制氫是指通過特定的工藝技術(shù)將氫氣從其他物質(zhì)中分離或生成的過程。氫氣是一種清潔、高效的二次能源,其制備方式主要包括化石燃料制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、電解水制氫等。其中,電解水制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣,是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ木G色制氫方式。根據(jù)生產(chǎn)來源,氫氣還可分為“灰氫”“藍(lán)氫”和“綠氫”,其中“綠氫”是通過可再生能源(如太陽能、風(fēng)能、水能等)電解水制得的氫氣,具有零排放、低碳的特點(diǎn)。
中國制氫行業(yè)正處于能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動的戰(zhàn)略機(jī)遇期,作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的源頭與核心環(huán)節(jié),其發(fā)展水平直接決定氫能在交通、工業(yè)、能源存儲等領(lǐng)域的商業(yè)化進(jìn)程。當(dāng)前,中國制氫行業(yè)呈現(xiàn)“規(guī)模領(lǐng)先但結(jié)構(gòu)待優(yōu)”的特點(diǎn):一方面,依托豐富的化石能源資源與工業(yè)副產(chǎn)條件,已形成全球最大的氫氣生產(chǎn)能力;另一方面,高碳排放的傳統(tǒng)制氫方式占比偏高,綠氫技術(shù)成本與產(chǎn)業(yè)化瓶頸尚未完全突破,行業(yè)正面臨“短期滿足能源需求”與“長期實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型”的雙重任務(wù)。我們的報告《2025-2030年中國制氫行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略分析報告》包含大量的數(shù)據(jù)、深入分析、專業(yè)方法和價值洞察,可以幫助您更好地了解行業(yè)的趨勢、風(fēng)險和機(jī)遇。在未來的競爭中擁有正確的洞察力,就有可能在適當(dāng)?shù)臅r間和地點(diǎn)獲得領(lǐng)先優(yōu)勢。
一、制氫技術(shù)路徑
1.1 傳統(tǒng)制氫:當(dāng)前主導(dǎo)與低碳化探索
傳統(tǒng)制氫技術(shù)以化石能源轉(zhuǎn)化和工業(yè)副產(chǎn)回收為主,憑借技術(shù)成熟度與成本優(yōu)勢,構(gòu)成當(dāng)前氫氣供應(yīng)的主力。其中,煤制氫依托國內(nèi)煤炭資源稟賦,在西北、華北等能源基地形成規(guī)?;a(chǎn)能,但其高碳排放問題與“雙碳”目標(biāo)存在內(nèi)在沖突,近年來逐步探索與碳捕集技術(shù)結(jié)合,通過煤氣化過程中二氧化碳的分離與封存,降低全生命周期碳足跡。天然氣制氫則以蒸汽甲烷重整工藝為核心,具有轉(zhuǎn)化效率高、產(chǎn)品純度高的特點(diǎn),主要分布在沿海天然氣進(jìn)口便利地區(qū)及工業(yè)集群周邊,目前正通過引入藍(lán)氫技術(shù)路線,即制氫過程配套碳捕集設(shè)施,實(shí)現(xiàn)從“灰氫”向低排放“藍(lán)氫”的過渡。工業(yè)副產(chǎn)氫源于化工、鋼鐵等行業(yè)的生產(chǎn)尾氣,如氯堿工業(yè)的電解副產(chǎn)氫、焦?fàn)t煤氣中的氫資源,其優(yōu)勢在于無需額外消耗能源,可通過提純工藝實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用,成為短期內(nèi)補(bǔ)充氫氣供應(yīng)、降低成本的重要途徑。
1.2 綠氫技術(shù):零碳目標(biāo)下的核心方向
綠氫(通過可再生能源電解水制氫)被視為氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“全鏈條零碳”的終極解決方案,近年來在技術(shù)研發(fā)與試點(diǎn)項(xiàng)目層面取得顯著進(jìn)展。電解槽技術(shù)路線呈現(xiàn)“堿性電解(ALK)、質(zhì)子交換膜電解(PEM)、固體氧化物電解(SOEC)”多路徑并行的格局:堿性電解技術(shù)成熟度最高,成本相對較低,適合大規(guī)模穩(wěn)定發(fā)電場景;PEM電解響應(yīng)速度快、適應(yīng)波動性電力輸入,更匹配風(fēng)電、光伏等可再生能源的間歇性特征;SOEC則處于實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化過渡階段,依托高溫條件實(shí)現(xiàn)更高的能量效率,未來有望成為下一代主流電解技術(shù)。目前,綠氫發(fā)展的核心瓶頸在于成本控制,包括電解槽設(shè)備造價、可再生能源電價、系統(tǒng)集成成本等,需通過技術(shù)迭代、規(guī)模效應(yīng)與政策補(bǔ)貼逐步突破。
