随着我国工业化和城镇化的不断推进，能源消费量持续攀升。这也带来了能源对外依赖程度高、能源结构亟待优化、碳排放量居高不下等一系列挑战。因此，我国将可持续发展、能源转型和能源安全作为了重点发展领域。

在这一背景下，氢能作为一种资源丰富、绿色环保且应用广泛的二次能源，正逐渐成为全球能源转型的关键载体。

氢能不仅能量密度高，而且具有出色的替代性，1kg氢的能量相当于6-7kg标准煤或3-3.8kg天然气，尤其在炼钢等工业活动中，可以显著减少对传统化石能源的依赖。

据国际能源署（IEA）预测，到2030年，燃料领域对氢的需求将从2022年的不到0.1%猛增至11%；而在工业生产领域，炼钢过程中对氢气的需求也将从目前的9%增长至18%。这一趋势预示着氢能将在未来的能源市场中占据越来越重要的地位。

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氢能源应用图示：

资料来源：行行查

氢能源产业链梳理

从氢能源产业的整个链条来看，上游主要聚焦于氢气的生产环节，涵盖了氢气的制取、纯化以及液化等关键步骤。

在储运方面，则包括了多种形态，如气态、液态、固态以及有机液态的储运技术。

氢能源产业链的下游主要是加氢站以及氢气的各种应用场景，其中涉及到加氢设备的制造和氢燃料电池在多个领域的应用。

氢能源产业链图示：

资料来源：国泰君安

氢能源重点关注的的主要细分环节包括制氢、储氢、运氢和燃料电池五大环节。

制氢

在氢能的应用链条中，制备技术占据着核心的位置。

氢气制备，即制氢，是通过特定工艺技术从其他一次或二次能源中转化而来的关键过程。

目前，氢气制备主要采取以下几种传统方法：化石燃料制氢，包括煤制氢和天然气重整制氢等，这些技术已经相当成熟并广泛应用于工业生产中；含氢尾气副产氢的回收，如氯碱工业、焦炉气以及合成氨过程中的氢气回收；高温分解制氢，例如甲醇裂解制氢；此外，电解水制氢是一种利用新能源电能来制备氢气的方法，其电力可以来源于太阳能、风能、水能或核能等，这种方法可以实现零碳排放。此外，还有其他制氢方式，如光解水制氢和生物质气化等。

在众多制氢技术中，电解水制氢被认为是目前最成熟且环保的制氢技术。

电解水制氢主要有四种不同的技术路径：碱性电解槽（ALK）制氢技术是最为成熟的方法，已经具备规模化生产的条件；质子交换膜电解槽（PEM）制氢技术虽然成本较高，但也得到了应用；固体氧化物电解槽（SOEC）制氢技术则处于示范初期阶段；而阴离子膜电解槽（AEM）制氢技术目前还处于实验室研究阶段。

根据索比氢能和香橙会氢能研究院的统计数据显示，自2023年以来，国内共有19个电解水制氢项目成功中标，总中标规模达到了898MW。

其中，派瑞氢能、隆基氢能和阳光电源分别中标了256.5MW、202MW和152MW的项目，占比分别为29%、22%和17%。

2024年初以来尚未有新的中标项目公布。从中标均价来看，派瑞氢能、隆基氢能、阳光电源等企业中标的碱性电解水制氢设备价格在1.3-1.7元/W之间不等；长春绿动、赛克塞斯等企业中标的PEM电解水制氢设备价格则在5.8-6.87元/W之间不等。这些数据也反映了当前电解水制氢市场的竞争态势和技术成本差异。

2023年以来国内电解水制氢设备企中标份额：

资料来源：香橙会氢能，国信证券

储氢

氢气储存与运输是连接生产端和需求端的重要环节，提高氢气的能量密度则是储氢技术的核心挑战。

目前，储运方式主要根据氢气的不同储存状态来划分，包括高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等。

