摘要:綠氫是通過使用可再生能源(如太陽能、風(fēng)能、核能等)制造的氫氣。這種氫氣在生產(chǎn)過程中基本沒有碳排放,因此也被稱為“零碳?xì)錃狻?。近年來隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破,綠氫的生產(chǎn)成本正逐步降低,為其商業(yè)化推廣和大規(guī)模應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。截止2024年末,國內(nèi)已建成綠氫項目累計達(dá)到65個,建成產(chǎn)能11.75萬噸,已經(jīng)提前實現(xiàn)國家中長期發(fā)展規(guī)劃綠氫10-20萬噸的產(chǎn)能目標(biāo)。2022年國內(nèi)綠氫項目開始加速落地,2023年綠氫建成產(chǎn)能達(dá)到3.72萬噸,累計建成產(chǎn)能達(dá)到6.35萬噸,2024年建成產(chǎn)能5.41萬噸,同比增長45%。內(nèi)蒙古、新疆等“三北”地區(qū)憑借風(fēng)光資源稟賦,成為項目集聚地,兩省規(guī)劃綠氫項目超270個,占全國總量40%。
一、定義及分類
綠氫是通過使用可再生能源(如太陽能、風(fēng)能、核能等)制造的氫氣。這種氫氣在生產(chǎn)過程中基本沒有碳排放,因此也被稱為“零碳?xì)錃狻?。氫氣主要分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫三種類型。其在制取方式、碳排放水平、成本效益以及應(yīng)用前景等方面存在顯著差異?;覛涫峭ㄟ^化石燃料(例如石油、天然氣、煤炭等)燃燒產(chǎn)生的氫氣。目前,全球約95%的氫氣屬于灰氫。藍(lán)氫同樣以化石燃料(主要是天然氣)為原料,通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整來制取氫氣。與灰氫不同的是,藍(lán)氫在生產(chǎn)過程中引入了碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)。
二、行業(yè)政策
氫能已成為加快能源轉(zhuǎn)型升級、培育經(jīng)濟新增長點的重要戰(zhàn)略選擇,全球主要發(fā)達(dá)國家高度重視氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,綠氫作為清潔能源的重要載體,得到了全球各地政府部門的大力支持。中國政府近年來相繼出臺了一系列中長期政策,持續(xù)推動綠氫技術(shù)和應(yīng)用體系的發(fā)展,我國綠氫產(chǎn)業(yè)正從試點探索階段逐步進入有序破局新階段。2024年11月發(fā)布的《西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄(2025年本)》中明確將綠氫制造,氫能裝備制造,輸氫管道和加氫站運營納入青海省鼓勵類產(chǎn)業(yè)。2024年12月,工信部等部門發(fā)布了《加快工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用實施方案》,提出推進純氫冶金,發(fā)展純氫還原零碳高純材料,開展“綠電—綠氫—純氫冶金”上下游產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉丁?
三、行業(yè)壁壘
(1)政策壁壘
盡管《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》中已經(jīng)明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,但全國大部分地區(qū)仍將綠氫制備歸屬到?;飞a(chǎn)領(lǐng)域。僅有內(nèi)蒙古、吉林、河北、廣東等少數(shù)省區(qū)市發(fā)布了相關(guān)氫氣制備限制解除政策,允許在非化工園區(qū)建設(shè)制氫加氫一體站,其他地區(qū)綠氫制備項目仍必須嚴(yán)格遵守《危險化學(xué)品安全管理條例》需要申領(lǐng)危險化學(xué)品生產(chǎn)許可證。并在化工園區(qū)內(nèi)統(tǒng)一管理。相關(guān)法律法規(guī)不完善,導(dǎo)致制氫項目審批時間較長,土地成本較高,并額外增加了安全設(shè)施、人員培訓(xùn)等成本支出。
(2)技術(shù)及人才壁壘
