CIC灼识咨询中国氢能行业蓝皮书©2023ChinaInsightsConsultancy.Allrightsreserved.Thisdocumentcontainshighlyconfidentialinformationandissolelyfortheuseofourclient.Nopartofitmaybecirculated,quoted,copiedorotherwisereproducedwithoutthewrittenconsentofChinaInsightsConsultancy.灼识咨询是一家知名咨询公司。其服务包括IPO行业咨询、商业尽职调查、战略咨询、专家网络服务等。其咨询团队长期追踪物流、互联网、消费品、大数据、高科技、能源电力、供应链、人工智能、金融服务、医疗、教育、文娱、环境和楼宇科技、化工、工业、制造业、农业等方面最新的市场趋势，并拥有上述行业最相关且有见地的市场信息。灼识咨询通过运用各种资源进行一手研究和二手研究。一手研究包括访谈行业专家和业内人士。二手研究包括分析各种公开发布的数据资源，数据来源包括中华人民共和国国家统计局、上市公司公告等。灼识咨询使用内部数据分析模型对所收集的信息和数据进行分析，通过对使用各类研究方法收集的数据进行参考比对，以确保分析的准确性。所有统计数据真实可靠，并是基于截至本报告发布日的可用信息。若您希望获取CIC灼识咨询的详细资料、与灼识建立媒体/市场合作，或加入灼识行业交流群，欢迎扫码、致电021-23560288或致函marketing@cninsights.com。1中国氢能行业概览2中国氢能行业竞争格局分析3附录3中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录氢能产业布局成为未来低碳经济转型重点发展方向，投资主线关注产业链重点环节与商业化突破口，具备商业化前景与技术壁垒的标的公司具有可投资性宏观市场中观行业微观标的具有可投资性具有广阔的发展空间产业链重点环节与商业化突破口“双碳”战略目标背景下，氢能产业布局成为未来能源结构优化和低行业特征碳经济转型重要发展方向1•中央分阶段发展规划行业关键成功因素1•面向汽车行业应用，商政策引导•示范城市群落地场景商业化前业化前景明确•财政扶持产业规模化提持续资源投入保景明确作用强持市场领先地位•下游燃料电池汽车投放高成本经济性规模增长与供应商和下氢能产业生态持续丰富支撑2•产业规模化发展关键技游产业保持良2•与主流车企建立稳定合十数万亿元产业链市场空间技术瓶颈术核心零部件国产产业链资作关系好关系源整合能•政策支持氢能产业推广验证及长期规划持续攻关•电堆寿命、高功率区间力强•一体化零部件供应体系•氢能产业链技术瓶颈取得突破性能长期提升市场布局的•相关配套设施及市场转化机制持续完善先发优势33成本结构•核心部件成本结构集中领先的技术研•行业发展初期建立规模核心部件现行补贴周期难以扭转发水平具备先发化优势集中优势•盈利潜力行业领先应用场景拓宽交通运输4•产业环节资源禀赋、应4•研发实力雄厚工业脱碳区域性特用场景区域分布，氢能建立技术•生产运营效率与产品质开发应用成本新能源网络产业集群呈现类似特征壁垒与创经济性提升…点强新属性量领先•技术迭代开发更高功率区间产品行业特征标的公司优势资料来源：灼识咨询4中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录氢能行业股权融资规模稳步上升，早期阶段投资活跃，热门赛道与产业链各板块均有分布，市场信心逐步提振氢能行业股权融资数量和金额，2019-2023Q1-Q32022年至今氢能行业股权融资情况，分融资轮次亿元人民币融资数量笔轮次Pre-A和IPO和增200融资金额天使轮A轮B轮C/D/E轮战略资扩股46501504026321002830207420504041101315020192020202120222023Q10-Q3•2019年以来，氢能行业股权融资金额逐年•2022年至今氢能行业股权融资集中于早期轮次，同时产业链中游燃料电池相关标的成为氢能行业焦点上升，虽然2022年股权融资数量有所回落，•随着亿华通港交所上市成为首个A+H氢能源概念股、国氢科技B轮融资45亿元创下纪录并成为估值目前2023年前三季度股权融资数量表现良好，预计2023年相较2022年有所提升130亿元的独角兽企业，氢能行业市场信心逐步恢复，预期2023年氢能行业股权融资整体呈现较为乐观态势注：不包括未披露融资金额的融资事件资料来源：灼识咨询5注：包括IPO进心中的企业中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录氢能是指利用氢气作为媒介的能源形式，具有来源广泛、绿色低排、产储稳定、能量密度高等优势，是实现双碳目标的一种关键工具，有助于推动我国构建更清洁、更可持续的能源体系氢能优势分析•氢气在多个领域中有广泛的用途，包括焊接和切割、金属矿物冶炼和还原、氨气生A•氢到元地素球分总布原广子泛量，的按17原%子数量算，氢大约占B•氢气制备手段多样，制氢能源如化石燃料和H2产、半导体蚀刻、燃料和能源媒介等。来源广泛风光电能源充足氢气燃料电池绿色低排产氢端：低排/零排CO2用氢端：零排H2氢能氢能是指以氢气作为能源媒介，可通生产和储运稳定过氢燃烧或燃料电能源储产量稳定，运输中能量不受风光条损耗较电能建筑池等技术将其转化存和电件限制更小供暖为动力或热量力生产生产侧运输侧航天能量密度能源类型燃烧效率热值，kJ/g燃料高氢气57%-62%14325%-60%24-55H2化石燃料更优氢能行业•氢能行业致力于研究、开发、推广和商业化利用氢能技术，以减少碳排放、推动可持续能源发展。注：热值指单位质量（或体积）燃料完全燃烧时所放出的热量，是表示燃料质量的一种重要指标资料来源:AirQualityEngineering，灼识咨询6中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录双碳背景下各国家地区积极谋划氢能产业战略布局，目前中国氢产量居世界首位，但在发展质量上尚存在提升空间，为此各地政府围绕宏观规划纷纷设立氢能发展目标规划，有望进一步提升我国氢能产业的发展水平全球及中国能源结构中氢气占比，2000-2050E中国氢能行业发展现状分析单位：%全球平均中国1512.8%氢气产量产业发展技术自有情况制氢结构10.0%106.5%6.5%8.6%9.0%2050E•中国已成为全球•中国氢能产业尚•受国外技术壁•制氢方面主要产6.3%6.5%7.5%最大的氢气生产处示范应用和商垒限制严重，出由化石能源得5201020202030E国业模式探索阶段，关键设备、材到的灰氢，产业4.5%产业生态尚未全料依然大量依链绿色升级尚存面建立赖进口壁垒02000世界各国家/地区氢能发展目标举例中国国家级和省级氢能发展目标举例地区时间名称主要内容国家级多元产业体系形成氢能产业发展中产业体系2035长期规划2030较为完备2023年《国家清洁氢能2030、2040和2050年美国内氢2025产业布局6月战略与路线图》需求将分别升至1,000、2,000（2021-2035年）较为完善可再生能源制氢和5,000万吨/年省级广泛应用可再生能源制氢在美国终端能源消费中的可再生能源制氢量比重明显提升达到10-20万吨/年2022年《RepowerEU2030年实现自产和进口各1,0003月规划》万吨/每年的可再生氢目标欧盟2020年《绿色增长战略》2万0吨30/年年实，现20国50内年氢达产到量2,达00到0万300省级单位发布时间产值或者产氢量目标12月吨/年产值北京市2021年8月到2025年，京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1,000亿元以上日本目标上海市2022年6月到2025年，氢能产业链产业规模突破1000亿元辽宁省2021年12月到2025年，全省氢能产业实现产值600亿元2020年《促进氢经济和提出2050年实现进口氢替代进产氢青海省2022年12月到2025年，绿氢生产能力达4万吨左右2月氢安全管理法》口原油的目标量目内蒙古自治区2021年7月到2025年，绿氢制取能力达到50万吨/年韩国标宁夏回族自治区2022年5月到2025年，可再生能源制氢量达到8万吨以上资料来源：美国能源部，欧盟委员会，日本经济产业省，韩国国会，中国发7改委，各省发改委，BPplc，灼识咨询中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录氢能行业产业链长，且参与方众多；上游氢能制备储运技术进步与氢能基础设施完善以及下游政策扶持带来的交通运输方面的需求增长是中游产业的基础氢能行业产业链，