美國能源部發(fā)布最新《氫能計(jì)劃》（ Hydrogen Program Plan ），提出未來10年及更長時(shí)期氫能研究、開發(fā)和示范的總體戰(zhàn)略框架及2030年美國氫能發(fā)展的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。同年，美國能源部啟動(dòng)了“為地球奮斗氫能計(jì)劃”（Hydrogen Earth Shot），旨在10年內(nèi)將綠氫的成本降低至1美元/kg，降幅達(dá)80%；將氫需求提升至目前水平的5倍 [8]。2021年，美國燃料電池和氫能協(xié)會(huì)發(fā)布《美國氫能經(jīng)濟(jì)路線圖》，提出通過公共激勵(lì)措施來解決市場(chǎng)推廣初期面臨的障礙。

為推動(dòng)綠氫市場(chǎng)發(fā)展， 2021年11月，美國總統(tǒng)拜登簽署《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法案》（ Infrastructure Investment & Jobs Act ，IIJA），授權(quán)撥款95億美元用于清潔氫的研發(fā)、示范項(xiàng)目建設(shè)等，其中80億美元用于區(qū)域清潔氫樞紐建設(shè)，并將繼續(xù)對(duì)清潔能源和儲(chǔ)能項(xiàng)目提供投資稅收抵免和生產(chǎn)稅收抵免。2021年5月，美國財(cái)政部發(fā)布了“綠皮書”，提出為燃料電池廠提供投資成本30%的投資稅收抵免；對(duì)天然氣管道改造和儲(chǔ)氫項(xiàng)目提供稅收減免等。此外，美國財(cái)政部和國稅局于2021年1月發(fā)布系統(tǒng)化的碳捕獲與封存激勵(lì)政策，即45Q條款最終法規(guī) 1，將利好藍(lán)氫生產(chǎn)，或?qū)⑶藙?dòng)數(shù)十億美元私人資本投入藍(lán)氫產(chǎn)能中[9]。

韓國：政府投資與各項(xiàng)補(bǔ)貼政策全面帶動(dòng)氫經(jīng)濟(jì)

2019年1月，韓國政府發(fā)布《氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖》（ Hydrogen Economy Roadmap ）。2021年11月，韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部再次發(fā)布國家氫能目標(biāo)，提出到2050年氫進(jìn)口代替原油進(jìn)口、氫能覆蓋大型工業(yè)用能的發(fā)展目標(biāo)。根據(jù)路線圖規(guī)劃，到2040年，韓國氫需求量可達(dá)526萬t/a，建立海外制氫基地，通過進(jìn)口滿足綠氫需求，國內(nèi)制氫成本下降到3000韓元/kg（約合人民幣16元/kg）以下。2020年2月，韓國頒布全世界首部《促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)和氫安全管理法》，圍繞氫定價(jià)機(jī)制、氫能基礎(chǔ)設(shè)施以及氫全產(chǎn)業(yè)鏈的安全管理提出了系統(tǒng)的法律框架。

日本：綠色創(chuàng)新基金推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)長期發(fā)展

日本政府將氫定義為零碳能源。2021年7月，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省聯(lián)合相關(guān)部門更新了“支持2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的綠色增長戰(zhàn)略”（以下簡(jiǎn)稱“綠色增長戰(zhàn)略”）。根據(jù)綠色增長戰(zhàn)略安排，氫有望助力發(fā)電、運(yùn)輸和工業(yè)各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)脫碳。

中國：氫能產(chǎn)業(yè)中長期規(guī)劃推進(jìn)氫能商業(yè)化

目前，我國出臺(tái)氫能政策多達(dá)20余項(xiàng)。《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中提到，單位工業(yè)增加值二氧化碳排放降低18%，推動(dòng)生產(chǎn)過程清潔化， 鼓勵(lì)氫能發(fā)展；《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》中提到，到2025年燃料電池汽車保有量5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站，可再生能 源制氫量達(dá)到10-20萬噸/年。健全綠色低碳標(biāo)準(zhǔn)體系，這對(duì)氫能商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展起到了推動(dòng)作用。

經(jīng)濟(jì)性提升是綠氫產(chǎn)業(yè)化的主要驅(qū)動(dòng)力

堿性電解槽成本下行路徑：

電解槽設(shè)備大型化、模塊化： ① 改進(jìn)設(shè)備構(gòu)造與核心材料、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化以降低設(shè)備成本；② 系統(tǒng)模塊化，多槽對(duì)應(yīng)一套提純分離系統(tǒng)，以降低整體系統(tǒng)成本；③ 電解槽大型化，制氫量提升，將降低單位綠氫折舊成本。

降低電耗： ① 電解槽結(jié)構(gòu)與核心材料的迭代（高電流密度大尺寸電極）。

用電成本下降：① 可再生發(fā)電產(chǎn)能持續(xù)釋放，綠電發(fā)電成本持續(xù)下降；② 示范項(xiàng)目推廣離網(wǎng)綠電制氫，以降低用電成本。

設(shè)備方面：

與傳統(tǒng)化石能源制氫（灰氫、藍(lán)氫）相比，無論是堿性電解槽還是PEM電解槽仍然有很大的成本下降空間。PEM電解槽更是比堿性電解槽貴超過50-60%以上，給這些非化石能源制氫技術(shù)的市場(chǎng)滲透造成了很大的障礙。當(dāng)考慮到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，自動(dòng)化，零部件供應(yīng)商增加，大規(guī)模市場(chǎng)需求，能源存儲(chǔ)的大量部署應(yīng)用等這些因素，堿性電解槽和PEM電解槽都被認(rèn)為還有很大的成本下降空間。其中，電解槽的設(shè)備折舊和電費(fèi)兩部分合計(jì)達(dá)到成本的 90% 以上。根據(jù)業(yè)內(nèi)反饋，在研發(fā)方向方面，未來，隨著材料和部件制備、系統(tǒng)集成等技術(shù)的突破，綠氫制備技術(shù)將朝著延長運(yùn)行壽命、提升單體功率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)和成本等方向發(fā)展。

