摘要:隨著中央和各地方政府密集出臺氫能產業政策,氫能“制儲輸用”產業鏈已初步形成,市場規模也在持續擴大。在制氫端,我國已穩坐全球第一大產氫國的寶座,產量占全球氫氣總產量的三分之一以上。數據顯示:2022年全球氫氣總產量約9813萬噸,中國氫氣產量3533萬噸,同比增長7.06%。
一、定義及分類
氫能是指氫在物理與化學變化過程中釋放的能量。氫能分類方式多樣,根據氫的來源和制備方式,氫能可以分為灰氫、藍氫和綠氫。現階段由于我國煤炭資源豐富,灰氫成本低,灰氫是主要的氫氣制取方式。
二、行業政策
1、主管部門和監管體制
氫能行業行政監管體制主要是政府職能部門的宏觀調控結合行業自律組織的協作規范,主管部門包括國家發改委、工業和信息化部、國家能源局,行業協會組織為中國產業發展促進會氫能分會、中國汽車工業協會等。其中,國家發改委主要職責為擬訂并組織實施氫能中長期規劃和年度計劃,統籌協調經濟社會發展等;工信部的主要職責為擬訂實施氫能行業規劃、產業政策和標準;國家能源局負責擬訂并組織實施氫能發展戰略、規劃和政策,推進能源體制改革,并指導氫能科技進步、成套設備的引進消化創新等。
2、行業相關政策
在碳中和的大背景下,全球能源結構正經歷著從石化能源向可再生能源的根本性轉變,而氫能作為一種清潔、高效的能源形式,在這一轉型過程中扮演著舉足輕重的角色。推動氫能產業的發展已成為實現碳減排目標的重要舉措。在國內,早期政策主要集中在鼓勵氫燃料電池、制氫、運氫等前沿技術的研發上,以加快氫能產業的技術進步和產業升級。隨著《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)》的發布,國家對氫能發展的政策支持力度顯著增強,政策出臺頻次加密,發展方向也愈加明確。2023年8月,國家標準委等部門聯合發布了《氫能產業標準體系建設指南(2023版)》,這一重要文件明確了近三年國內氫能標準化工作的重點任務,為氫能產業鏈各環節的順暢連接和協同發展提供支撐。這些政策的出臺為氫能產業的發展提供了有力的支持和保障。
三、發展歷程
我國氫能產業起步相對較晚,早期主要集中在氫能的基礎研究和探索上。2019年氫能相關內容首次寫入政府工作報告,明確提出加速充電、加氫等基礎設施建設。此后,氫能產業持續獲得國家的關注和政策支持,產業鏈不斷完善,氫能應用領域也逐漸擴展。目前,氫能已成為全球能源轉型發展的重要載體之一,隨著技術的進步和政策的推動,中國氫能行業有望在未來實現更大規模的商業化應用,并在能源結構轉型和可持續發展中發揮重要作用。
四、行業壁壘
1、技術壁壘
氫能行業涉及的技術領域廣泛且復雜,如制氫技術、儲氫技術、氫能應用技術等。這些技術的研發和創新需要大量的人力、物力和財力投入,且技術更新換代速度較快,對新進入者形成了較高的技術門檻。此外,一些核心技術專利被先行者掌握,后來者需要支付高額的專利費用或面臨專利侵權的風險。
2、設備壁壘
氫能行業的生產、儲存和運輸等環節需要專業的設備支持。這些設備往往具有高精度、高效率和高安全性的要求,且價格昂貴。新進入者需要投入大量資金購買或租賃設備,并建立起完善的設備維護和管理體系,以確保設備的正常運轉和延長使用壽命。這對于資金實力較弱的企業來說是一個不小的挑戰。
3、政策與法規壁壘
氫能行業的發展受到政府政策和法規的制約和影響。不同國家和地區對氫能行業的支持力度和政策導向存在差異,這可能導致新進入者在某些地區面臨政策限制或市場準入障礙。此外,環保和安全等方面的法規要求也日益嚴格,新進入者需要滿足相關法規要求并獲得相應的認證和許可才能開展業務。
五、產業鏈
1、行業產業鏈分析
氫能行業產業鏈長,且參與方眾多。目前,我國氫能產業鏈已經具備雛形,涵蓋了從氫氣的生產到最終應用的各個環節。具體來說,氫能產業鏈主要包括制氫、儲運氫、加氫、能量轉換和用氫五個環節。
