氢能产业链及应用领域有哪些？

氢能产业链初具规模，下游应用前景广阔。

1. 氢能覆盖制储运加用，产业链发展初具规模

氢能产业链涵盖制氢、储运、加氢和用氢等多个环节，各环节均有不同的技术路径和发展方向。 （1）源头：制氢环节。可以利用化石能源、工业副产气或电解水等原料进行制氢，电解水制氢作为清洁低碳的制氢方式，是未来的重点发展方向，具有广阔的发展前景。 （2）关键：储运环节。氢气运输可以采用道路车辆、铁路、船舶或管道等不同的运输工具和方式，我国已经掌握了压缩气体、液化气体和固态材料等多种运输技术，正向着规模化和高密度的方向发展，高压气态储氢和低温液态储氢已经步入商业化应用阶段。（3）桥梁：加氢环节。加氢站是连接供需两端的重要基础设施，需要考虑安全性、效率和成本等因素，我国加氢站技术已经较为成熟，加氢站数量居全球首位，但运营成本仍有待降低。（4）终端：用氢环节。氢能在交通、工业、电力、建筑等多个领域有着广泛的应用潜力，有助于实现能源结构优化、清洁低碳转型和碳中和目标的达成。

2. 氢能助力工业、交通、电力等多领域深度脱碳

目前氢能应用主要集中于工业和交通领域，未来有望助力建筑、发电和供热等多领域深度脱碳。据中国氢能联盟预测，到2060 年，中国氢气的年需求量将增至 1.3 亿吨左右，在终端能源消费中的占比约为20%。其中工业和交通领域将分别消耗 60%和31%的氢气，电力和建筑领域消耗 5%和 4%的氢气。多领域、多场景的推广应用将为氢能产业链的规模化、商业化发展提供持续动力。

（1）交通领域：氢燃料电池是需求主力

氢能在交通领域应用包括汽车、航空和海运等，氢燃料电池汽车是现阶段主要需求来源。“十四五”期间，中国氢能应用的需求增量主要来自于交通运输领域，氢燃料电池汽车的推广是关键驱动力。燃料电池汽车是一种以车载燃料电池装置产生电力作为动力的汽车，目前处于产业发展初期。燃料电池车能量转换效率可达 60%，是燃油或压缩天然气车效率的 2~3 倍。相较于纯电动汽车和传统燃油车，燃料电池汽车具有温室气体排放低、续航里程长、加注时间短、续航里程高等优势，发展潜力巨大。

国内氢燃料电池汽车高增速，市场空间广阔。根据中汽协数据，2022年全国氢燃料电车产销量量达到 3626 辆、3367 辆，再创新高，同比分别增长 104.1%、112.3%。根据《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》预测，到 2025 年我国氢燃料电池车辆的保有量将达到5 万辆左右，2030年保有量达到 10 万辆，据此测算 2023-2025 年期间氢燃料电池车辆保有量将达到 56%的年复合增长率。

乘用车占比较低，商业化之路机遇挑战并存。燃料电池汽车对低温性能有较高的要求，动力系统成本较高。受技术、成本、基础设施完备程度以及下游应用限制，燃料电池汽车的企业数量和市场规模较小，发展依赖政府补贴和政策扶持，尚未实现大规模推广。目前国家对燃料电池汽车产业的政策倾向于支持商用车的发展，国内市场的氢燃料电池车集中在客车和重卡等领域，乘用车占比不足1%。乘用车市场空间广阔，对燃料汽车而言机遇与挑战并存。

氢燃料电池在船舶、有轨电车等交通领域亦有广阔应用前景。船舶方面，2022 年 5 月，中国首个内河氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”开工建设，为中国首个获中国船级社(CCS)分类的氢燃料电池动力工作船；2022 年 8 月，辽宁省发布了《辽宁省氢能产业发展规划(2021-2025年)》，规划到 2025 年氢燃料电池船舶的保有量达到50 艘以上，到2035年保有量达到 1,500 艘以上，为氢动力船舶发展带来良好示范作用。有轨电车方面，2017 年广东省佛山市高明区推出中国首列氢燃料电池有轨电车；2022 年 10 月全球首辆氢动力胶轮数字轨道电车在上海下线，是中国首条氢动力中等运量的有轨电车线路，有效推动绿色公共交通网及绿色城市建设。

（2）工业领域：工业脱碳带来氢能需求增量

工业是碳排放的主要来源，双碳目标下对氢气需求将大幅增加。化石能源作为工业燃料，燃烧本身会释放二氧化碳，同时作为工业原料参与生产过程也会形成碳排放，因此工业也成为当前脱碳难度最大的领域之一。氢能作为清洁能源，其应用将助力工业脱碳。据中国氢能联盟预测，在氢冶金、合成燃料、工业燃料等需求推动下，预计2060 年工业部门对氢气年需求量将达到 7794 万吨。 氢在钢铁领域可应用于氢治金、燃料等多个方面，其中氢治金规模最大。传统高炉炼铁是以煤炭为基础的冶炼方式，煤炭燃烧碳排放占比高达70%，而氢治金通过使用氢气代替碳在治金过程中的还原作用，实现源头降碳。根据《中国氢能产业发展报告 2022》，预计到2030 年氢冶金产量可达 0.21-0.29 亿吨，约占全国钢铁总产量2.3-3.1%；到2050年氢冶金产量约 0.96-1.12 亿吨，对应氢气需求约852-980 万吨，其中83%将来自绿氢，以实现钢铁行业深度脱碳。

（3）电力与储能领域：氢能大有可为，降本空间较大

电力系统领域，氢能可以用于直接发电和燃料电池。氢能可以通过燃气轮机或燃料电池技术进行发电。燃气轮机利用氢气或氢气与天然气的混合气作为燃料，驱动电机发电。氢能发电机可以与制氢装置相结合，在用电低谷时段利用可再生能源电力电解水制氢，用电高峰时段再将储存的氢气转化为电能，实现电能的优化利用；燃料电池技术则是通过氢气与氧气(或空气)在电极间发生电化学反应，同时生成水和电能。燃料电池可应用于固定或移动式电站、备用峰值电站、备用电源、热电联供系统等发电设备。 当前氢能发电成本仍然较高，未来降本空间较大。当前燃料电池发电成本在 2.5-3 元/度，远高于其他常见发电形式，主要原因是质子交换膜、电解槽等核心设备依赖进口，叠加原材料铂价格较高，导致投资成本居高不下。未来伴随国产设备替代程度提升，技术迭代，成本存在较大的下降空间。