中国，2022年上游中游下游灰氢制取蓝氢制取绿氢制取燃料电池系统集成商用车乘用车氢交气制通备燃领料燃料电池电堆域船舶航空航天电轨道交通工程机械气态储运液态储运固态储运池系氢统气储氢气供给系统空气供给系统建筑热电联供领域运绿氢化工加氢站设备制造加氢站建设运营碱性电解槽PEM电解槽工业领域氢电气解加分布/固槽定式储能站能源注领域资料来源：灼识咨询8中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录目前中国氢能行业市场规模已超五千亿元人民币，预计到2027年中国氢能行业规模接近全球一半，中国氢能行业的发展很大程度上立足政府的扶持和推动，包括宏观层面的氢能发展规划以及执行层面的财政补贴氢能行业市场规模，产值口径，中国及全球，2018-2027E中国氢能行业驱动因素分析单位：亿元人民币1政府驱动复合年均增长率复合年均增长率1.1政府规划产量目标1.2政府提供财政补贴氢能处于行业发展早(2018-2022)(2022-2027E)期，长期来看有利于•21-22年期间，各省发改委•财政部分别在燃料电池汽车推我国双碳目标达成，中国19.7%26.2%纷纷出台氢能发展规划，将广应用和氢能供应两个领域给因此政府是现阶段我全球16.2%18.9%氢能产业发展目标细化到加予示范城市群补贴，降低氢能国氢能行业发展最主氢站数量、燃料汽车保有量、产品价格，提振氢能下游需求要的推动者之一40,000氢气产量等可量化指标2.3国产化进程加速，34,3372氢能供给成本下降降低设备成本30,0002.1规模化量产，降低2.2氢气基础设施完善，•催化剂、质子交换膜、氢气生产成本降低运氢、加氢成本碳纸、空压机及氢气循20,000环泵的国产化是氢能相•产氢项目的规模化有利于氢•运氢端，氢气管道运输建设，关设备成本下降的主要16,513气生产设备成本和建设成本单位容量氢气运输成本更低因素14,467的摊销，有助于进一步降低用氢成本•加氢端，加氢站等设施的建设完善有助于解决加氢难加氢贵的问题10,0007,9323氢能需求提升2,5145,1532027EH23.1氢能优势凸显3.2政府直接购买3.3下游场景扩张0202248.1%35.6%•随着化石燃料等其他能源价•政府直接作为下游客户直接采•未来随燃料电池功率和2018格持续攀升，且碳排放问题购下游产品，比如部分城市公寿命的进一步提升，氢日益成为全球重要议题，氢交车、城市环卫车、示范社区能在船舶、轨交、氢储中国占全31.7%能将成为更加主流的能源解氢能供暖等能等场景有望进一步横球的比重决方案向扩张资料来源：中国氢能联盟，IEA，灼识咨询9中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录在双碳政策引领下，氢能行业正受到国央企、金融机构以及其他民企的广泛关注，未来，随着氢能在能源结构占比不断提升，我国氢能行业将朝着技术国产化、制氢清洁化和用氢多元化的方向发展氢能行业发展各方布局现状氢能行业未来发展趋势央企积极布局氢能领域国央企积氢能在能关键技术•在双碳目标的推动下，中国能源产业将逐渐迎来重大极布局源结构中国产化自转型。由于氢能具有能量密度高、全环节低碳排甚至•国家电投、国家能源集团、中国石油、中国占比提升零排放的优势，其在我国能源结构中的占比预计将持石化、中国海油等央企直接参与制氢、加氢、金融机构有化续上升。这一趋势将推动中国能源结构朝着更清洁、装备制造等环节的研发生产，这表明政府对提供资本H2更可持续的方向发展，最终实现双碳目标氢能技术的支持和重视，央企的介入将大大制氢清洁推动氢能产业的发展支持用氢多元化•中国正在积极推进电解槽、燃料电池电堆等关键技术化的国产化和自主创新，自主技术将能够有效降低氢能金融机构、投资基金等纷纷参与氢能布局新能源民产业成本，更好地满足国内需求，并有望使中国氢能企入局企业在国际竞争中占据有利地位•国家开发投资银行、中国国际金融公司以及省级投资基金布局氢能行业，为氢能行业的•未来，绿色低排电解水制氢技术将逐步成熟完善，并研发投入提供了重要的资金支持，为行业发引领全球氢能源产业的发展。这一趋势将推动氢能源展进一步增强了资本支持的成本下降，推动其在多个领域应用落地新能源民企参与布局氢能产业链•除目前大热的燃料电池汽车之外，氢气作为能源储存将在中国能源行业中迅速崭露头角。这一趋势将有助•多元化的参与将丰富氢能行业竞争格局，促于解决可再生能源波动性的问题，实现能源供应的可进技术的创新和市场竞争，有助于提高中国持续性和可靠性，推动中国能源储存行业呈现快速增氢能产业的国际竞争力长的趋势。资料来源：灼识咨询10中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录根据制取及碳排放量不同，制氢可分为绿氢、蓝氢、灰氢三种，现阶段由于我国煤炭资源丰富，灰氢成本低，灰氢是主要的氢气制取方式，但灰氢碳排放较高，未来低碳零碳的蓝氢和绿氢将会成为重点发展的制氢方式氢气分类绿氢绿氢定义：绿氢是完全利用可再生能源电力对水进行电解制取的零碳排放氢气，主要技术难点在于进一步提升电解制氢的系统效率，代表着氢能产业可持续发展的未来方向碳属于绿氢的制氢方式：排碱性电解（ALK）制氢、质子交换膜电解（PEM）制氢、固体氧化物电解（SOEC）制氢、阴离子交换膜电解（AEM）制氢等放蓝氢蓝氢定义：蓝氢是在化石燃料制氢过程中配置CCUS技术实现大规模碳捕集与封存的低碳氢生产途依径，与直接制氢相比，蓝氢减少了90%以上的碳排放量，是氢能产业向低碳可持续发展的重要过渡技术次属于蓝氢的制氢方式：天然气蒸汽重整制氢、天然气热化学裂解制氢、煤气化制氢+CCUS、煤制氨制氢+CCUS、石油制增CCUS氢+CCUS等加灰氢定义：灰氢是直接从煤等化石燃料中生产氢气的过程，没有采取任何碳捕集或减排措施，过程中的大量二氧化碳排放会造成严重环境影响，属于高碳的“脏氢”，目前灰氢的主要生产方式是煤灰氢的气化制氢，这是商业化最成熟的煤基制氢途径属于灰氢的制氢方式：煤气化制氢、天然气无捕碳制氢、煤制甲醇制氢、煤制氨制氢、石油制氢等注：颜色由浅至深表示碳排放量越高资料来源：灼识咨询11中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录2022年中国年氢气产量3,781万吨，占全球37.1%，与全球制氢结构相比中国凭借丰富的煤炭储量目前以煤制氢为主，未来随着“双碳”政策的实施以及对清洁能源的需求增加中国将持续增加更加清洁的制氢方式比例中国氢气产量，2018-2027E中国制氢结构，以产量为口径，2022年单位：万吨+12.3%6,7400.7%煤制氢9,000天然气制氢19.0%工业副产制氢6,0000.2%电解水制氢其它制氢方式3,0002,100+15.8%3,78118.1%62.0%020192020202120222023E2024E2025E2026E2027E2018全球氢气产量，2018-2027E全球制氢结构，以产量为口径，2022年单位：万吨20,000+7.3%14,5000.7%煤制氢天然气制氢15,000+11.9%18.0%19.0%工业副产制氢0.3%石油制氢10,000其它制氢方式10,2005,0006,5000中国氢201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E62.0%气产量占全球32.3%37.1%46.5%比重资料来源:国际能源机构，中国氢能联盟，灼识咨询12中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录绿氢可有效降低碳排放，推动可持续发展。