其中,制氫環節包括化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫等。儲運氫環節中高壓氣態儲氫和液態儲氫是主流的儲氫技術,而固態儲氫技術尚不成熟。加氫站是氫能汽車推廣應用的重要基礎設施,加氫站的建設和布局對于氫能汽車的推廣至關重要。氫能的最終應用需要通過能量轉換實現,即將氫氣的化學能轉化為機械能、電能等。燃料電池是氫能能量轉換的核心設備,其性能、效率和成本直接決定了氫能應用的經濟性和可行性。從氫能“應用”環節來看,氫能主要應用于工業、交通、建筑三大領域的能源供給。
2、行業領先企業分析
(1)東華能源股份有限公司
東華能源股份有限公司成立于1996年,公司專注于生產聚丙烯新材料和氫能,致力打造國內最好的聚丙烯新材料和氫能生產商。東華能源利用丙烷脫氫、乙烷裂解來產生氫氣,是國內最大的PDH生產商,副產氫規模約9萬噸/年。隨著國家持續推進新能源產業發展,公司利用PDH副產氫優勢,持續推進氫能綜合利用,并與中核集團簽署《戰略合作協議》,共同打造氫能示范產業鏈,擴大氫能業務規模。隨著東華能源全面深化氫能產業布局,加速氫氣輸送、推動充裝站和加氫站建設,公司氫氣業務收入持續增長。2023年上半年,公司氫氣等副產氣業務收入2.11億元。其中,實現氫氣銷售1.25萬噸,收入1.69億元,同比增長1.8%,氫氣銷售穩步提升。
(2)北京億華通科技股份有限公司
北京億華通科技股份有限公司成立于2012年,自成立以來公司始終專注于氫燃料電池發動機技術研發與產業化,致力打造更好的氫能解決方案。近年來,億華通重點圍繞燃料電池示范城市群及潛力城市進行開發,搭載公司產品的燃料電池汽車已在北京、張家口、上海、成都、鄭州及唐山等多個城市投入運營。截至2023年6月底,全國共發布877款燃料電池汽車整車公告(不含底盤公告),其中搭載公司燃料電池系統的整車公告133款,位居行業前列。從業務收入看,由于燃料電池行業現階段仍處于產業化初期階段,市場規模較小,公司經營業績具有一定的波動性。2023年上半年,公司主營業務收入1.53億元,同比下降43%。
六、行業現狀
氫能作為一種清潔、高效、可持續發展的二次能源,正逐漸在全球能源結構中占據重要地位。在我國,隨著中央和各地方政府密集出臺氫能產業政策,氫能“制儲輸用”產業鏈已初步形成,市場規模也在持續擴大。在制氫端,我國已穩坐全球第一大產氫國的寶座,產量占全球氫氣總產量的三分之一以上。數據顯示:2022年全球氫氣總產量約9813萬噸,中國氫氣產量3533萬噸,同比增長7.06%,占全球總產量比重36%,較2021年提升0.9個百分點。在應用端,氫燃料電池汽車是目前中國氫能最主要的應用領域。隨著氫燃料電池汽車示范城市群的推廣力度加大,氫燃料電池汽車的銷量也在穩步提升。2023年全國燃料電池汽車產銷量分別為5600和5800輛,同比分別增長55.3%和72.0%,保持高速增長態勢。隨著行業技術的不斷進步和政策的持續支持,我國氫能產業規模化、商業化進程將提速。
七、發展因素
1、機遇
(1)國家扶持政策激勵行業發展
近年來,隨著全球主要經濟體陸續提出凈零排放目標,氫氣作為二次清潔能源,其能源屬性逐漸凸顯,應用領域將逐步拓展至電力、交通、建筑等場景。從全球趨勢來看,國外發達國家已經明確氫能源在能源體系中的地位。從國內來看,能源結構正在由化石能源主導轉向清潔能源,氫能作為現有化石燃料的理想替代品,具備巨大的發展空間。對此,我國出臺了一系列支持氫能產業發展的政策措施。例如,加大對氫能產業的投資力度,提高氫能產業的創新能力和競爭力,推動氫能基礎設施建設等,為氫能產業發展提供良好的政策環境。
(2)氫能產業活躍度提升,技術路徑愈發明晰
當前,氫能產業發展活躍度日益增強,技術路徑也日益明晰。在“雙碳”戰略驅動下,眾多大型央企、國企、民營企業以及社會資本紛紛積極投身于氫能產業鏈各環節的建設之中。目前,近三分之一的能源央企已將氫能納入其戰略發展規劃,而相關上市公司也在積極布局氫能產業,尋求新的增長點。這種積極態勢不僅為氫能產業的健康、可持續發展提供了堅實的基礎,更推動了氫能產業化的進程不斷加快。
(3)關鍵零部件研發生產的自主化進程持續加快