1.3 新興技術(shù)探索:跨界融合與場景創(chuàng)新
除傳統(tǒng)與主流低碳技術(shù)外,新型制氫方式正處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)與小試階段,為未來多元化供應(yīng)提供潛在路徑。例如,光催化制氫利用半導(dǎo)體材料吸收太陽能直接分解水,有望實(shí)現(xiàn)“太陽能-氫能”的高效轉(zhuǎn)化,但其穩(wěn)定性與規(guī)模化難題尚未解決;生物質(zhì)制氫依托農(nóng)業(yè)廢棄物、有機(jī)垃圾等可再生資源,通過氣化或發(fā)酵工藝產(chǎn)出氫氣,兼具環(huán)保與資源循環(huán)屬性,但受限于原料分散性與轉(zhuǎn)化效率,短期內(nèi)難以形成規(guī)模供應(yīng)。此外,便攜式制氫技術(shù)如氫氣片(通過化學(xué)反應(yīng)快速產(chǎn)氫)在消費(fèi)級健康產(chǎn)品、小型發(fā)電設(shè)備等場景開展應(yīng)用探索,雖市場規(guī)模較小,但體現(xiàn)制氫技術(shù)向細(xì)分領(lǐng)域滲透的趨勢。
二、制氫行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
2.1 政策驅(qū)動:頂層設(shè)計與地方實(shí)踐協(xié)同推進(jìn)
國家層面將氫能納入“十四五”能源領(lǐng)域戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》明確提出“構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系”,并將制氫技術(shù)創(chuàng)新作為重點(diǎn)任務(wù)。地方政府則結(jié)合資源稟賦與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),形成差異化布局。政策支持手段涵蓋財政補(bǔ)貼(如綠氫示范項(xiàng)目建設(shè)補(bǔ)貼、電解槽購置補(bǔ)貼)、稅收優(yōu)惠(如增值稅減免、固定資產(chǎn)加速折舊)、用地保障(優(yōu)先安排制氫項(xiàng)目建設(shè)用地指標(biāo))等,形成“中央定方向、地方出細(xì)則、企業(yè)抓落地”的協(xié)同推進(jìn)機(jī)制。
2.2 市場需求:工業(yè)與交通領(lǐng)域雙輪拉動
當(dāng)前氫氣消費(fèi)以工業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹?,化?合成氨、甲醇)、煉油(加氫脫硫)是核心應(yīng)用場景,需求呈現(xiàn)剛性增長特征。隨著氫能交通示范推廣擴(kuò)容,燃料電池汽車(尤其是重卡、客車)對高純度氫氣的需求快速提升,推動加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與車載儲氫技術(shù)進(jìn)步,進(jìn)而反向拉動制氫端的規(guī)?;c穩(wěn)定性供應(yīng)。此外,氫能在能源存儲領(lǐng)域的潛力逐步顯現(xiàn),通過“棄風(fēng)棄光”制氫實(shí)現(xiàn)可再生能源的時空轉(zhuǎn)移,或作為電網(wǎng)調(diào)峰資源參與電力系統(tǒng)平衡,為制氫行業(yè)開辟新的需求增長點(diǎn)。
值得注意的是,不同場景對氫氣品質(zhì)要求差異顯著:工業(yè)用氫對成本敏感,純度要求相對寬松;燃料電池用氫則需達(dá)到99.97%以上的高純標(biāo)準(zhǔn),且對雜質(zhì)(如一氧化碳、硫化物)含量有嚴(yán)格限制,推動制氫企業(yè)向“定制化、高純化”方向升級。
據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2025-2030年中國制氫行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略分析報告》分析:
