綠氫作為一種清潔無污染的能源形式，是通過可再生能源（如太陽能、風能等）驅動電解水過程而獲得的氫氣，其顯著特點在于燃燒后唯一產物為水，從而在根本上實現(xiàn)了二氧化碳的零排放，堪稱純粹的綠色新能源。近年來，這一綠色能源在清潔能源市場的應用日益普及，極大地促進了相關行業(yè)的快速增長，展現(xiàn)了其廣闊的發(fā)展前景與巨大的市場潛力。

一、綠氫行業(yè)概述

電解水技術作為綠氫生產的核心途徑，涵蓋了堿性電解、質子交換膜（PEM）電解、陰離子交換膜（AEM）電解以及固體氧化物電解（SOEC）四種主要類型。其中，堿性電解水制氫技術已臻成熟，并成功邁入了工業(yè)化生產階段，其未來發(fā)展將聚焦于提升產能規(guī)模、增強能效以及智能化升級。

相比之下，PEM電解水制氫技術當前面臨的主要挑戰(zhàn)在于成本控制與設備壽命的延長，這要求我們在電催化劑、膜電極等關鍵技術組件上進行深入研發(fā)與優(yōu)化，以期突破瓶頸。SOEC技術的研究焦點則集中在高性能電極材料、先進電解質的開發(fā)上，同時致力于設計能夠承載大功率輸出的電堆系統(tǒng)，以滿足日益增長的市場需求。而AEM電解水制氫技術，則專注于提升陰離子交換膜的效率與穩(wěn)定性，并積極探索新型催化劑的研制，以降低整體生產成本，推動該技術的商業(yè)化進程。

二、綠氫產業(yè)鏈全景

綠氫行業(yè)產業(yè)鏈上游為制氫環(huán)節(jié)，主要包括金屬制品（電解槽槽體、催化劑、雙極板）+化學產品（隔膜、密封墊片）+非金屬礦物制品（碳材料）→電解槽（最核心設備）、電氣機械和器材+儀器儀表+計算機等其他設備，產業(yè)鏈上游制氫備（電控設備）、通用設備（水循環(huán)設備、氣體處理設備、其它輔助設備）、土建（廠房和土地）；產業(yè)鏈中游為綠氫儲運和加注環(huán)節(jié)，主要包括儲運（高壓氣氫拖車、儲氫罐、液氫槽車、管道氣氫）、加氫站（加氫機、卸氫機、壓縮機、站控系統(tǒng)、管道及閥門、儲氫瓶組、氮氣匯流排）；產業(yè)鏈下游為應用環(huán)節(jié)，主要包括交通（燃料電池汽車、航空燃料等）、工業(yè)（合成綠氨、合成綠甲醇等）、發(fā)電（天然氣摻氫等）、建筑領域（微型熱電聯(lián)供等）。

1、上游

除了通過優(yōu)化電價結構和降低電解槽成本來減少綠氫的生命周期成本（LCOH）之外，政府的綠氫項目補貼以及碳交易市場的成本考量也是提升綠氫經濟性的關鍵因素。中國碳排放交易體系獨具特色，結合了碳排放配額（CEA）與核證自愿減排量（CCER）兩種機制。在可再生能源制氫領域，CCER項目的開發(fā)以煤制氫和天然氣制氫為基準線，這兩種傳統(tǒng)制氫方式的碳排放量分別高達每噸氫產生19噸和9噸二氧化碳。

以一座5MW電解槽為例，其年產量約為180噸綠氫，同時能帶來顯著的減排效果，換算成CCER減排量可達1,620噸至3,420噸，具體取決于所采用的基準線。按照2023年11月CCER的中間交易價格68.89元/噸計算，這座電解槽每年可實現(xiàn)的額外收益介于11.1萬元至23.6萬元之間，相當于電解槽折舊成本的30%至60%得到回收。

值得注意的是，2023年10月底，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的最新政策動向預示著化工、冶金等行業(yè)將加速納入碳交易市場，這一舉措不僅推動了CCER交易的重啟，還刺激了碳市場價格自2023年6月起持續(xù)上漲，至10月時日均收盤價已攀升至80.37元/噸。盡管如此，相較于國際水平，中國的碳價仍處于低位，預示著未來存在顯著的上漲空間。隨著碳交易價格的逐步攀升，綠氫的經濟性有望進一步得到增強。這不僅為綠氫產業(yè)的發(fā)展注入了新的動力，也凸顯了其在推動能源結構轉型和應對氣候變化方面的重要作用。

2、中游

數(shù)量增長：根據(jù)調研報告指出，中國加氫站的建設步伐持續(xù)加快，截至2024年6月底，全國范圍內已建成加氫站總數(shù)達到426座，其中僅2024年上半年就新增了19座?；仡欉^去，2017至2019年間，中國加氫站建設經歷了爆發(fā)式增長，年均增長率驚人地超過了130%。隨后，在2020至2021年間，這一增速雖有所放緩，但仍保持在年均70%以上的高水平，不過近年來增速有所回調。

區(qū)域分布：目前，中國加氫站的建設呈現(xiàn)出廣泛而多點的布局特點，幾乎覆蓋了全國所有省份（除西藏外）。其中，廣東省以68座加氫站的數(shù)量領跑全國，山東等七個省份的加氫站數(shù)量也均超過了20座。此外，北京等七個省市的加氫站數(shù)量介于10至20座之間，而其余地區(qū)的加氫站數(shù)量則相對較少，均不足10座。

站點類型與現(xiàn)狀：截至2024年6月底，中國的加氫站根據(jù)日加氫能力可大致分為兩類：日加氫量1噸以下的站點有258座，占據(jù)了總數(shù)的60.56%；而日加氫量1噸及以上的站點則有168座，占比39.44%。進一步細分，日加氫量在1至2噸之間的站點數(shù)量最多，達到139座，占比高達82.74%；2至3噸/天的站點有17座，占10.12%；超過3噸/天的站點則為12座，占7.14%。盡管加氫站正朝著更大噸位的方向發(fā)展，但能提供高加注壓力（70MPa）的站點卻僅有3座，且這一類型的站點數(shù)量還在減少，目前市場上以35MPa加注壓力的站點為主流。值得注意的是，綜合能源站在日加氫量2噸及以上的站點中占據(jù)了34.48%的比例，這主要得益于其相對簡化的審批流程。與全球乘用車加氫站的發(fā)展趨勢不同，中國的加氫站建設更加側重于商用車領域，特別是重型卡車，這與中國汽車行業(yè)向大噸位、高效率方向發(fā)展的趨勢相吻合。

3、下游

由市場調研機構進行披露，在2023年，中國全年氫氣消費總量達到了約3,549萬噸，這一數(shù)字僅占國內終端能源消費總量的不足4個百分點，其主要應用領域集中在工業(yè)部門，且超過90%的氫氣被用作工業(yè)原料。展望未來至2060年，預計氫能在中國能源消費結構中的地位將顯著提升，其消費規(guī)模預計將大幅增長至8,580萬噸，屆時將占據(jù)終端能源消費總量的近12%。在消費結構方面，工業(yè)用氫的占比將有所減少，降至58%，而交通部門對氫能的需求將顯著增長，占比提升至33%。此外，建筑、發(fā)電、農業(yè)等其他領域對氫能的利用也將有所增加，共同占據(jù)約9%的市場份額。同時，氫氣的原料用途占比將有所調整，預計將下降至60%以內。

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