綠氫屬于技術(shù)密集型行業(yè),技術(shù)壁壘高,產(chǎn)業(yè)鏈包括電解水制氫、綠氫儲運等,對企業(yè)技術(shù)實力要求較高。行業(yè)內(nèi)頭部企業(yè)通過多年深耕,已形成豐富的技術(shù)儲備,市場競爭力較強,新進入企業(yè)短時間內(nèi)難以逾越。此外,綠氫產(chǎn)業(yè)涉及多學(xué)科領(lǐng)域,如化學(xué)、物理、材料、機械、電氣等,需要具備跨學(xué)科知識和經(jīng)驗的復(fù)合型人才,但從設(shè)計、審查、立項、施工到驗收等全流程產(chǎn)業(yè)鏈均缺乏人才或?qū)I(yè)團隊,項目發(fā)展受限,新進入者也難以在短期內(nèi)完成技術(shù)人才團隊的構(gòu)建。
(3)資金壁壘
綠氫產(chǎn)業(yè)投資規(guī)模大、風(fēng)險高,存在較高的資金壁壘。綠氫項目投資規(guī)模動輒數(shù)十上百億元,且涉及風(fēng)光電配套、制氫裝備、儲運消納等長鏈條環(huán)節(jié),對企業(yè)資金實力要求高,規(guī)模較小的民營企業(yè)因資金壁壘和技術(shù)門檻難以入局。
四、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
綠氫產(chǎn)業(yè)鏈上游為能源電力、制造設(shè)備等,能源電力可分為風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電,電解水制氫是目前最主要的制取綠氫的方法,主流技術(shù)路徑有堿性電解水制氫(ALK)、固體氧化物電解水制氫(SOEC)、陰離子交換膜制氫(AEM),制氫設(shè)備包括電解槽隔膜、電解質(zhì)、電極材料等。中游為綠氫生產(chǎn)。下游為綠氫應(yīng)用領(lǐng)域,綠氫的下游應(yīng)用場景正在不斷拓展,除了傳統(tǒng)的交通領(lǐng)域,綠氫在電力、冶金、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用場景逐漸增多。如在化工領(lǐng)域,綠氫耦合碳捕集二氧化碳/生物質(zhì)二氧化碳生產(chǎn)綠色甲醇,或結(jié)合空分氮氣生產(chǎn)綠氨,可形成低碳乃至零碳基礎(chǔ)化工原料,幫助傳統(tǒng)化工實現(xiàn)清潔生產(chǎn);在儲能領(lǐng)域,綠氫可作為儲能介質(zhì)在電力系統(tǒng)的源端發(fā)揮調(diào)峰作用,促進波動性電源的平滑上網(wǎng),同時離網(wǎng)式“電-氫”耦合能源系統(tǒng)能為海島、荒漠等偏遠(yuǎn)地區(qū)實現(xiàn)穩(wěn)定供能。中國綠氫行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示:







2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)中國天楹股份有限公司
中國天楹業(yè)務(wù)橫跨環(huán)保與新能源兩個業(yè)務(wù)領(lǐng)域。以垃圾焚燒發(fā)電、城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi)生 服務(wù)與環(huán)保裝備制造為壓艙石,公司打通了從前端清掃、中轉(zhuǎn)分選、末端處置的城鄉(xiāng)環(huán)境衛(wèi) 生服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈。在立足傳統(tǒng)環(huán)保行業(yè)同時,公司緊抓綠色新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇,深度布局 新能源發(fā)電和風(fēng)光儲氫氨醇一體化業(yè)務(wù),開啟第二增長曲線,構(gòu)建起“環(huán)保+新能源”雙引 擎發(fā)展的新格局。2025年一季度公司營業(yè)收入為12.06億元,同比下降3.64%;歸母凈利潤為1.06億元,同比下降47.63%。主要系 EPC 項目需根據(jù)客戶建造進度備貨交付,期間未達(dá)到收入確認(rèn)節(jié)點,導(dǎo)致公司建造業(yè)務(wù)收入和毛利潤同比減少;此外,公司正大力投入新能源產(chǎn)業(yè)建設(shè),初期固定資產(chǎn)投資及運營資金需求增加,相應(yīng)推高了財務(wù)費用。中國天楹前瞻性布局綠氫產(chǎn)業(yè),2024年8月,公司發(fā)布公告,全資子公司遼源天楹制氫科技有限公司與遼源高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管委會簽署《綠氫項目投資合作協(xié)議書》,計劃在遼源高新區(qū)化工園區(qū)投資、建設(shè)與運營年產(chǎn)15萬噸綠氫項目。項目總投資48.5億元,首期建設(shè)年產(chǎn)4萬噸綠氫產(chǎn)能。