中国政府致力于应对气候变化，通过大力发展绿氢技术，实现能源转型，提升能源结构的环保可持续性，同时促进新能源产业发展，推动经济转型升级氢气制备方式对比分析制氢方式原理优点缺点工艺痛点发展趋势原料来源广泛，环保氢气产率较低,工艺系统复杂提高稳定性和活性1绿氢使用光催化剂对水直接进行光发展技术发展，推进工业化照分解；利用生物工程菌通过和商业化应用-光解水、生物质能等发酵分解生物质生成氢气制氢方法碱性电解在碱性溶液中通电分解水生成成熟可靠，设备成本低电解效率较低，电力消耗大碱液浓度管理困难、电极需适合大规模中央制氢，成本氢气要耐受碱性环境有望进一步下降质子交换通过质子交换膜进行水的电解电解效率高，可压缩氢电解堆成本较高，需使用贵质子交换膜的稳定性和寿命模块化设计，可规模化分散膜电解金属催化剂难以长期稳定运行应用制氢气运行成本高，使用寿命有限阴离子交换膜易老化，使用开发新型阴离子交换膜，提2绿氢阴离子交电解池中设置有阴离子交换膜，电解效率高，纯度高，寿命短高膜的导电性、选择性和稳-电解水制氢定性换膜电解可以阻隔氢气和氧气的混合安全性强固体氧化高温条件下，利用固体电解质电解效率高，可直接输工作温度高，热绝缘和材料电解质的长期稳定性较差简化系统，降低工作温度物电解进行水或水蒸气的电解出高压氢气要求高3蓝氢焦炉气制收集焦炉煤气，进行脱硫精制综合利用副产气,减少排气量不稳定,制氢成本较高脱硫工艺的不稳定影响制氢积极开发焦炉气综合利用,提-工业副产制氢氢后蒸汽重整制取氢气放能耗高、环境污染大升经济性氯碱制氢电解食盐水制氢制氢原料低廉,可与主业需要处理回收的氯气提升电解效率，改进氯气处产品补贴理及综合利用煤制氢煤进煤行气气提化纯反生应成生氢成气合产成品气,经煤成储本丰较富低、、产技量术丰成富熟、CO2排放量大，后处理复杂合成气制取有提限纯氢工艺效率研发清洁实高现效低的碳煤转制型氢技术，4灰氢天然气制对甲烷进行蒸汽重整反应得到原料纯度高,工艺成熟,制受资源供给的局限性合成气中CO进一步转换提纯持续优化制氢系统效率，降-化石燃料制氢氢石油资源的可持续性存疑合成气并提纯氢气氢效率高氢的能效低成本石油制氢对石油进行、催化、氧化、加成本较低提高轻烃裂解和合成气转换简化工艺路线，与石油炼制压、热裂等技术处理提取含氢制氢的选择性相结合实现高效制氢合化合物资料来源：灼识咨询13中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录电解水制氢主要技术路径包括ALK、PEM、AEM和SOEC四种；其中，ALK和PEM已进入商业化阶段，且ALK占据市场主流，而SOEC和AEM仍处于实验室阶段工作原理应用情况碱性(ALK)电解制氢质子交换膜(PEM)电解制氢4e-直流发电机H2电极反应直流发电电极反应O2•正极：4OH-=2H2O+O2+4e-4e-机•正极：2H2O=4H-+O2+4e-•负极：4H2O+4e-=2H2+4OH-•负极：4H++4e-=2H2O24OH-关键分析O2+4H2H2商业化阶段负2H2O4OH-极•技术成熟，成本低，易于实现+H+负关键分析•ALK和PEM电解水制正规模化应用PEM极氢技术已经进入商业4H2O正电4H+•占地面积小，对间歇性供电化阶段极隔•实际电耗高，需要稳定的供电极极的适应性强，易于与可再生2H2O电极能源整合•中国碱性电解槽设备4OH-膜最具经济性，在电解电电•设备成本高水制氢市场占据主流极电解液（KOH）极固体氧化物(SOEC)电解制氢阴离子交换膜(AEM)电解制氢4e-直流发电机电极反应4e-直流发电机电极反应O2+4H+2H2+O2-•正极：2O2-=O2+4e-O2+2H2OH-4OH-•正极：4OH-=实验室阶段O2-•负极：2H2O+4e-=2H2+2O2-OAEM2H2O+O2+4e-正2H2,•SOEC与AEM有很大极负关键分析正负•负极：4H2O+4e-=的潜力，但技术不够2H2O电极极极2H2+4OH-成熟，只有少数公司电2H2O•高温电解槽能耗低并且使用非和设备制造商参与其极极贵金属催化剂4OH4H2关键分析中电O•电极材料的稳定性存在问题，-极•高电流密度，快速响应，寿•目前两种技术路线主需要额外加热命长且价格低的材料，并且要集中在欧洲电无需贵金属极资料来源：灼识咨询14•尚处于发展初始阶段，性能远低于PEM中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录ALK和PEM两种主要电解水制氢路径中，ALK技术成熟、运行成本低，系统组成相对复杂；而PEM技术路径系统相对简单，但其设备及贵金属催化剂成本远高于ALK技术工艺流程氧释放碱性电解水制氢基本原理给水气/水分离器高压压缩机•碱性电解水制氢设备系统高压缓冲罐相对复杂，主要包括电解电解槽H2缓冲罐氢气槽、压力调节阀、碱液过催化转化器处理氧气滤器、碱液循环泵、碱液碱性(ALK)O2制备及贮存装置、氢气纯电解水制氢干燥器水化装置以及气体检测装置水/KOH等模块组成高压电源储气罐变压器整流器水/KOH电解质罐•碱性电解水制氢技术成熟，投资、运行成本低，但存碱液过滤器在碱液流失、腐蚀、能耗高、占地面积大的问题DeoxoPEM电解水制氢基本原理低气压侧高气压侧•PEM系统比碱性系统简单得多。主要部件包括具有气体分离器冷凝水干燥器冷凝水质子交换能力的聚合物薄质子交换膜O2电解槽H2氢气储气罐氧气膜和分别与电解质薄膜两(PEM)电解给水压缩机水制氢水侧紧密连接的阴阳极催化层循环泵•PEM电解水制氢技术设备成本远高于碱性电解水制变压器整流器氢技术。PEM电解无法离开贵金属催化剂，对铱、铂、钛等贵金属依赖性高，高成本阻碍了PEM的产业化资料来源：灼识咨询15中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录电解水制氢产业链上游为电解槽设备的零部件，中游主要是ALK和PEM两种电解水制氢技术所需的制氢系统设备及原料，下游应用则涵盖了交通、工业以及建筑等领域上游电解水制氢产业链下游中游设备零部件交通领域氢能应用电解水制氢系统ALK设备系统及原料制加一体站道路交通碱性电解槽碱性电解槽辅助系统控制系统碱性电解水制氢电极隔膜(ALK)电解电源系统附属系统电解液工业领域供电供暖设备系统及原料能源/原料PEM质子交换膜建筑领域质子交电解水制氢换膜电解槽(PEM)贵金属质子交换膜PEM电解槽去离子水系统掺氢燃烧发电•其他设备组件还包括双极板、专极板、专压板以及螺栓等电解电源系统辅助系统纯水辅助性器件资料来源：GGII，灼识咨询16中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录电解槽是电解水制氢的核心设备，随着电解槽核心组件和关键技术的不断进步，电解水制氢技术将得到更广泛应用，预计至2030年中国电解槽出货量有望超过35GW，并于2050年突破350GW电解槽的定义与分类中国电解槽市场规模，以出货量计，2022-2050E•定义：电解槽是电解水制氢的核心设备，亦是电解反应发生的主要场所；电解槽通常单位：GW由若干个电解小室组成，每个电解小室又由电极、隔膜和电解质构成。600电解槽分类详细描述01••商优业势化：情技况术：发发展展成最熟为，成安熟全，可已靠被，广设泛备商使业用化寿使命用长达15450碱性电解槽年，且具有操作简单、成本较低、产业链成熟等优点+5.4%356.3（ALK）•制约因素：难以快速启动或变载，无法快速调节制氢的速度，因而与可再生能源发电的适配性较差02•商业化情况：已进入商业化初期，未来随着PEM技术发300展成熟及设备成本下降，渗透率有望快速提升+19.5%质子交换膜电解槽210.9（PEM）•优势：运行灵活，利于快速变载，与风电、光伏（发电波动性和随机性较大）等可再生能源具有良好的匹配性150+60.0%•制约因素：成本高、产品寿命低、制氢规模小03•商业化情况：目前仍在研发示范阶段，尚未商业化00.835.42040E2050E•优势：效率高于ALK与PEM电解槽，且产氢纯度较高，20222030E固体氧化物电解槽（SOEC）高温操作可降低电池电压并增加反应速率PEM电解槽渗•制约因素：高温制氢让设备面临着材料热稳定性和密封透率3.0%5.0%7.0%10.0%性的挑战，因此设备的使用寿命和耐久性问题亟待解决注：SOEC电解槽尚未商业化，且未来几年市场将仍以ALK电解槽为主，同时大力发展PEM电解槽，因此资料来源：GGII，灼识咨询17暂未考虑SOEC电解槽市场规模中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录根据固定折旧、电耗、原料以及人工运维等成本测算，ALK电解槽相较于PEM电解槽更具经济优势。其中，电解槽的单槽设备价格是ALK电解槽相较于PEM电解槽的主要成本优势所在电解水制氢单槽成本分析比较，2021年ALK电解槽成本分析PEM电解槽成本分析单位：元/kg成本项单位20212035E2050E成本项单位20212035E2050E4039.6435电耗成本电耗成本1元/kg22.2511.127.23电耗成本元/kg20.0210.016.51折旧成本3029.7420.02原料成本折旧成本2元/kg3.431.770.88折旧成本元/kg11.557.252.7117.32辅助材料成本25人工运维2022.25原料成本3元/kg0.080.080.08原料成本元/kg0.080.080.0815辅助材料成本元/kg0.050.050.05辅助材料成本元/kg0.0020.0020.0021055.14人工运维成本元/kg1.481.481.48人工运维成本元/kg1.481.481.4800.050.082.220.000.082.22ALK电解槽PEM电解槽制氢总成本元/kg27.2814.509.72制氢总成本元/kg33.1418.8310.78•ALK电解槽成本相较于PEM电解槽具有明显优势。