氢能与燃料电池产业作为清洁能源的重要组成部分,正日益受到全球关注,走进大众视野,也是未来可持续发展的重要解决方案之一,具有广阔前景。近年来,中、美、日、欧盟等全球各主要经济体纷纷出台氢能战略规划,氢能燃料电池领域亦成为行业新的投资热点。世界氢能与燃料电池产业博览会在顺应产业发展需求的背景下聚势召开。
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。
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作为推进“碳达峰、碳中和”的有效路径，氢能被推上了风口，尤其是在燃料电池领域。与电动汽车相比，氢燃料电池汽车在使用过程中消耗氢气和氧气，通过电化学反应发电，最后排出的是水，“零碳”是其最大优势。
2023氢燃料电池产业链需求量与投资前景
氢燃料电池被大众熟悉，离不开2022年北京冬奥会助力。冬奥会使用的氢燃料电池汽车约1000辆，是迄今为止全球最大规模的一次氢燃料电池汽车示范运营。
目前氢燃料电池汽车比普通电动汽车价格高出30%到50%，为了推动产业发展，近两年，上海、重庆、河南等地出台氢能相关政策，涉及氢能全产业链，并且补贴力度不小。某地出台的政策，给加氢站的补贴最高已达500万元，氢能投资更是最高有600万元的补贴。
中国氢能联盟分析，至2050年，氢能在我国终端能源体系中占比至少达到10%，氢气需求量接近6000万吨。其中，交通运输领域用氢2458万吨，约占该领域用能比例的19%;氢燃料电池车产量达到每年520万辆。
近年来，在氢燃料电池乘用车领域，广州、上海等地启动氢燃料电池网约车。有观点认为，网约车试点开启并常态化运营后，下一个要攻克的难题是氢燃料电池家用轿车的推广和普及。真正进入寻常百姓家，预计要到“十四五”结束后。乘用车燃料电池的市场拐点或在2025年左右到来。
根据中研普华研究院《2023-2028年中国氢燃料电池市场现状分析及发展前景预测报告》显示：
2021年我国氢气产量为3300万吨，同比增长32%，增速创历史新高。据《中国 2030年“可再生氢100”发展路线图》预测，2030年我国氢气的年需求量将达到3700万吨左右，可再生能源制氢产量约 770万吨，占比21%;2060年我国氢气的年需求量将增至1.0-1.3亿吨，其中，可再生能源制氢产量约0.75-1.0亿吨。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》预测，2030/2060年氢能将在我国终端能源消费中占比达到6%/20%。
我国于2022年发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确提出支持氢能全产业链发展。氢能产业正处于爆发前夜，未来将成为继光伏、锂电池汽车产业链后，5至10年内清洁能源中的中坚力量。
目前氢能的成本较高，使用范围较窄，氢能应用处于起步阶段。从结构上看，2019年氢气主要应用于化工领域的合成 氨、合成甲醇、炼化等，氢气用量合计占比84%，在建筑、发电和发热等领域仍然处于探索阶段(来源于《一文读懂氢 能产业》) 。展望未来，双碳背景下，化工等工业领域、以氢燃料电池车为代表的交通领域等将成为用氢主流。根据中国氢能联盟预 测，到2060年工业领域和交通领域氢气使用量占比将分别达到60%和31%。
技术成熟、成本较低的化石能源制氢是我国氢能产 业发展中前期的供氢主体;工业副产氢作为中期低成本过渡性氢源，在分布式氢源在市场中起到补充作用;氢能产业发 展中期，更加清洁、高效的可再生能源电解水制氢占比逐渐扩大，并逐步取代化石能源制氢成为市场供氢主体。