其中，气态储氢因使用方便、储存条件容易满足以及成本较低等优点，成为当前主流的储氢方式。

具体到车载储氢瓶，其关键材料和部件，如碳纤维、瓶口阀和减压阀等，大部分仍依赖进口，导致成本较高。

国内目前主要使用的是35MPa的III型瓶，而国外则更倾向于70MPa的IV型瓶组。

国富氢能、中材科技和奥扬科技占据前三的份额，CR3达到68%，显示出较高的市场集中度。中集安瑞科、中材科技等企业已提前布局IV型瓶的生产。预计随着2024年6月起70MPa储氢瓶标准的实施，IV型瓶将迎来大规模的替换潮。

2022年上牌车辆储氢瓶装车市场份额：

资料来源：势银

运氢

氢气运输作为氢能产业链中不可或缺的一环，起着桥梁和纽带的重要作用。

目前，氢能运输主要依赖于高压气氢方式，这包括长管拖车运输和管道输送两种形式。

在我国，当前的长管拖车运氢主要使用的是20MPa的I型钢制储氢瓶，其耐压不超过30MPa，单车运氢量大约在300kg左右。

国外已经推出了50MPa的运输用储氢瓶（III型/IV型），单车运氢量可达900kg甚至更高。

为了提升氢能运输效率，我国在车载氢的发展上正致力于长距离高压气态管道运输、短距离高压气态长管拖车运输以及车载高压气态储氢技术的研发和应用。提高整个系统的压力水平对于降低氢气在储存、加注、运输和使用过程中的成本具有显著意义。

过去由于技术限制和安全考虑，我国一直未开放70MPa压力的IV型瓶市场。

近期，国家已经发布了70MPa阀门和储氢瓶的相关标准，并将于2024年6月1日正式实施。这一举措预计将大幅降低燃料电池车的氢气使用成本，并在重卡等燃料电池主要应用领域实现续航里程的提升，预计提升幅度将达到60%，从而与纯电重卡形成明显的竞争优势。

从长期来看，随着我国氢气管网设施的不断完善和建设，绿氢供需错配问题将逐步得到缓解。这将有助于降低氢能产业链的整体成本，扩大氢能终端应用规模。

氢能产业链主要环节及部分厂商梳理：

资料来源：CNESA

燃料电池

从氢燃料电池整车的成本构成来看，燃料电池系统（包括燃料电堆、空气供给、氧气供给、增湿换热、控制系统等）和储氢系统占据了整车成本的约65%。

其中，燃料电池系统的成本主要集中在电堆上。在电堆的各个环节中，催化剂和双极板的成本占比较高，分别达到36%和23%。因此，在降低电堆成本的过程中，这两个环节是重点关注的对象。

当前氢燃料电池电堆及系统已经初步实现了国产化，成本得到了显著下降。

电堆是由多个单体电池以串联方式层叠组合而成的。每个单体电池都由膜电极和两侧的双极板组成。

其中，膜电极MEA是由5层材料构成的，包括最外层的两层气体扩散层、两层催化层以及一层质子交换膜。为了构成电池电堆，单电池需要以堆栈的方式组合在一起，并且在电堆的两侧还需要装配端板、绝缘板以及集流板等结构，以起到固定、绝缘以及收集电流的作用。

目前，电堆市场的集中度较高，头部厂商包括神力科技、国鸿氢能和捷氢科技，这三家公司的市占率合计达到54%。

从燃料电池系统的装机情况来看，2023年12月，亿华通以超过55MW的装机量位居第一，环比增长86%，占比达到26.2%；潍柴动力和国电投分别以第二、第三的位置紧随其后，装机占比分别为20.6%和7.7%。在2023年全年的累计装机量排名中，亿华通以158MW的装机量稳居榜首，占比达到22.2%；捷氢科技和重塑能源分别以73MW和72MW的装机量位列第二、第三，占比分别为10.2%和10.1%。#氢能# #氢能源# #燃料电池# #氢燃料电池#

根据弗若斯沙利文的预测，受燃料电池汽车示范城市群的建立以及持续性的技术突破等因素的驱动，中国氢燃料电池产业将迎来快速增长期。预计从2023年到2030年，中国燃料电池电堆的市场规模将由1966.3MW增至100229.8MW，年复合增长率（CAGR）高达75.4%。这意味着在未来的几年里，氢燃料电池产业将迎来广阔发展机遇。

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