单槽设备核心假设:价格为主要因素；ALK单槽设备价格在2021年为1,700元/KW，而PEM则为6,700元/KW。其优势之大足以弥补甚至忽略原先1根据《中国2050年光伏发展展望（2019）》，至2035年和2050年光伏发电成本预计下降至0.2元/kWh和0.13元/kWh。ALK电解槽设备电耗大所带来的电力成本问题以及其他劣势成2工作时间与设备价格协同降低折旧成本。根据《中国氢能产业发展报告》的预测，2035年、2050年ALK电解槽设备价格将本项的计入分别为1,125元/KW和800元/KW；PEM电解槽设备价格分别为4,125元/KW和1,400元/KW；设备价格与工作时间协同降低折•随着氢能行业的发展，当氢气需求达到一定水平，并且在可再生能源发电占比上升以及光伏电站投资成本的持续下降，可以旧成本；ALK与PEM电解槽工作时间的提升依赖于技术的进步，假设2035年、2050年的电解槽工作时间分别达到4,000h/年通过延长电解槽工作时间以摊薄其折旧成本，电耗成本也将有以及6,000h/年。较大幅度下调，ALK电解槽依然保持经济性成本特点的优势3人工运维以及原料及辅助材料成本保持不变。资料来源：中国国家发改委能源研究所，车百智库，百人会氢能中心，灼识咨询18中国氢能行业概览——制氢中国氢能行业竞争格局附录可再生能源与电价的协同效应足够有效减少碱性设备电耗，同时规模化的生产能够降低从原材料到加工再到生产所有环节的金额花费电力成本为电解水制备核心因素可再生能源降低电耗协同电解槽工作时间•根据电能来源的不同，可将可再生能源制氢技术分为并网型制氢、离降低制氢成本网型制氢两种。目前并网制氢商业化落地较为成熟3%6%电力成本11%固定成本可再生能源与电价以及电解设备的协同效应•ALK电解槽更适用于并网制氢。电网可以作为稳定电源弥补ALK设备水成本无法适配可再生能源波动性的劣势ALK电解槽维护成本摊薄成本构成并网制氢离网制氢电力成本占据绿氢80%制备成本80%延长电解槽工固定成本原理•将风光机组产生的电能•将风光机组产生的电能直接作时间并入电网，再从电网取电的提供给电解水制氢设备制氢，主制氢方式，主要应用于大规要应用于分布式制氢模弃光弃风消纳和储能协同效应优势•成熟电网能源支持•建设时间大幅缩短弊端•设备完善稳定电压•显著降低电力价格可再生能源制氢成本下降•快速启停需求严格应用•多次逆变导致损耗•尚未适应工作负荷•电能利用效率较低电力成本电价成本目前国内成熟项目较少，多为中固定成本国内落地项目较多：标或示范项目：水成本•三峡集团制氢项目•深能库尔勒绿氢制储加用一维护成本•深圳能源投资光伏制氢体化示范项目项目14%•白城市太阳能制氢项目2%设备规模化生产进一步降低制氢成本PEM电解槽采购技术加工生产组装24%成本构成•随着氢能产业发展逐渐成本成本成本成熟，国内电解水制氢60%规模化趋势设备行业的头部企业纷纷抓紧扩充产能。产能电力价格在很大程规模迅速上升，制氢各20-30%50%50%度上决定电解水制个环节成本进而展现相氢的经济性应下跌产业规模产业规模产业规模•生产组装所需时间可能•包括电极以及隔膜大概•在技术加工环节可获得有20-30%的下降空间50%的下降空间由原来的15天缩短为7天资料来源：张轩等《电解水制氢成本分析》，灼识咨询19中国氢能行业概览——氢储运中国氢能行业竞争格局附录当前高压气态存储是主流氢气存储方式，因其便捷性和稳定性而受青睐，未来随着对低温液态存储和有机液态存储方式的安全性提升以及用氢成本的降低，将丰富氢气的存储方式，拓展氢能在各个领域的应用场景氢气存储方式及原理氢气存储方式对比高压气态存储：低温液态存储：对比指标高压气态储氢低温液态储氢有机液态储氢固态储氢40-70200-50高压气态储氢是当前应用最低温液态储氢也是先将氢气储氢密度20-4010-150为广泛也最为成熟的储氢技压缩,冷却产生一些液体。（kg/m^3）~20-80术，它是指在氢气临界温度将液体分离后,将其储存在高~4以上，通过高压压缩方式存真空的绝热容器中压力储气态氢（MPa）处于材料开发和~0.6常压试验阶段工艺成熟度长达百年的商业小规模示范阶段处于实验室研究相对安全化应用存储安全隐患大阶段/安全性相对安全相对安全用氢成本•提高储氢材料(元/kg)2.012.215.0的化学稳定性工艺痛点•提高储罐的承•保持液氢的持•提高载体循环•改善材料的相压强度和安全续稳定低温使用寿命变动力学过程系数•液氢汽化管理•改进载体与氢•提高储氢材料•防止氢气泄漏化学吸收反应的化学稳定性固态存储：有机液态存储：和积聚过程•改善材料的相固态储氢可以将氢气吸附在借助某些烯烃、炔烃或芳香烃•研发高强度与•优化热管理系•设计高孔隙硅变动力学过程其表面或内部，可以通过物等不液体有机物和氢气的可逆低重量的复合统，提高绝热基载体理或化学方法实现从而实现饱和反应、加氢反应实现氢的材料储氢罐氢气的储存和释放储存（化学键合），借助脱氢发展趋势效率反应实现氢的释放•开发智能压力监控和安全管•开发低成本液理系统•简化液化工艺，态载体降低能耗资料来源:国际能源机构，中国氢能联盟，灼识咨询20中国氢能行业概览——氢储运中国氢能行业竞争格局附录目前主流的高压气瓶运输方式更适用于中短途和小规模的氢气运输需求，通过发展有机和低温液态储氢方式，有望实现相对低成本的长距离氢气运输，长期来看，管道运输有望成为长距离和大规模氢气运输的最佳模式氢气运输方式氢气运输方式对比1•高压气瓶运输对比指标气态运氢液态运氢固态运氢•气态储罐运输气态•气态管道运输用途适用于短距离运输，适用于中长距离的氢目前仍在研究和发展运输例如城市内的氢气输气运输，例如跨洲际中，适用于一些特殊运输距离送，用于工业用途或的应用，可能包括高（公里）输送密度氢气存储和运输氢燃料站供应几十到几百数百到数千暂未实现商业化应用安全性相对较安全安全性较弱安全性强2•汽车液氢罐运输运输成本相对低成本液态氢气的液化和储暂未实现商业化应用•铁路液氢运输工艺痛点运设施成本较高液态•液氢运输船发展趋势•高能耗的氢气压•吸附和释放技术运输•液氢运输管道缩过程•液态氢气液化需仍在研究中要极低温度3•金属氢化物卡车•高压气体的储存•缺乏适用于固态运输和运输成本高•液态氢气的储存氢气运输的载体固态和运输设备成本材料运输•管道系统建设和高维护的昂贵•改进固态氢气吸•蒸发损失问题附和释放技术•提高氢气压缩效率•研究更高效的液•开发高性能载体态氢液化技术材料•提高气体管道系统的安全性•开发更轻便和经•推动固态氢气运济的设备输技术的研究和•探索新兴应用领商业应用域•提高液态氢气的安全性资料来源:国际能源机构，中国氢能联盟，灼识咨询21中国氢能行业概览——加氢中国氢能行业竞争格局附录目前中国以固定式加氢站为主，气体加压式为加氢站主流加注方式，我国加氢站虽然发展较晚，但发展迅速，并进一步带动氢气使用成本的下降，从而促进未来中国终端用氢更加经济、便捷与高效加氢站的种类，按建设类型分中国加氢站数量及加氢成本，2018-2027E是永久性的设施，通常建在固定地点，适用于大规模氢气供应需求单位：座1固定式是可移动的，用于临时或短期氢气供应，适用于小规模氢气需求，2,5002,223加氢站并具有较低的建设和维护成本2,0001,500撬装式是一种特殊的撬装式加氢站，具有更高的灵活性，可以快速移动到+52.0%加氢站需要供氢的地点，适用于紧急救援或远程地区的氢气供应需求2氢气加注方式对比分析3移动式1,00028+76.9%274加氢站工艺:压缩机将氢气加压到高压注入储罐500201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E现状:技术成熟，应用广泛0趋势:压缩机效率提升，快速加注气体加工艺:使用液氢直接注入储罐中国加8.2%25.4%28.2%压式现状:低温系统复杂，应用有限氢站数趋势:简化液化系统，提高加注效率量占全液化加工艺:利用储氢材料在用氢点释放氢气球比重注式现状:固态储氢材料性能有待提高趋势:开发新型储氢载体，实现固态加氢随着中国加氢站数量上升，中国加氢成本持续下降固体释氢加注中国加72元/公斤CAGR55元/公斤CAGR35元/公斤氢成本2018年-6.5%2022年-8.6%2027E（不含补贴）资料来源:国际能源机构，中国氢能联盟，灼识咨询22中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录燃料电池有多种分类方式，按电解质类别划分是最主流的一种方式，可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池燃料电池的分类燃料电池系统工作原理及简要构成碱性燃料电池工作氢气供给系统与空气供给系统所提供的氢气和氧气在燃料电池电堆•采用水溶液或稳定的氢氧化钾基质作为电解质原理中发生化学反应，通过膜电极将化学能转换为电能后，由DC/DC转换器将电能输出至汽车动力系统，为燃料电池汽车提供动力。