盡管我國氫能產業相較于發達國家起步稍晚,但在政策的大力推動和市場需求的不斷拓寬下,空壓機、氫循環泵等裝備類產品已經迅速實現了國產替代,展現出強大的自主創新能力。特別是針對燃料電池電堆的關鍵零部件,如膜電極、雙極板等,這些部件的生產技術壁壘較高,早期主要依賴進口,成本高昂。然而,近年來,國內自主品牌通過加大研發投入,不斷突破技術瓶頸,積極促進電堆關鍵零部件研發生產的自主化。這種持續的研發投入和技術革新,不僅加快了核心零部件的國產化步伐,更為氫能產業的規模化發展提供了堅實的支撐。
2、挑戰
(1)行業技術成熟度相對較低
盡管近年來氫能技術在全球范圍內取得了顯著的進步,但仍存在一系列技術難題需要解決。首先,高效、安全的儲氫技術是氫能產業發展的關鍵之一。其次,氫能應用技術的成熟度也是制約氫能產業發展的重要因素。盡管氫能作為一種清潔、高效的能源形式具有廣闊的應用前景,但目前氫能應用技術在某些領域仍不夠成熟。例如,在氫能汽車領域,燃料電池的壽命、性能和成本等方面仍有待提高。此外,在氫能發電、工業用氫等領域,也需要進一步研究和開發更加成熟、高效的氫能應用技術。
(2)氫能全產業鏈投入成本較高
成本問題無疑是氫能產業發展中亟待解決的關鍵挑戰之一。目前,氫能產業鏈的各個環節,包括制氫、儲運以及氫能應用等,都面臨著較高的成本壓力。其中,由于氫氣具有輕質、高能量密度和易燃易爆的特性,儲運過程中需要采用特殊的高壓儲氫罐或液態儲氫技術,這些技術不僅投資成本高,而且運營和維護成本也相對較高。因此,如何實現氫氣儲運的高效、安全和低成本,是氫能產業發展中亟待解決的問題。此外,從氫能應用環節看,氫能汽車、氫能發電等領域仍處于市場導入期,相關設備和系統的成本較高,限制了市場的快速拓展。
(3)產業配套基礎設施相對滯后
氫能產業需要大量的基礎設施支持,包括加氫站、儲氫設施等。這些設施是氫能產業鏈的重要環節,對于保障氫能的安全、高效應用至關重要。然而,目前加氫站的數量相對較少,分布不均衡,難以滿足日益增長的氫能需求。同時,儲氫設施的建設也面臨諸多挑戰,如技術難題、成本問題等,導致儲氫能力有限,無法有效支撐氫能產業的發展。
八、競爭格局
隨著全球對清潔能源和“雙碳”目標的追求,越來越多的企業和資本進入氫能領域,形成了多樣化的競爭者類型。在制氫端,國家能源集團等采用化石燃料制氫的企業,依托成熟的技術路線和豐富的原料儲備,能夠制備大規模的氫氣,但是其清潔程度較低;東華能源等采用工業副產氫氣的企業,能夠實現低成本制氫,具有經濟性優勢,但產氫規模受主業的制約。因此,采用低碳排放方式制氫成為行業可持續發展方向。在氫儲運方面,國富氫能在高壓氣態儲氫方面具有較強優勢,其車載儲氫瓶市場占有率居行業第一。
在氫燃料電池系統領域,我國氫燃料電池系統行業的市場集中度相對較高,CR3超過50%,且領先的企業已經具備技術、資金和市場優勢。盡管市場集中度高,但行業內的玩家背景多元化,大致可以分為三類:一是高校孵化的企業,以出身于清華系的億華通為代表;二是依托國企或汽車集團的企業,如背靠國家電投的國氫科技,以及脫胎于上汽集團的捷氫科技;三是對海外技術引進并轉化實現國產化的企業,如國鴻氫能。整體看,氫能行業整體還處于市場化初期,行業內玩家類型豐富多樣,競爭格局仍在不斷演變。
九、發展趨勢
氫能作為一種清潔、高效、可持續發展的能源,在中國正受到越來越多的關注和重視,氫能行業未來發展前景廣闊。隨著國家高度重視氫能產業的發展以及政策、技術、市場需求和國際合作等多方面的推動,氫能在能源結構中的占比有望大幅提升。技術創新是氫能行業發展核心動力,當前,我國正在積極推進電解槽、燃料電池電堆等關鍵技術的國產化和自主創新。隨著國家和企業持續推進核心技術攻關,氫能行業關鍵技術的國產化步伐將持續加快。總體來說,在“雙碳”戰略目標下,中國氫能行業將迎來黃金發展期,為我國的能源轉型和綠色發展作出重要貢獻。
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