(2)吉林電力股份有限公司
吉電股份是國家電力投資集團有限公司控股的上市公司,主要業(yè)務(wù)涉及新能源、綜合智慧能源、氫能及火電、供熱、生物質(zhì)能、電站服務(wù)等領(lǐng)域。2025年第一季度公司營收為37.6億元,同比下降1.42%;凈利潤為6.23億元,同比增長0.74%。新時代新征程,公司牢牢把握構(gòu)建新型能源體系的發(fā)展機遇,重點在新能源、綠色氫基能源、清潔能源替代等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,推進能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。在綠氫領(lǐng)域,公司項目接連落地,2024年8月,吉電股份公告稱,擬動態(tài)投資13.26億元,建設(shè)鹽城吉電綠氫制儲運加用一體化(一期)示范項目。該項目光伏裝機規(guī)模20萬千瓦,項目所發(fā)電量70%上網(wǎng),30%制氫。該項目也是吉電股份在吉林省外建設(shè)的首個綠氫項目。
五、行業(yè)現(xiàn)狀
近年來隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和突破,綠氫的生產(chǎn)成本正逐步降低,為其商業(yè)化推廣和大規(guī)模應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。截止2024年末,國內(nèi)已建成綠氫項目累計達(dá)到65個,建成產(chǎn)能11.75萬噸,已經(jīng)提前實現(xiàn)國家中長期發(fā)展規(guī)劃綠氫10-20萬噸的產(chǎn)能目標(biāo)。2022年國內(nèi)綠氫項目開始加速落地,2023年綠氫建成產(chǎn)能達(dá)3.72萬噸,累計建成產(chǎn)能達(dá)6.35萬噸,2024年建成產(chǎn)能5.41萬噸,同比增長45%。內(nèi)蒙古、新疆等“三北”地區(qū)憑借風(fēng)光資源稟賦,成為項目集聚地,兩省規(guī)劃綠氫項目超270個,占全國總量40%。
六、機遇和挑戰(zhàn)
1、發(fā)展機遇
(1)綠氫政策不斷完善與加強
氫能是清潔、低碳能源,在使用過程中不產(chǎn)生額外污染,也不產(chǎn)生二氧化碳排放,在雙碳背景下,2019年氫能首次被寫入《政府工作報告》,緊接著國家各部委密集出臺各項氫能支持政策,政策體系不斷完善,綠氫也迎來重大發(fā)展機遇。2025年1月1日,我國首部《中華人民共和國能源法》正式施行,明確將氫能納入能源管理體系,首次從法律層面確立了氫能的能源地位。
(2)制綠氫技術(shù)不斷進步
在制氫環(huán)節(jié),電解水制氫是目前生產(chǎn)綠氫的主要方式。過去,電解水制氫技術(shù)存在效率低、成本高的問題。但隨著科技的不斷進步,新型電解水技術(shù)不斷涌現(xiàn),電解槽的效率得到了顯著提升。如質(zhì)子交換膜電解水技術(shù)效率高于堿性電解水,系統(tǒng)集成簡單,近年來通過新型催化劑的開發(fā)和膜電極制備技術(shù)的發(fā)展,其成本在逐漸降低。高溫固體氧化物電解水技術(shù)則被認(rèn)為是理論效率最高的電解水制氫技術(shù),目前也在不斷取得技術(shù)突破。技術(shù)的進步使得電解水制氫的成本大幅下降,為綠氫的商業(yè)化推廣和大規(guī)模應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)。
(3)下游消費市場前景廣闊
雙碳大背景下,綠氫作為一種儲量大、污染小、熱值高、可再生的清潔能源,為各行業(yè)脫碳提供了重要途徑,受益于技術(shù)進步、供給擴大,綠氫的應(yīng)用場景不斷拓展,其應(yīng)用已經(jīng)滲透到交通運輸、工業(yè)、能源等諸多領(lǐng)域,賦能行業(yè)綠色化發(fā)展。燃料電池汽車、氫冶金、甲醇燃料船舶、氫儲能
等行業(yè)加速發(fā)展,對綠氫需求進一步增長。綠氫行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。
2、行業(yè)挑戰(zhàn)
(1)制氫技術(shù)適應(yīng)性挑戰(zhàn)
現(xiàn)有電解槽技術(shù)在應(yīng)對波動性電源時存在短板。堿性電解槽在低負(fù)荷工況下有安全隱患,長期低負(fù)荷運行可能損害設(shè)備壽命;質(zhì)子交換膜電解槽雖負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、響應(yīng)速度快,但成本高且壽命短。這使得在綠氫項目中,難以找到一種既能高效適應(yīng)電源波動,又能兼顧成本和壽命的理想電解槽技術(shù),限制了綠氫生產(chǎn)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性提升。