磷酸燃料电池按电解质类•采用液态磷酸作为电解质蓄电池逆牵别划分DC/DC变引熔融碳酸燃料电池器马•采用熔融态碳酸盐作为电解质达燃固体氧化物燃料电池料•采用固体氧化物作为电解质储氢罐电质子交换膜燃料电池池•采用含氟质子交换膜作为电解质氢气供给系统空气供给系统的氢气循压力调空气压滤氢氧燃料电池增缩机清分环泵节器按燃料类别燃料电池湿器类•以H2、甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等为燃料划分金属空气燃料电池排氢阀电堆器背压阀•以铝、镁、锂和锌等轻金属为燃料，O2作为氧化剂按工作温度低温型燃料电池水热管理系统划分•工作温度范围一般是25-100℃散热器冷却容器冷却泵离子过滤器中温型燃料电池•工作温度范围一般是100-500℃高温型燃料电池•工作温度范围一般是500-1,000℃注：此处特指燃料电池汽车中燃料电池系统的工作原理资料来源：中国氢能联盟研究院，灼识咨询23中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录燃料电池技术路线主要分为五种，目前AFC技术的发展已非常成熟，PEMFC和PAFC技术近几年发展迅速已进入商业化阶段，MCFC技术也结束了工业试验，而SOFC技术起步最晚，尚处在工业示范阶段燃料电池的基本工作原理是电解水的逆反应，即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。燃料电池不同技术路线及其特点技术路线1AFC2PEMFC3PAFC4MCFC5SOFC电解质碱性电解液磷酸磷酸熔融碳酸盐固体氧化物工作原理•阳极：H2+2OH-→2H++2e-•阳极：2H2→4H++4e-•阳极：H2→2H2O+2e-•阳极：H2+C032-→H2O+CO2+2e-•阳极：2H2+2O2-→4e-+2H2O•阴极：O2+4H++4e-→2H2O•阴极：4e-+4H++O2→2H2O•阴极：O2+2H2O+4e-→4OH-•阴极：O2+2CO2+4e-→2C032-•阴极：O2+4e-→2O2-燃料氢气H2、天然气H2、天然气H2、甲醇、沼气H2、甲醇、沼气催化剂镍/银铂金铂金镍LaMnO3/LaCoO3运行温度（℃）90-100150-200150-200600-700650-1,000质量功率密度35-105100-200100-20045-6030-4015-20（W/Kg）启动快、工作温度低35-4035-40发电效率（%）对CO2不敏感对CO2不敏感45-6050-60优势可将空气作为氧化剂、能量效可将空气作为氧化剂、能量效率较高率较高劣势需要纯氧作为催化剂对CO敏感、启动较慢对CO敏感、启动较慢运行温度较高运行温度较高应用领域分布式发电分布式发电大型分布式发电航空航天、大型分布式发电、军事领域便携式电源资料来源：灼识咨询24中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录2022年我国燃料电池系统装机量达551.0MW，受下游燃料电池汽车产销量的增长驱动，保守/乐观预计到2027年，中国燃料电池系统装机量将达到6.2GW/9.3GW保守预测VS乐观预测假设•到2025年，中国燃料电池汽车销量达到1.7万辆，对应的燃假设•到2025年，中国燃料电池汽车销量达到4.6万辆，对应的燃前提料电池汽车保有量约5.0万辆；前提料电池燃料电池汽车保有量超过10万辆；•到2027年，中国燃料电池汽车销量达到3.7万辆•到2027年，中国燃料电池汽车销量达到5.6万辆中国燃料电池系统市场规模，以装机量计，2018-2027E中国燃料电池系统市场规模，以装机量计，2018-2027E单位：MW单位：MW9,0006,215.414,000+75.8%9,250.08,0002027E12,0006,911.47,000+62.4%10,0006,0002,573.3+79.2%5,0008,0004,000+79.2%2025E6,0003,0004,0002,00053.5551.02,00053.5551.02025E2027E1,000201820222018202200关键•受示范城市群自2020年陆续出台相关产业政策，并于2021年逐步实施、加氢成本及燃料电池系统成本下降等因素的驱动，燃料电池汽车的产销量取分析得了快速增长。未来随着下游燃料电池应用大规模爆发引起对燃料电池系统需求提高，技术水平进步带来平均装机功率的提高，预计2022年至2027年我国燃料电池系统市场规模有望迎来快速增长•此外，随着燃料电池技术进步，系统额定功率和装机功率不断提升，燃料电池系统也将拥有支撑客车以外的重载长途运输载具的能力注：本页市场规模测算暂未考虑汽车以外的应用场景，如船舶、储能、电源等；资料来源：GGII，中国汽车工业协会，灼识咨询25车用燃料电池未考虑旧车燃料电池的更换中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录燃料电池电堆是燃料电池系统的核心，直接决定系统最终的性能表现，其核心零部件主要包括双极板和膜电极，而膜电极则由催化剂、质子交换膜以及气体扩散层组成定义燃料电池电堆是发生电化学反应场所，是燃料电池系统的核心。燃料电池电堆由端板、绝缘板、集流板以及多个单电池等组成，每个单电池又主要由双极板和膜电极组成。燃料电池电堆的构成固定模块巡检(CVM)电堆模块汇流排电堆与环境交互模块电堆工作原理紧固件端板电堆堆栈单电池电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体密封圈绝缘板集流板主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。阳极密封圈/垫片膜电极双极板H2双极板多余的气体扩散层氢气催化剂质子交换膜(PEM)气体扩散层(GDL)核心零部件主要功能性能要求材料/种类催化剂催化剂•促进氢、氧在电极上的•高催化活性、高稳定性、•铂（Pt）为目前主流质子质子交换膜电子膜氧化还原过程高吸附能力以及导电性•超低铂、无铂是未来方向电质子交换膜穿过催化剂穿过极•充当质子通道实现质子•机械强度高、化学稳定性•全氟磺酸型膜为目前主流质子气体扩散层外电快速传导、分离氧化剂强、导电率高等•复合膜是未来发展方向交换路形气体扩散层与还原剂膜到双极板成电•碳纤维纸达阴阴极流双极板•支撑催化层，实现气体•机械强度高、合适的孔结•碳纤维织布极在催化层表面的扩散，构、化学稳定性强、热稳•碳纤维非纺材料及碳黑纸H2O导通电流等定性好等O2•石墨双极板•支氧撑气膜和电冷极却，液提流供体氢通气道、•需要具有高导电率、良好•金属双极板的导热性和耐腐蚀性、疏•复合双极板并分隔氢气和氧气，收水性高、热容小等集和传导电流等资料来源：灼识咨询26中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录目前主流膜电极采用CMM技术，其让催化剂的利用率更高，有效提高膜电极导电性和使用寿命；第三代有序化膜电极技术通过有序化物质的结构，进一步延长膜电极寿命、提升燃料电池性能，但目前尚处于研发阶段膜电极技术路线及技术原理分析膜电极技术路线技术原理优势劣势应用现状未来发展方向第一代气体扩散电•利用刮涂、喷涂、滚压、丝网印刷等•技术发展成熟•催化层与质子交换膜膜电极方法将催化层涂敷在气体扩散层表面，•工艺简单，电极气孔易形成结合较差极技术已经基本被淘汰技（GDL）然后将担载催化层的气体扩散层与质•质子交换膜不易发生形变•催化剂利用率低术子交换膜热压完成膜电极制备•膜电极总体性能不高有路线序不断第二代化更膜电极新膜迭代电第三代催化剂涂覆•利用沉积法、转印法、喷涂、直涂等•催化层与质子交换膜结合较极膜电极好，不易发生剥离是目前主流的燃料方法将催化剂直接涂敷在质子交换膜•反应过程中催化层结电池膜电极商业制膜技术上，再将气体扩散层粘接或热压到催•催化剂利用率较高、耐久性构不稳定，寿命有限备方法（CMM）化层两侧制备出膜电极较好•大幅降低大电流密度下的传该技术仍处于研发质阻力，实现高效三相传输阶段，目前技术被有序化膜电•实现催化层中催化剂载体、催化剂和•降低催化剂和贵金属用量，以美国3M公司为代聚合物等物质的有序分布，从而达到提高催化剂效率，进一步提/表的国际材料巨头/极技术三相界面处水、气、质子和电子等物升燃料电池性能所掌握，仅有3M公质的多相传输通道有序化•有序的结构减少了催化剂的司的NSFT催化剂可聚集现象，有效延长膜电极以实现产业化生产寿命资料来源：灼识咨询27中