煤气化制氢是目前我国主流制氢方式。据中国氢能联盟统计，2019年煤制氢在我国氢源结构中占比高达63.5%。煤气化制氢技术的工艺过程包括煤气化、煤气净化、CO变换及氢气提纯等主要生产环节。具体来看，煤和氧气在高温气 化炉内发生反应生成合成气后，首先经过水煤气变换，一氧化碳与水蒸气发生反应生成更多氢气，再经煤气净化除去硫化 氢等杂质气体，最终经过变压吸附后得到高纯氢气。
煤制氢成本主要由燃煤成本、设备折旧等构成，其中，燃煤成本是主要 来源。根据我们测算，当5500大卡煤价在700元/吨时，煤制氢成本为 10.1元/kg，煤炭成本6元/kg，占制氢成本比重约60%。煤价是影响煤制氢成本的主要因素，根据我们测算，5500大卡煤价每降 100元/吨，将降低制氢成本0.9元/kg。
碳排放是制约煤制氢未来大规模应用的约束条件之一，而与CCS/CCUS技术结合对煤制氢的碳减排效果显著。碳捕集与 封存技术(CCS)可以将二氧化碳捕集分离，通过罐车等输送到适宜的场地封存，最终实现二氧化碳永久减排。而碳捕集 、利用和封存技术(CCUS)则是在CCS技术的基础上，将生产过程中产生的二氧化碳提纯后进行资源化再利用。根据《中国煤炭制氢成本及碳足迹研究》、 《中国煤制氢CCUS技术改造的碳足迹评估》 ，结合CCS技术可降低煤制氢 碳排放约50% ，结合CCUS技术则可降低约80%。
我国已具备大规模捕集利用与封存二氧化碳的工程能力。据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2021)》 ，中国CCUS技术项目遍布19个省份，已投运或建设中的CCUS示范项目约为40个，捕集能力300万吨/年。国家能源集团 鄂尔多斯CCS示范项目已成功开展了10万吨/年规模的CCS全流程示范。
从应用CCUS技术的经济性来看，根据我们测算，当5500大卡煤价在700元/吨时，煤制氢成本将增加7.3元/kg至17.4元 /kg，但相较天然气制氢(天然气价格>2.5元/方)和电解水制氢仍有优势。根据《中国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS) 年度报告(2021)》预测，第二代捕集技术突破后，其能耗和成本将比第一代技术降低30%，按此测算，则CCUS技术成本 将下降30%至5.6元/kg，煤制氢成本将下降至15.8元/kg。
天然气制氢是目前全球最主要的制氢方式，据绿色能源统计，在全球每年约7000万吨的氢气产量中约48%来自于天然气 制氢。与煤制氢相比，天然气制氢初始设备投资低、二氧化碳排放量小、氢气产率高，是化石原料制氢路线中理想的制 氢方式。天然气制氢主要分为蒸汽转化制氢、部分氧化制氢、催化裂解制氢、自热重整制氢四种类型。其中，天然气蒸汽转化制 氢技术最为成熟，是当前天然气制氢的主流技术路线。
以应用最为广泛的天然气蒸汽转化制氢为例，天然气制氢的工艺路线为：天然气经脱硫装置净化后，在高温转化炉中与 水蒸气发生反应生成由氢气、一氧化碳等气体组成的合成气。合成气中的一氧化碳经过水气变换转化为二氧化碳并产生更 多的氢气，最终合成气经变压吸附后可得到高纯的产品氢气。
随着氢燃料电池行业竞争的不断加剧，大型企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内外优秀的氢燃料电池企业愈来愈重视对行业市场的分析研究，特别是对当前市场环境和客户需求趋势变化的深入研究，以期提前占领市场，取得先发优势。正因为如此，一大批优秀品牌迅速崛起，逐渐成为行业中的翘楚。中研普华利用多种独创的信息处理技术，对氢燃料电池行业市场海量的数据进行采集、整理、加工、分析、传递，为客户提供一揽子信息解决方案和咨询服务，最大限度地降低客户投资风险与经营成本，把握投资机遇，提高企业竞争力。
《2023-2028年中国氢燃料电池市场现状分析及发展前景预测报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。
