绿色氢能产业发展白皮书（2024）

氢能产业政策动态01 目 氢能关键技术进展02 氢能产业发展情况03 录 氢能市场应用情况04 氢能产业发展趋势展望05 氢能产业政策动态 一、背景 受政治经济、气候问题、化石能源价格波动、页岩气大规模开发、新能源和新能源汽车技术突破等因素影响，全球氢能产业发展经历了几起几落，正迎来新一轮发展浪潮。 21世纪初 目前 20世纪70年代 20世纪90年代 21世纪10年代 ➢截至目前，美欧中日等50多个国家和地区发布氢能战略，支持氢能产业发展和能源深度脱碳，氢能正逐步成为能源转型发展的重要载体，并上升为国际竞争的重要领域。 ➢在气候问题及燃料电池技术取得突破的双重驱动下，氢能产业在全球再次掀起了发展热潮。 ➢石油危机问题引发各国对氢能的关注，美国、日本等率先布局燃料电池研发; ➢气候变化问题带动氢能产业再次兴起。各国加大研发投入，氢能与燃料电池技术快速进步; ➢由于对气候问题的关注及美国持续加大氢能研发投入等原因，氢能产业迎来第三次发展高潮。 •2014年，丰田推出全球首款可量产燃料电池乘用车“Mirai”。 ➢随着可开采油气资源逐渐丰富，氢能发展步入低潮。 •1994年，德国戴姆勒公司推出第一代燃料电池汽车NECAR1; ➢受2008年开始的金融危机、页岩气革命和纯电动汽车取得突破性发展等因素影响，氢能发展再次进入低谷。 ➢随着油价平稳维持低位，氢能发展受到抑制。 2015年，全球近200个国家共同签署《巴黎协定》。 （二）国际政策 氢能领先国家相继调整氢能国家战略，大幅提高发展目标、加大支持力度 美国、日本、德国等在氢能发展方面走在世界前列，2023年全面升级国家氢能战略，扶持产业发展，竞相争夺氢能产业领先地位。 绿氢规模目标更高：美日德2030年绿氢产能目标合计高达1350万吨财政支持力度更大：美日德已明确财政资金支持合计超过1万亿元 （二）国际政策 ◼欧盟通过可再生能源指令（REDⅡ）要求的两项授权法案，并提出了三种可以被计入可再生氢的情形，包括绿电额外性、时间和地理相关性等。 ◼美国氢气分类标准相对简单，只设置了碳排放强度要求，多用于支撑财政补贴决策。碳排放强度越低，税收抵免越多。 *一是直接连接新的可再生能源发电机所产生的氢气；二是在可再生能源比例超过90%的地区采用电网供电所生产的氢气；三是在低二氧化碳排放限制的地区签订可再生能源电力购买协议后采用电网供电来生产氢气。 （三）国内政策 《船舶制造业绿色发展行动纲要（2024—2030年）》 （三）国内政策 地方政府积极谋划产业发展“新赛道”，加快探索氢能产业配套支持政策 ◼地方对氢能产业重视程度逐年增加。22个省份将氢能写入2024年地方政府工作报告，28个省份出台氢能产业发展相关规划，较去年分别增加3个、5个。其中，广东、山东、江苏、上海发布地方性氢能政策超30项。 ◼地方对氢能产业抱以极高的期待。根据各地规划目标，预计到2025年，氢燃料电池汽车保有量将超10万辆，加氢站保有量超1千座，绿氢产能将接近100万吨，氢能产业规模将达到万亿元。 氢能关键技术进展 （一）制氢技术电解水制氢技术加快迭代升级，与国际先进水平差距缩小 集成化 质 子 交 换 膜 电 解 槽技 术 水 平 逐 步 提 升，极 板、质 子 交 换 膜、催 化 剂 等 核 心 零 部件供应链开始形成 •新疆库车、内蒙古纳日松2项万吨级可再生能源制氢示范项目相继投运。 电解水制氢技术呈五大趋势 海上风电无淡化海水原位直接电解制氢成功实现全球首次海试 低能耗 （二）储运技术 气氢储运技术向长距离、高压力、大容量发展 低温液氢储运核心装备逐步国产化 •首套10吨/天氢液化装置、首台民用液氢储运罐车下线、首个加氢站领域90MPa液氢汽化器通过试验，中国从氢液化到液氢应用的技术链条逐渐打通。 