電力成本方面：

可再生能源發(fā)電成本下降。預(yù)計(jì)到 2035 年，光伏與風(fēng)電的新增裝機(jī)發(fā)電成 本預(yù)計(jì)將低于 0.3元/kWh。預(yù)計(jì)到 2050 年，新增光伏和風(fēng)電發(fā)電成本將降 至約0.13元/kWh和0.25元/kWh，風(fēng)能和太陽能將成為最廉價(jià)和最豐富的電力來源。可再生能源電解水制氫成本將低至11.63 元/kgH2。

電耗方面：

運(yùn)行負(fù)荷和電解水制氫效率降低綠氫成本。以堿性電解水制氫為例，運(yùn)行負(fù)荷分別為1000h、3500h、6000h和 8000h時(shí)，平準(zhǔn)化氫氣成本分別為58.53元 /kgH2、42.72元/kgH2、40.08 元/kgH2、39.06 元/kgH2。電解水制氫電耗從當(dāng)5kWh/Nm3降低至4kWh/Nm3時(shí)，平準(zhǔn)化氫氣成本可降低約20%。

堿性電解槽設(shè)備供給端格局

2022年全球堿性電解槽市場(chǎng)出貨量約為1GW，國內(nèi)出貨量近750MW。中國電解槽設(shè)備集中度較高，CR3達(dá)到80%，派瑞氫能（718所 子公司）、考科利爾竟立、隆基氫能排名前三。國內(nèi)電解槽設(shè)備有三類參與者，第一類為718所、竟立、天津大陸等老牌電解槽企業(yè)，其技術(shù)積淀以及產(chǎn)品得 到長期了驗(yàn)證；第二類為隆基氫能、陽光電源等光伏龍頭企業(yè)，資金技術(shù)實(shí)力雄厚，光伏業(yè)務(wù)與電解槽制氫業(yè)務(wù)高度協(xié)同；第三類為華電重工、瑞麟科技、 華光環(huán)能等新興勢(shì)力，切入電解水制氫市場(chǎng)，在行業(yè)發(fā)展前期搶占市場(chǎng)份額。

中船718研究所：2008年，718所成立全資子公司派瑞氫能，開展電解水設(shè)備相關(guān)業(yè)務(wù)。2022年，中船718所舉辦全球首臺(tái)套單體產(chǎn)氫量2000Nm?/h水電解制氫 裝備發(fā)布儀式，派瑞氫能成為北京冬奧會(huì)綠氫制氫裝置唯一供應(yīng)商。派瑞氫能擁有堿性電解槽產(chǎn)能 350臺(tái)，PEM電解槽產(chǎn)能120臺(tái)，合計(jì)產(chǎn)能約1.5GW。

考克利爾競(jìng)立：公司核心團(tuán)隊(duì)來自718研究所，參與國家 973 重大科研項(xiàng)目“大規(guī)模非并網(wǎng)風(fēng)電規(guī)模化制氫”。2019 年，比利時(shí) John Cockerill集團(tuán)承接 蘇州競(jìng)立制氫設(shè)備有限公司全部人員和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，成立考科利爾竟立，加大研發(fā)，擴(kuò)大堿性電解槽產(chǎn)能。2021年，公司分別下線國際首臺(tái)套1200Nm?/h和 1300Nm?/h的電解水制氫設(shè)備。公司現(xiàn)有產(chǎn)能約 1GW，預(yù)計(jì)2023年將擴(kuò)充至1.5GW。

隆基綠能：2023年2月，隆基氫能推出 ALK Hi1 系列產(chǎn)品，在直流電耗滿載狀況下可低至 4.3kwh/Nm?，同時(shí)推出 ALK Hi1 plus 產(chǎn)品，直流電耗滿載狀況下 低至 4.1kwh/Nm?，在2500A/㎡電流密度下，更可低至4.0kwh/Nm?。隆基氫能2022年作為新進(jìn)入者，產(chǎn)能快速擴(kuò)張，22年產(chǎn)能達(dá)1.5GW，23年產(chǎn)能將進(jìn)一步擴(kuò) 張至2.5GW，25年規(guī)劃5-10GW。

陽光電源：對(duì)堿性電解槽、PEM 電解槽均有布局，二者單機(jī)功率分別可達(dá)1000Nm?/h、200Nm?/h，2022年底，配備陽光氫能200Nm?/h PEM電解槽的長江電力綠 電綠氫示范項(xiàng)目產(chǎn)氫成功。

華電重工：電解水制氫設(shè)備領(lǐng)域，公司1200Nm3/h堿性電解水制氫裝置與氣體擴(kuò)散層產(chǎn)品已成功下線。此外，公司持續(xù)加大PEM電解設(shè)備研發(fā)投入，雙技術(shù)路 線并行發(fā)展。華電集團(tuán)為公司控股股東，依托華電集團(tuán)，公司與內(nèi)蒙古華電氫能簽署《內(nèi)蒙古華電包頭市達(dá)茂旗20萬千瓦新能源制氫工程示范項(xiàng)目PC總承包 合同制氫站部分》。同時(shí)收購?fù)ㄓ脷淠?1%股權(quán)，在PEM原材料端有一定布局。