氢能全产业链：制氢、储运、加注、用氢端燃料电池空间巨大

ForceInstitute 2024-04-02

根据中国氢能联盟研究院，预计到 2050 年全球氢气需求量将达到 6.6亿吨，其中中国约为 1.95 亿吨（2022 年仅 0.35 亿吨）。

l 氢能产业发展提速，设备端有望优先受益。

1）氢气作为清洁能源，在碳中和愿景下需求较大：

根据中国氢能联盟研究院，预计到 2050 年全球氢气需求量将达到 6.6亿吨，其中中国约为 1.95 亿吨（2022 年仅 0.35 亿吨）。

2050年中国氢气需求量将达到 1.95 亿吨（单位：百万吨/年）

2）设备降本是氢能突围的关键之一：当前氢能产业受成本制约，在无补贴情况下，氢价及燃料电池汽车成本高于锂电及燃油车，其中设备成本在各环节中占比较高（根据测算，大安风光制氢项目中电解槽占总投资成本24%；加氢站建设中设备成本占比 71%；氢能重卡中燃料电池成本占比 52%）；因此，通过政策推动及产业端的规模效应实现设备降本，是氢能产业链提高经济效益，实现产业突破的关键。

预计电解槽 2024—2025 年市场增量空间约为178 亿元

3）央地出台多项政策推动氢能行业发展，按地方目标统计，到2025 年全国将建成加氢站超 1000 座，燃料电池汽车超 11 万辆，加氢站设备、燃料电池等迎来投资机会。

氢能产业链涉及装备众多

l 制氢端：绿氢潜力巨大，电解槽为核心设备。

2022—2023年电解槽出货量 TOP10 名单变化较大

1）灰氢：化石能源制氢设备拓展过程中，主要受益方为提纯设备，包括 PSA 装置（昊华科技）、深冷分离（杭氧股份、中泰股份）。

2）蓝氢：在化石能源制氢基础上增添碳捕集设备，至 2025 年需增设年捕集量 2000 万吨的 CCUS 设备，核心动力装置为螺杆压缩机，厂商主要包括冰轮环境、冰山冷热。

3）绿氢：国际氢能委员会预计到 2050 年绿氢将占氢气总产量的 60%~80%，当前通过水电解制取，电解槽为反应场所，势银（TrendBank）预计 2024~2025 年新增装机量分别为 4.8GW、8.2GW，按均价计算分别达到 66 亿元、112亿元。根据高工氢电，2023 年出货量 Top5厂商分别为派瑞氢能、隆基氢能、考克利尔竞立、华电重工及航天思卓，合计市占率达 54%。

制氢端以化石能源制氢为主（2022 年）

对比四种技术路线的优劣，ALK 成本更低，PEM 启停灵活，SOE 与AEM 尚有技术难题。

1）ALK：电解槽已实现国产化，电极材料为镍或镍合金，装置成本较低，寿命长达15 年，易于实现大规模制氢；而其缺点为能源转化效率低、碱液不环保、占地面积大，尤其是装置启停时间过长（往往长达数十分钟），不适用波动电源，故与可再生能源电力的适配性较差，因此大部分单一的碱性水电解制氢技术还是以稳定的电网电力制氢为主。

2）PEM：工作电流密度更大，因此设备体积相对较小，启停速度快，但其需要用铂和铱等贵金属做催化剂，质子交换膜也主要依赖于进口，整体成本高昂。

3）SOE：是目前制氢效率最高的技术，但工作温度高，寿命较短，且设备启停不便。

4）AEM：是近两年为了解决ALK和 PEM 存在的缺点而研发的新技术，电解质采用了比 ALK 浓度低的弱碱性溶液和固体电解质（聚合物）膜，电极采用了较 PEM 价格更低的镍基或钛材料，但目前阴离子交换膜的服役寿命和离子电导率尚需攻关。

l 储运端：关注高压储氢瓶、氢液化装置。

储运和加注环节主要设备包括高压储氢瓶、压缩机及加氢站集成设备

四种储运路径适用场景不同

1）长管拖车适用于 200km以内的小规模运输，主要储存设备为高压气态储氢瓶；高工氢电预计 2025 年站用储氢瓶市场规模将达到5.6亿元，车载储氢瓶市场规模达到 34 亿元，主要玩家包括中材科技、中集安瑞科、京城股份、亚普股份、兰石重装、科新机电等；其中储氢瓶阀门成本占比约8.1%，对应 2025 年市场规模 2.8 亿元，主要玩家包括鲲华科技、舜华新能源及富瑞阀门等；

2）低温液氢适用于 200km以上的大规模运输，液化过程成本较高，核心设备为包含压缩机、膨胀机在内的液化装置，当前国产民用设备实现突破，相关公司有中科富海、航天六院101 所、中泰股份等。

3）输氢管道初始投资巨大但更具经济性，石化机械、国家管网、东宏股份等在管材、材料等领域发力以克服“氢脆”难题。

管道输氢相关设备及产业链

l 加注端：加氢站集中建设，集成设备（含压缩机）放量在即。截至 2023 年底，我国已累计建成加氢站 407 座，我们根据各省级地区提出的氢能发展目标测算，未来两年集成设备增量市场空间至少为 69.18 亿元（含站用储氢瓶），其中压缩机为 29.23 亿元。国内加氢站集成设备商主要有国富氢能、海德利森、舜华新能源、氢枫能源、中集安瑞科等，氢压缩机设备商主要包括开山股份、石化机械等。

加氢站集成设备/压缩机市场众多

加氢站设备主要包括压缩机、加氢机及固定储氢设施，这三大设备的性能参数决定了

加氢站的整体加注能力和储氢能力。

1）压缩机：作为加氢站内的核心设备，承担了氢气增压的重要作用。国内加氢站常用的氢气压缩机主要有隔膜式压缩机、液驱式压缩机、离子液压缩机。

2）加氢机：为氢燃料电池汽车的车载储氢瓶进行加注，基本部件包括箱体、用户显示面板、加氢口、流量计、阀门、安全系统等；由于加氢机加注时存在“焦耳-汤姆森效应”，会导致氢气温度上升，因此加注过程中防止氢气温度不断升高时加氢机的关键性能之一。

3）固定储氢设施：目前国内建成或在建的加氢站主要采用高压储氢瓶组和高压储氢罐，储存系统的工作压力越高或该工作压力与氢燃料电池汽车充氢压力差越大，氢燃料电池汽车充氢时间越短；从压力范围看，目前国内加氢站的加注工作压力通常分为35MPa和 70MPa 两个等级，其中 35MPa 加氢站通常采用最高储氢压力位 50MPa 的储氢罐，70MPa 加氢站通常还要增设最高储氢压力位 103MPa 的储氢罐。

l 用氢端：燃料电池空间巨大，氢燃气轮机逐渐突破。