2.3 區(qū)域布局:資源導(dǎo)向與產(chǎn)業(yè)集群聯(lián)動
制氫行業(yè)的區(qū)域分布呈現(xiàn)顯著的資源依賴性與產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性。煤炭資源富集的晉陜蒙地區(qū)、新疆等地,依托坑口電站與煤化工基礎(chǔ),發(fā)展煤制氫產(chǎn)業(yè),并通過長輸管道或液氫運(yùn)輸對接?xùn)|部需求市場;天然氣主產(chǎn)區(qū)四川、新疆及沿海LNG接收站周邊,布局天然氣制氫項(xiàng)目,服務(wù)于化工園區(qū)與城市燃?xì)庹{(diào)峰需求;西北、華北的風(fēng)光大基地則重點(diǎn)發(fā)展“風(fēng)光-電解水制氫”一體化項(xiàng)目,利用可再生能源電力平抑棄風(fēng)棄光率,實(shí)現(xiàn)綠氫的就近消納或存儲;長三角、珠三角等工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū),憑借氯堿、鋼鐵等產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)氫資源,建設(shè)氫氣提純中心,滿足本地燃料電池汽車與分布式能源需求。這種“資源地規(guī)?;a(chǎn)+消費(fèi)地分布式補(bǔ)充”的格局,既發(fā)揮了資源稟賦優(yōu)勢,又降低了運(yùn)輸成本,為氫能產(chǎn)業(yè)鏈的區(qū)域協(xié)同奠定基礎(chǔ)。
三、制氫行業(yè)核心挑戰(zhàn)
3.1 技術(shù)瓶頸:從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的鴻溝
盡管綠氫技術(shù)路線明確,但其核心設(shè)備與材料仍存在“卡脖子”風(fēng)險。電解槽的關(guān)鍵部件如PEM電解的質(zhì)子交換膜、催化劑(鉑、銥等貴金屬)依賴進(jìn)口,國內(nèi)企業(yè)雖已實(shí)現(xiàn)部分替代,但產(chǎn)品壽命、能量效率與國際龍頭仍有差距;堿性電解的隔膜、電極材料在高電流密度下的穩(wěn)定性不足,限制了大型化應(yīng)用。此外,制氫系統(tǒng)與可再生能源的適配性技術(shù)尚未成熟,如何解決風(fēng)電、光伏出力波動導(dǎo)致的電解槽頻繁啟停問題,以及氫氣管網(wǎng)與現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)的摻混輸送技術(shù),仍需通過工程示范驗(yàn)證。
3.2 成本壓力:綠氫經(jīng)濟(jì)性的突圍路徑
成本是制約綠氫規(guī)?;瘧?yīng)用的最核心因素。當(dāng)前,電解水制氫成本約為傳統(tǒng)化石能源制氫的2-3倍,主要來自三方面:一是電解槽設(shè)備投資,占初期成本的50%以上;二是可再生能源電價,綠氫成本中電力成本占比超過60%,在電價較高的地區(qū)難以具備競爭力;三是系統(tǒng)集成與運(yùn)維成本,包括氫氣干燥、壓縮、儲存等環(huán)節(jié)的能耗與設(shè)備費(fèi)用。盡管長期來看,隨著技術(shù)進(jìn)步與規(guī)模效應(yīng),綠氫成本有望持續(xù)下降,但短期內(nèi)仍需政策補(bǔ)貼與市場機(jī)制創(chuàng)新,如通過綠電交易、碳價抵扣、氫燃料補(bǔ)貼等方式,縮小與傳統(tǒng)制氫的價差。
3.3 政策與標(biāo)準(zhǔn):體系化支撐的完善空間
氫能產(chǎn)業(yè)鏈涉及制氫、儲氫、運(yùn)氫、用氫多個環(huán)節(jié),目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管體系仍處于建設(shè)階段。制氫端的碳排放核算方法尚未統(tǒng)一,不同技術(shù)路線的碳足跡評價缺乏公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致“灰氫、藍(lán)氫、綠氫”的市場價值難以量化;氫氣產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(如純度、雜質(zhì)含量)在不同應(yīng)用場景中的規(guī)定存在差異,增加了跨區(qū)域流通的難度;制氫項(xiàng)目的審批流程涉及能源、環(huán)保、安監(jiān)等多部門,缺乏統(tǒng)一的管理規(guī)范,導(dǎo)致項(xiàng)目落地周期較長。
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