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录膜电极的生产过程主要分为混浆、涂布、压合三个核心环节，而每个核心环节通常有三种工艺路线，国内外不同公司在膜电极生产工艺路线方面也有不同的选择膜电极制备工艺及机理分析膜电极生产环节工艺路线特征/机理优势劣势1混浆超声分散•分散无杂质引入，操作简单高速搅拌/剪切通过超声波的空化作用，颗粒在强烈的机械作用下•噪声显著，无法处理高粘度浆料，2涂布球磨分散实现分散不易放大超声波喷涂转印涂布通离过心搅挤拌压桨以的及高颗速粒旋碰转撞形等成作强用烈效往果复，的使剪得切颗、粒摩分擦散、•可实现大规模连续化处理•无法处理高粘度浆料双面直接涂布研磨球在研磨腔内高速运动，与颗粒产生高能摩擦•分散效率高，可处理高粘度浆料•设备辅件存在损耗力与撞击力，从而实现颗粒的分散与粉碎•可实现大规模连续化处理•清洗维护耗时催化剂浆料在超声条件下进行雾化，喷到质子交换•对浆料要求适配窗口宽•生产节拍慢、产能低膜表面，干燥后形成催化层•设备操作简单，占地面积小•材料利用率低催化剂浆料先由涂布头涂敷至转印基材上，通过热•工艺窗口相对较宽，材料利用率高•生产工序多转印方法转印至质子交换膜表面•涂布时可免质子交换膜溶胀•需要用到昂贵的转印耗材阴阳极催化剂浆料均由涂布头直接涂敷至质子交换•产品尺寸与载量精度高•工艺开发难度较大膜表面•工艺稳定，可支持规模化大批量生产•工艺窗口相对较窄片材式生产制造生产过程采用独立片材形式进行制造•制造过程分段，各工序可灵活组合•生产效率低3压合注塑封装基于注塑成型的形式进行膜电极封装制造•结构稳定性较高•单件加工时间长且成本高卷对卷封装通过卷对卷走带方式进行连续性生产制造•生产节拍和效率高，产线集成度高，制造•多种规格产品共线生产费用低•需要较多工装夹具资料来源：灼识咨询28中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录双极板存在三种技术路线，其中石墨双极板技术发展最为成熟、应用最为广泛，但更具性能和成本优势的金属双极板技术成为当前发展热点，而复合双极板技术多处于研究阶段，暂时难以商业化应用双极板技术路线及制备工艺分析双极板技术路线制备工艺特征/机理核心技术优势劣势应用现状未来发展方向CNC机加工•膨胀石墨板材经过砑光、成型和去•流道技术•机械性能差、石墨双极板寿命模压成型料后再进入浸渗树脂、硫化、粘接冲压成形石墨采用无孔/液压成形和密封硫化工艺，形成双极板产品•模压成型•耐腐蚀性较好易脆长且商用车对于双极板膨胀/柔性化学刻蚀石墨材料模压成型技术•化学性能稳定、•质量和体积体积比功率要求/技术采用碳基/注塑成型•制备石墨粉与树脂的混合材料，并•数控铣削制造工艺成熟较大相对较为宽松，路金属基涂层线金属材料对混合材料和模具进行模压前处理，技术•加工成本高因此在商用车领不金属域应用广泛断双极板采用碳基/再进行模压和硫化，最后进行粘接•……更金属基复合新及密封固化并形成双极板产品迭材料代•用压力装置和刚性模具对板材施加•流道技术•导电性、导热•耐腐蚀性较金属双极板因具未来须突破金属一定的外力，使其产生塑性变形•数控压印性良好，单位弱，对金属有更大的功率密薄板成型、表面复合功率密度更高度和更为成熟的涂层寿命等关键双极板•利用液体或模具作为传力介质，加技术表面的涂层生产工艺而成为技术，今后在乘工制成双极板产品•塑性高、厚度有较高要求乘用车应用主流用车市场将有更•涂层技术薄，成本低广阔的发展空间•将要金属蚀刻区域的保护膜去除，•镀膜技术在金属刻蚀时接触化学溶液，达到•……•气密性良好，溶解腐蚀的作用适用于大功率电堆•制备石墨粉与树脂的混合材料，并对混合材料和模具进行模压前处理，•流道技术•结合石墨双极•密封性较差复合双极板多数改进复合材料，再进行模压和硫化，最后进行粘接•模压成型板和金属双极•制造工艺繁处于研究阶段，提高应用可靠性，及密封固化并形成双极板产品技术板优点目前市场上复合并结合金属双极琐、成本高石墨板电堆较少，板与石墨双极板•将石墨与树脂的混合材料送入注塑•数控铣削•耐腐蚀、体积主要是因为其成的优点，会有更技术小、重量轻、本高，工艺复杂，好的应用前景机筒内，被加热融化后的混合材料强度高难以批量生产通过加压经由喷嘴注入闭合模具内，•……经冷却定形脱模得到双极板产品资料来源：灼识咨询29中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录2022年我国燃料电池电堆出货量达732.1MW，在燃料电池电堆能量密度持续提升、电堆朝着大功率化发展趋势下，保守/乐观预计到2027年，中国燃料电池电堆出货量将达到7.8GW/11.6GW保守预测VS乐观预测假设•到2025年，中国燃料电池汽车销量达到1.7万辆；假设•到2025年，中国燃料电池汽车销量达到4.6万辆；前提•到2027年，中国燃料电池汽车销量达到3.7万辆，预计对应前提•到2027年，中国燃料电池汽车销量达到5.6万辆，预计对应的燃料电池系统装机量达到6.2GW的燃料电池系统装机量达到9.3GW中国燃料电池电堆市场规模，以出货量计，2018-2027E中国燃料电池电堆市场规模，以出货量计，2018-2027E单位：MW单位：MW9,0007,800.316,000+73.8%11,608.88,0002027E14,0008,423.17,000+60.5%12,0006,0003,136.210,000+86.2%5,0004,000+86.2%2025E8,0003,0006,0002,00060.9732.14,00060.9732.12025E2027E1,000201820222,0002018202200关键•2018年至2022年期间，受益于中国燃料电池汽车销量的快速增长，中国燃料电池电堆按出货量计的市场规模由60.9MW迅速增至732.1MW，复合年分析均增长率达到86.2%•随着燃料电池汽车示范城市群的建立、电堆能量密度及运行寿命方面持续实现技术突破，以及燃料电池电堆继续朝着大功率化方向发展，预期中国燃料电池产业将迎来一个全新的增长期，推动燃料电池电堆的出货量继续保持快速地增长注：本页市场规模测算暂未考虑汽车以外的应用场景，如船舶、储能、电源等；资料来源：GGII，中国汽车工业协会，灼识咨询30车用燃料电池未考虑旧车燃料电池的更换中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录随着国内燃料电池自主研发水平不断提高，本土原材料成本优势及下游需求爆发式增长，共同促进燃料电池系统行业实现规模经济效应，进一步带动燃料电池成本的下降单位:千元/千瓦燃料电池系统及电堆成本，中国，2018-2027E国内燃料电池系统自主20研发能力不断提高复合年均增长率•由于政策的大力支持，国内越来越多的企业开始投入15燃料电池系统2018-20222022-2027E到燃料电池系统的研究中，这大大提高了中国的研发11.5燃料电池电堆能力和效率-27.9%-11.1%-30.0%-12.4%•同时，燃料电池电池组的制造工艺也在同一时期得到了改进，生产效率的提高加快了燃料电池电池组及其107.58.8原材料的成本降低55.56.04.43.12.72.2国内原材料的使用推动3.62.61.81.51.2价格下滑020192020202120222023E2024E1.81.81.720181.01.00.9•随着国内燃料电池系统研发的不断深入和研发效率的2025E2026E2027E不断提高，关键原材料的本地化生产和加工，使得国内原材料代替了进口原材料，进而导致燃料电池系统单位：千元/千瓦燃料电池电堆原材料成本，中国，2018-2027E的成本大幅降低复合年均增长率规模经济效应带动系统成本下降8燃料电池膜电极2018-20222022-2027E65.0燃料电池双极板•随着各地燃料电池汽车产业激励政策的进一步实施，4-30.6%-12.8%对燃料电池汽车的需求将持续增加，这将直接刺激对22.2-29.0%-11.6%膜电极、双极板等燃料电池堆关键原材料的需求。因0此，规模经济效应将进一步降低燃料电池堆关键原材20183.62.31.71.21.00.80.60.60.6料的成本1.61.10.80.60.50.40.30.30.320192020202120222023E2024E2025E2026E2027E资料来源：灼识咨询31中国氢能行业概览——燃料电池中国氢能行业竞争格局附录受益于下游应用需求的扩张、电池核心技术持续突破，以及政策支持，中国燃料电池电堆行业有望迎来更大的发展，并朝着膜电极功率密度持续提升、双极板技术路线不断升级、国产化替代逐步实现等方向发展中国燃料电池电堆行业的市场驱动因素及未来发展趋势分析驱动因素发展趋势下游应用需求进一步提高膜电极功率密度持续提升•目前，燃料电池汽车是燃料电池应用最广泛的领域。