高压气氢储运技术持续向高压力、大容量升级 长距离纯氢、掺氢管道输送技术持续推进 •70MPa IV型储氢瓶的质量储氢密度达到6.8wt%，最高容积达到390L，相较已规模化列装的210L气瓶大幅提升。•国内厂商完成型式认证，初步具备批量化生产能力。 •乌兰察布-北京“西氢东送”纯氢输送管道示范工程批复建设，全长400多公里，是我国首个纯氢长输管道项目。•中石油宁东397公里天然气管道掺氢完成100天测试，掺氢比例达到24%。 管道输氢压力进一步增大，掺氢比例实现突破 镁基固态储氢实现量产 •镁基固态储氢材料具备吨级工程化能力，发布镁基固态储运氢车。 •国 家 管 网 通 过6.3MPa氢 气充装、9.45MPa管道爆破测试，掺氢比例突破30%。 （三）用氢技术 燃料电池技术性能指标不断突破，钢铁、化工行业氢能利用新技术装备加快研发示范 燃料电池主要面上性能指标达到国际先进水平 氢冶金实现百万吨工程示范，纯氢竖炉实现零突破 •河钢120万吨氢冶金示范工程一期、宝武湛江百万吨级氢基竖炉项目投产，每年可减排80、100万吨CO2。•中国钢研自主研发5万吨级纯氢竖炉实现工程示范。 •气体扩散层、质子交换膜等自主程度较低的关键材料和零部件性能水平加快提升。 十万吨绿色甲醇项目陆续投产，实现CO2综合利用 •多家企业（吉利、盛虹等）利用CO2捕集净化工艺，与焦炉气副产氢或光伏电解水制备所得氢气合成绿色甲醇，每年可减少CO215~16万吨。 氢能产业发展情况 （一）产业规模绿氢产业规模持续扩大，规划建设项目呈爆发式增长 ◼预计2024年我国绿氢建成产能将实现三倍增长。目前在建可再生能源制氢项目约80个，产能约84.7万吨/年，建设速度明显加快。 ◼我国绿氢建成产能迅速增长，电解水制氢全球领先。截至2023年12月，全国共建成电解水制氢项目58个，产能7.8万吨/年，较2022年底增长3.7万吨/年产能，约占全球已建成产能的60%。 （一）产业规模电解水制氢装备行业快速发展，碱性电解槽产能产量全球第一 ◼在绿氢项目带动下，电解槽出货量增长迅速。2023年国内电解水制氢电解槽出货量达1.2GW。同比大幅增长61%。 ◼我国电解槽产能迅速增长，实现规模翻倍增长。截至2023年底，国内电解水制氢设备厂商总产能达到38GW，同比2022年新增23GW以上。◼从产能区域分布看，国内电解水制氢设备厂商倾向于在东部地区设厂。产能分布于全国16个省份，华东、华北、华南地区产能合计占比88%，其中华东地区是国内电解水制氢产业主要集聚地。 ◼碱性电解槽国际竞争力显著提升。电解槽装备、产线开始向海外出口，氢能产业国际贸易取得突破。 ◼市场集中度有所下降。TOP5厂商市占有率合计为54%，同比2022年大幅下降25%。 （二）市场主体 氢能产业生态加快构建，企业数量和融资金额快速增长 ◼氢能企业数量爆发式增长。目前，我国氢能相关企业数量超过3000家，较2020年翻一番。 ◼大型企业加快布局氢能业务。近半央企（48家）、88家上市公司开展氢能相关业务，覆盖“制储输用”全产业链。 ◼一批拥有关键技术的创新性中小企业加快涌现。初步统计，已培育涉氢专精特新“小巨人”89家。 ◼我国氢能产业产融合作初步开展，主要用于技术研发与示范。2023年我国氢能企业共38家进行了融资，氢能领域股权融资投资约88亿元。从融资方向看，以氢能装备关键材料\零部件开发与氢燃料电池产业化为主。 （三）成本价格电解槽价格不断“下探”，高纯氢价格小幅下降 ◼燃料电池汽车示范城市群建设推动我国高纯氢价格下降，但下降幅度有限，截至2023年12月底，生产侧指数全国平均水平同比下降1.5元/公斤，消费侧指数全国平均同比降低1.3元/公斤。 ◼我国电解槽价格降幅明显，市场竞争激烈。碱性电解槽成交价格在1.41-1.79百万元/MW，比2022年下降约15%-20%；PEM设备价格为7.07-10.44百万/MW，对比2022年下降约20%-30%。 