(2)項目運行管理挑戰(zhàn)
在項目運行層面,綠氫項目上網(wǎng)電量和下網(wǎng)電量缺乏國家層面統(tǒng)一政策規(guī)范。目前僅有內(nèi)蒙古提出具體限制,其他省份缺乏基于省級電網(wǎng)情況的制度化規(guī)定。這導(dǎo)致并網(wǎng)型綠氫項目在利用網(wǎng)電穩(wěn)定氫氣供應(yīng)時,因無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),可能無序增加電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力,影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,也不利于綠氫項目在全國范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化推廣。
(3)制氫成本不確定性挑戰(zhàn)
制氫成本受資源配置和電網(wǎng)交互情況影響且面臨政策不確定性。設(shè)備成本與新能源裝機、場內(nèi)調(diào)節(jié)資源配置相關(guān),用電成本與電量上網(wǎng)和下網(wǎng)規(guī)定相連。相關(guān)政策的變動不僅影響項目初期設(shè)備投資,還左右用電成本,進而影響制氫成本測算。由于當(dāng)前綠氫項目政策處于不斷探索和完善階段,這種不確定性使得企業(yè)難以精準(zhǔn)預(yù)估項目投資回報,抑制了社會資本進入綠氫產(chǎn)業(yè)的積極性。
(4)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定嚴(yán)格化挑戰(zhàn)
隨著全球?qū)Ξa(chǎn)品碳足跡關(guān)注度提升,綠氫標(biāo)準(zhǔn)將更嚴(yán)格。目前國際上尚無綠氫統(tǒng)一定義,未來使用網(wǎng)電生產(chǎn)的綠氫可能因網(wǎng)電的碳排放屬性而難以滿足低碳要求。在網(wǎng)電使用比例核算或清潔性證明方面,可能面臨更嚴(yán)格規(guī)范,這對氫電耦合系統(tǒng)提出更高要求,需要在項目規(guī)劃、運行和管理過程中充分考慮碳足跡核算與清潔性認(rèn)證相關(guān)問題,增加了項目運營的復(fù)雜性和合規(guī)成本。
七、競爭格局
當(dāng)前綠氫行業(yè)處于競爭階段,集中度較低。綠氫行業(yè)呈現(xiàn)以下梯隊情況:第一梯隊公司有中國石化、中國石油、中國電建等國企,該梯隊企業(yè)技術(shù)、資金和資源實力較強,具備先發(fā)優(yōu)勢;第二梯隊有寶豐能源、億利潔能等煤化工及其它行業(yè)中的企業(yè),現(xiàn)拓展制氫業(yè)務(wù);第三梯隊有隆基、陽光電源等可再生能源電池商,該梯隊企業(yè)依托原有技術(shù)優(yōu)勢下沉綠氫市場,主要提供電解槽和解決方案。
八、發(fā)展趨勢
在市場、政策等多重利好因素推動下,未來綠氫行業(yè)將呈現(xiàn)良好發(fā)展態(tài)勢。技術(shù)層面,綠氫技術(shù)有望實現(xiàn)更大突破。電解水制氫技術(shù)不斷升級,SOEC技術(shù)預(yù)計2030年商業(yè)化,AI算法優(yōu)化電解槽啟停策略,提升棄電利用率;儲氫方面,高壓氣態(tài)儲氫為主流,低溫液態(tài)儲氫商業(yè)化后有發(fā)展?jié)摿?,固態(tài)儲氫研發(fā)不斷深入;運氫上,歐洲規(guī)劃氫氣管網(wǎng)但需攻克材料氫脆難題,中東-東亞綠氨貿(mào)易路線逐步成型,綠氨作為氫載體在長距離運輸上頗具潛力。產(chǎn)業(yè)鏈層面,產(chǎn)業(yè)鏈上下游緊密協(xié)同,上游制氫與可再生能源融合保障綠電供應(yīng),中游儲運探索降本增效方案,下游應(yīng)用需求反推技術(shù)創(chuàng)新,形成良性發(fā)展閉環(huán)。應(yīng)用端,綠氫在多領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,如在工業(yè)上,化工領(lǐng)域綠氫制合成氨、甲醇項目漸增,鋼鐵行業(yè)氫基DRI技術(shù)推廣,大幅降低碳排放,未來還將深入石油、有色金屬冶煉等領(lǐng)域。
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