未•2020年，国内膜电极研发较浅，功率密度约为1.2来，在燃料电池汽车进一步普及下，燃料电池电堆出货W/cm2；到2022年，随着研发投入的增加以及生产经验量也将持续增长。此外，随着全球对清洁能源和零排放的积累，膜电极功率密度已达到约1.4W/cm2。未来，交通工具的需求不断增加，燃料电池电堆在船舶、轨道随着新型催化剂、有序化膜电极技术、高效质子交换膜交通，以及航空航天等其他下游领域的应用需求将进一技术等方面得到进一步突破，膜电极功率密度将继续提步提高，从而推动燃料电池电堆行业的蓬勃发展高，有望达到2W/cm2以上技术突破加快电堆产业化发展进程双极板技术路线不断升级•作为燃料电池电堆的关键零部件，膜电极、双极•过去，国内燃料电池电堆行业以解决可用性问题板等生产技术壁垒较高，早期主要依赖进口，成为首要目标，因此研发成本低、加工技术相对简本高昂。近年来，国内自主品牌或促进电堆关键单、稳定性好的石墨板双极板成为了首选技术路零部件研发生产自主化，或通过资本整合进行氢线。2022年，燃料电池市场快速起量，金属双极能全产业链布局，降低电堆成本，提高竞争力。板路线逐渐发展，复合双极板路线也在开发。未持续的研发投入和不断革新的技术生产加快了燃来，双极板等核心零部件技术升级和燃料电池系料电池电堆从实验室到产业化的进程统性能的深入优化将成为更加核心的目标国家扶持政策激励行业发展电堆核心零部件国产化替代逐步实现•2023年1月，国家工信部发布《关于推动能源电子产业•国内氢能产业起步较晚，但在政策推动及市场需求拓宽发展的指导意见》，提出要突破电堆、双极板、质子交的背景下，空压机、氢循环泵等装备类产品已迅速实现换膜、催化剂、膜电极材料等燃料电池关键技术；支持国产替代。然而，质子交换膜、气体扩散层等材料类产制氢、储氢、燃氢等系统集成技术开发及应用。燃料电品的国产化脚步相对较慢。未来质子交换膜、气体扩散池电堆作为燃料电池产业链的核心领域，必将在政策红层等电堆核心零部件即将进入国产替代规模化发展阶段，利支持以及燃料电池的商业化推广下迎来更大的发展预计到2025年左右可基本完成国产化替代资料来源：灼识咨询32中国氢能行业概览——车载储氢瓶中国氢能行业竞争格局附录高压气氢储氢瓶具备运营成本低、安全系数高及制造工艺成熟等特点，是目前主要的车载储氢方式；车载减压阀在燃料电池系统中广泛应用，但由于国内减压阀技术尚未实现突破，目前仍依赖进口，价格较高车载储氢瓶的定义及分类车载减压阀的定义及分类定义：车载储氢瓶是安装在燃料电池汽车上的高压容器装置，用于存储和供定义：车载减压阀是一种用于降低储氢瓶内高压氢气的压力的装置。它通常应氢气燃料。这个装置通过储存高压压缩氢气，以满足汽车需要轻量、紧凑、安装在燃料电池汽车或其他使用氢气燃料的车辆上，以确保将高压氢气储存快速充放氢和安全使用的要求。它是燃料电池汽车的关键组件之一，为这些器中的气体以安全的方式释放到燃料电池系统中，以供电。这有助于维持燃车辆提供所需的氢气以驱动发动机料电池系统所需的适宜氢气压力，同时确保系统的可靠性和安全性对比指标低温液氢储氢瓶高压气氢储氢瓶对比指标35MPa减压阀70MPa减压阀储氢密度质量密度70-80kg/m3质量密度约25kg/m3材质铝合金新型铝合金运营成本体积密度约40kg/L体积密度约0.6kg/L加注温度约18-20元/千克氢额定工作压力35MPa70MPa(70MPa)最大工作压力43.8MPa87.5MPa安全性-253℃约7-21元/千克氢应用场景常温(-40℃～85℃)需要处理及低温，如防护需要强化容器以防止高压气温度范围-40℃~85℃-50℃~85℃服泄露氢能源站储氢、燃料电池氢气供应设施、工业应用、重量~650g~1,000g车辆等燃料电池车辆等应用场景价格（元/个）低压氢气储存和输送系统，高压氢气储存和输送系统，工艺成熟程度处于示范和试商用阶段已很成熟，批量商用以及特定型号的燃料电池以及高压燃料电池车辆车辆8,000-15,0003,200-5,000注：运营成本是指储氢瓶进行中短距离运输（<300km）时每千克氢气需要的费用资料来源：灼识咨询33中国氢能行业概览——车载储氢瓶中国氢能行业竞争格局附录Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶对容器材料的革新，使得其自重减轻、系统储氢密度提升、成本降低，Ⅳ型瓶通过容器内胆材料的改进，提高抗氢脆能力，增加容重比，同时安全性得到进一步提升高车载储氢瓶技术路线原理及适用场景分析技术路线123低温液态储氢瓶Ⅲ型储氢气瓶Ⅳ型储氢气瓶低温液氢材料密度0.07-0.09g/cm3工作压力30-70MPa>70MPa存储材料材料强度>600MPa容积50-60L40-57L使用温度<-253℃隔热绝热系统采用高纯度真空隔热板，热损耗一般小于5%储氢量~1.5-2.0KG3.5-4.0KG智能监控容器材料金属内胆碳纤维全缠绕瓶塑料内胆碳钎维全缠绕瓶安全系统采用液位传感器对氢液位进行监控使用寿命加注接口加注时间15年15年一般确保不会超过1.25倍的工作压力~5-8分钟~3-5分钟需要选择特殊的密封材料以此进行传热控制和增加连接到可靠性优势储氢密度高，长距离续航优势成熟可靠储氢量大，重量轻劣势劣势应用场景液氢制备能耗高，液氢加注时间较长，使用复应用场景储氢量相对较低，重量大制作工艺复杂，成本较高杂，安全风险大短程用车、城市公交等中远距离燃料电池汽车，货运重型商用车、城市公交客运车辆等车等资料来源：灼识咨询34中国氢能行业概览——车载储氢瓶中国氢能行业竞争格局附录由于国内技术尚未突破，目前氢气减压阀主要依赖进口，未来随着对于氢气减压阀的密封以及加工工艺的提升，减压阀的国产化将是发展的主要方向35MPa氢气减压阀技术路线原理70MPa氢气减压阀技术路线原理高压氢气减压阀用于储氢系统高压气源控制及减压输出，特殊设计要求：以单级活塞减压结构为例：•阀门应满足（-50~85）℃使用环境。•阀门应满足宽压使用范围，在设计阀门时，应使阀门在（0.2~70）阀体阀芯弹簧导向件减压阀MPa范围内具有输出稳定压力能力。固定和密控制氢气流提供阀芯的引导氢气的流氢气控制及减•阀门应集成单向阀、安全泄放阀、服务口等结构。封的作用量和压力压输出•减压阀耐脆性（循环寿命:≥50,000次）回弹力动方向技术特点：技术特点：氢用减压阀与其它通用阀门的工作环境有很大的区别，在减压阀设计、制造和选用高强度高硬度，抗疲劳，具有良好的耐腐蚀性的弹簧材料，在瓶口阀设计检验等过程中除了要遵守阀门设计、制造和检验的一般规则外，还应当注意对阶段运用专业软件对弹簧进行有限元分析，确保弹簧压缩率、稳定性和疲劳设减压阀所处的工况环境，如高温、高压、腐蚀性等予以充分考量计合理。保证阀门调压的可靠性。中压接口：连接卸荷输出口：连阀和中压传感器接下游软管高压接口：连接输出压力：0~5.0MPa安装夹持表面应使用橡瓶阀和高压传感流量特性:不小于1000SLM胶垫隔振器高压接口：连接瓶阀和高外泄漏率：不大于1.010^4Pa·m3/s压传感器中压接口：连接卸荷阀和中单向阀：连接燃料充注口压传感器卸荷网：连接排法管路资料来源：灼识咨询35中国氢能行业概览——车载储氢瓶中国氢能行业竞争格局附录中国车载氢储存市场到2027年有望达到80.0亿元人民币，五年间复合年均增长率高达50.4%，得益于燃料电池汽车的大范围应用、储氢瓶性能提升、安全性和使用寿命的增加，都推动我国车载储氢瓶产业进一步发展车载储氢瓶市场测算框架，中国，2022车载储氢瓶市场规模分析，中国，2018-2027E35MPa储单位：亿元人民币+客车占平均储氢x比xx氢瓶的渗x瓶价格90每车配透率80.0车商用车备储氢载销量瓶数量70MPa储氢瓶的渗储x货车占xxx平均储氢60+50.4%氢比透率瓶价格瓶=35MPa储平均储氢瓶价格市x每车配备储+x氢瓶的渗x透率30场平均储氢规乘用车销量氢瓶数量瓶价格+51.0%模10.470MPa储x氢瓶的渗x2.00透率201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E关键分析•随着燃料电池汽车的大规模商用，车载储氢瓶市场前景广阔。这不仅体现在燃料电池汽车数量增加，也体现在这些车型从商用车扩展至乘用车市场。为抓住这一发展机遇，技术研发应聚焦提升储氢性能、开发轻量化材料和智能制造，以降低成本、实现规模化生产。同时，汽车制造企业的批量采购也将带动市场快速扩大。中国企业需要加快自主创新，掌握核心技术。产业政策支持也至关重要，可帮助持续降低成本，实现车载储氢瓶与整车匹配。