氢能示范应用情况 （一）燃料电池汽车 截 至2023年 底，我 国新 增 加 氢 站74座，累计达到428座，其中在营加氢站274座，总计加氢能力约20.8万千克/天，均为全球第一。 系统企业与整车企业匹配集中度较高 我国加氢站数量位居全球之首 来源：中国氢能联盟 （二）储能发电 现阶段我国燃料电池发电/热电联供装机规模较小，与美日韩等国差距较大 •现阶段我国运营项目91个，规模总计19.3MW，韩国已超过1GW，美日分别达550、336MW。 •项目覆盖23个省市自治区，浙江、山东、广东和辽宁是前四大集中区。•燃料电池类型以质子交换膜燃料电池为主，占比高达72.5%。•功能场景以燃料电池发电为主，占比为55.0%。 （三）工业领域 钢铁、化工行业加快绿色转型，氢冶金、氢基化工项目数量和投资规模持续增长 氢冶金总投资已超过500亿 氢能产业发展趋势展望 （一）氢能政策趋势 碳中和目标愿景下，产业变革和能源转型加快推进，氢能需求加速释放 可再生能源消纳压力逐步显现，氢能作为长时储能将发挥重要作用 碳达峰碳中和进入实现阶段性目标的重要关口期，氢能碳减排作用更加突出 欧盟率先设定氢能替代比例 •各国、各行业、各领域有望加快出台行业性氢能利用目标 （一）氢能政策趋势 发展氢能产业发展“1+N”政策体系逐步完善，产业发展环境进一步优化 推进新型工业化、发展新质生产力，为氢能产业发展带来新使命、新动力。2024年《政府工作报告》明确提出加快前沿新兴氢能产业发展。 目前氢能产业发展顶层设计已经初步形成，预计各部门、各地区将加快制定氢能相关配套政策措施。 财政支持更加有效 市场化机制加快探索 管理更加规范 •美欧大规模补贴绿氢生产，我国部分地方先行先试，探索形成电价补贴、绿氢生产补贴等多种支持方式。财政资金支持从以燃料电池汽车为主，逐步向上游制氢和下游其他应用领域拓展，带动引领作用更加突出。 •制氢和用氢项目碳减排方法学逐步完善，氢能碳减排交易项目加快落地。随着碳市场扩容、CCER重 启，氢 能 绿 色价值实现机制有望建立，为提高绿氢经济性提供有力途径。 •允许非化工园区制氢、取消氢能项目危化品管理要求、明确产业管理部门等地方经验做法有望在更大范围推广，氢能产业政策性制约将进一步破除。 （二）氢能技术趋势 技术路线百花齐放，部分产品加快从“能用”向“好用”转变 产业链各环节技术路线多元，不断有新技术、新工艺、新产品出现。 在技术攻关、示范应用的带动下，碱性电解槽、质子交换膜燃料电池等部分产品加快迭代升级，与国外产品差距逐渐缩小，发展目标从“能用”转向“好用”，对性能指标、性价比提出更高要求。 烷烃催化裂解可制备氢气与高增加值纳米碳材料（用于电池导电剂等），具有良好的发展前景。 利用 储运 制氢 •原料：石油炼化、合成氨、合成甲醇•燃料：发电、热电联供、高品质供热•动力：燃料电池车船、氨/醇动力船 •气态：20/30Mpa管束车、50/90Mpa站内储氢罐、35/70Mpa车载储氢瓶、2-4Mpa球形储氢罐、纯氢/掺氢管道•液态：低温/有机液氢、液氨/甲醇•固态：镁基固态储氢 •电解水：ALK、PEM、SOEC、AEM、无膜电解•烷烃催化裂解制氢•光解水•生物质制氢•垃圾制氢 可再生能源 •风电•光伏•… （三）氢能布局趋势 美国布局7个区域性氢能中心，加速清洁氢生产利用 我国黄河几字湾、松辽平原依托丰富的风光资源、充足的绿氢消纳空间、创新的产业支持政策，加快建设绿氢中心 •规划产能投资爆发。2023年内蒙古、吉林、黑龙江三地开启绿氢发展元年，新增绿氢项目规划投资分别达2364、621、417亿元，共占全国83%左右。 •项目建成后，预计清洁氢产量将超过300万吨/年，占美国2030年清洁氢生产目标的近三分之一。 •项目陆续落地投产。2023年内蒙古万吨级的纳日松光伏制氢产业示范项目投运，一