预计到2027年，车载储氢瓶市场规模将达到80亿元，2022-2027年复合增长率可达50.4%，保持高速增长资料来源：灼识咨询36中国氢能行业概览——车载储氢瓶中国氢能行业竞争格局附录目前我国车载储氢瓶主要以高压气态储氢瓶为主，车载储氢瓶占车载储能系统成本高达50%，未来将向着超高压、轻量化等性能发展，减压阀行业处于发展落后的情况，未来将向着高精度和可靠性强等方向发展车载储氢瓶及减压阀行业发展情况市场驱动因素及未来发展趋势车载储氢瓶市场发展现状市场驱动因素未来发展趋势1随着燃料电池续航里程的要求提•随着燃料电池汽车的快速发展，车载储氢瓶市场需求正在爆发式增长，国内1.燃料电池汽车的快速发展外企业纷纷布局，中国企业整体实力增强对于“双碳目标”的落实，燃料电池高，超高压储氢瓶将成为主流汽车作为一种零碳排放的解决方案，•35MPa产品已较成熟，70MPa产品也在加速批量化，国产产品性能水平提未来有望替代传统汽车2升显著，部分指标达到国际领先2.续航里程的进一步提升开发和使用碳纤维等新型轻量化•当前技术发展方向是轻量化和智能化制造，同时模块化和系统集成也是一个续航里程一直是消费者选择电动汽车材料的关键因素之一，高续航有望提高用重要趋势户对燃料电池汽车的兴趣3车•行业需加强标准建设和质量管理，持续开拓海外市场3.轻量化和小型化的需求增长实现储氢型系统的智能监控和远轻量化是汽车制造业的一个重要趋势，程管理载•产业政策的进一步明确也将有力推动市场健康发展，但核心技术还需要继续同时小型化对于空间利用效率会有所创新提升4储4.氢能商用车的推广应用推进产品的模块化和标准化设计氢高压气态储氢瓶为车载储氢主流解决方案货运卡车、巴士、出租车和物流车辆等商用车辆通常需要更长的续航里程5瓶储氢四种技术路线中高压气态储氢瓶商业化程度高，高压气态储氢基于充放氢和更快的加注时间不断加速迭代的新产品开发速度快、储氢耗能低、成本低和技术成熟等优点，成为目前率先商业化应用的储氢技术车载储氢瓶占车载储能系统成本高达50%我国燃料电池系统、车载储氢系统等燃料电池汽车技术和规模仍处在早期发展阶段，燃料电池汽车购买成本虽整体小于美国和欧洲，但燃料电池系统和储能系统占购买成本的比例高达50%左右，远高于海外减压阀行业处于“卡脖子”发展落后的情况1.燃料电池车辆的快速增长1高小精型度化和可靠性，轻量化和随着各类燃料电池车的推广，减压阀作2智能化和远程控制减国外企业布局氢能领域较早，具有先发优势，减压阀产为氢系统的重要组成部分，其需求快速3各类新型减压阀的开发品具有一定的技术壁垒，加之目前市场容量小，对减压增长压“卡脖子”12.对系统安全性的关注资料来源：灼识咨询37氢气存在一定安全隐患，减压阀的准确阀环节阀的需求量也相对较少可靠工作关系到系统安全2目前国内已经有一些公司突破了技术壁垒，成功研制70MPa的减压阀，打破技术封锁中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录燃料电池车行业目前呈现“重商轻乘”的发展特征，与乘用车相比，燃料电池在重卡、大客车、物流车等细分领域已获得市场认可，且短期未来内，燃料电池商用车渗透率将持续提升燃料电池车分类燃料电池各类车型未来发展趋势分析燃料电池乘用车中国燃料电池车渗透率预测，按车型，2025E-2050E乘用车100.0%燃料电池乘用车燃料电池客车80.0%燃料电池重卡75.0%40.0%60.0%25.0%12.0%15.0%商用车燃料电池客车燃料电池运输车40.0%5.0%2.0%2050E20.0%0.2%按2035E燃料电池车0.0%0.1%型取分大型中型轻型重型运中型运轻型运2025E代客车客车客车输车输车输车中国燃料电池车车型发展特征及趋势分析，2023车长车长车长14吨以6到141.8-610米7到3.5上吨吨以上10米到7米•重商轻乘，优先发展商用车传统内燃机燃料电池客车燃料电池货燃料电池专用车目前车•公共领域人均用车成本低，且可起到燃料良好社会推广效果按电池和用•商用车行驶在固定线路上且车辆集中，用氢成建设配套加氢站可行性强本降途城市机场牵自载冷环物搅低分公交长途交通引卸货藏卫流拌巴士车车车车车车车车车未来•商用乘用等应用场景共同发展目前中国燃料电池车行业重点发展车型资料来源:中国氢能联盟，中国电动汽车百人会《中国氢能产业发展报告382020》，灼识咨询注：燃料电池汽车的市场渗透率定义为：燃料电池客车、物流车、重卡、乘用车的年销量与客车、物流车、重卡、乘用车的总体市场销量的比值中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录燃料电池汽车在能量转换效率、使用效率及低温条件性能表现等方面优势显著，更适用于中长途、重载交通运输领域，未来有望与锂电池共同推动交通领域碳中和燃料电池汽车、纯电池汽车、燃油汽车对比概览，2023燃料电池汽车纯电动汽车燃油车动力系统燃料电池锂电池内燃机加注物汽油或柴油安全性氢：以氢等为燃料，燃料电池通过水电解槽产生电：正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元氢和氧逆反应，继而产生电能聚合物的锂离子二次电池低温性能风险主要来自于氢气储存和加氢过程，储氢罐需风险主要来自于电池系统，高能量密度与安全性难密封，加氢时氢气泄露易引起燃烧;碰撞时氢气以兼容，存在电池过充过放问题;碰撞时电解液泄/易泄露露易起火;电解液和本体有毒性-30°C低温启动，-40°C低温存储常规锂电池在-20°C以下低温环境无法充电，且-18°C以下需要配置高性能汽油机润滑里程损失可能达到约30%油、进气道低温预热装置和高能辅助点火装置并执行相应冷启动作业等环境保护工业副产氢、天然气重整制氢可减少碳排放，可污染部分转移到上游排放CO2、CO、SO2等温室气体及污染再生能源制氢可实现零排放，实现全产业链环境物整车续航里程受限，200-400公里整车加注时间保护2-8小时约500公里能量转换效率/10分钟加注基础设施较长，500公里以上30-40%5-15分钟充电桩，重点城市覆盖，截至2023年6月，中国约应用领域50-60%215万个加油站，已普及，截止2022年底，全国加油站共10.8万座，六年来首次降低加氢站，当前仍较稀缺，截至2023年6月，中国中短距离运输普适加氢站数量为351座中远途、中重载运输燃料电池车优势指标资料来源:：EVtank《中国加氢站建设与运营行业发展白皮书（2023年）》，39中国充电联盟，中国石油流通协会，灼识咨询中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录随着未来燃料成本逐渐降低，燃料电池汽车价格和折旧成本进一步降低，预计未来至2030年，燃料电池汽车的百公里综合成本将显著低于燃油车，与纯电动车基本持平，进一步凸显经济性优势单位：元人民币中国燃料电池汽车、纯电动汽车及燃油车等汽车百公里综合成本(1),2022&2030E加注/充电成本维修保养成本折旧成本燃料电池汽车纯电动汽车燃油车1,000884.5-49.7%800191.460075.0444.6532538+1.2%400125.0242238200618.189.6420.4404.3-3.8%941040118.8119.61961962022230.076.784.720222030E2030E225.0200.020222030E关键•伴随着中国加氢站建设逐步完善，车用氢气价格不断下降，燃料电池汽车的燃料成本逐渐降低。另一方面，燃料电池技术的提高和燃料电分析池汽车行业的规模化发展，带动燃料电池汽车价格及车辆折旧成本的快速降低。由2022年至2030年，中国燃料电池12米大巴的百公里综合成本将大幅下降•考虑到燃料电池汽车整体规模及推广量仍较比燃油车及纯电动汽车要低，未来随着氢能产业进一步发展、燃料电池汽车推广持续扩大，燃料电池汽车的百公里综合成本在2030年后将进一步下降，从而使其经济性优势更加显著注（1）以12米大巴为例，其综合成本主要包括加注/充电成本、维修保养成本和折旧成本；假设车辆日均行驶里程150公里，每天资料来源：灼识咨询40运营200天，全生命周期年限为8年中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录燃料电池汽车行业尚处于产业发展早期，其发展很大程度上受到政策导向的影响，随着各地政策进一步落地实施，燃料电池汽车行业将扩大生产规模，逐步走向商业化宏观政策定调示范城市群领头全国各省市跟进&示范城市群燃料电池汽车推广目标及达成情况，中国各省份关于燃料电池汽车的发展规划（节选），联合印发截至2023年6月截至2023年6月《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》示范期官截至政策名称发布时间主要内容方推广目2023年6国家政策规划目标：批示范城参与城市标（辆）月底已推2025年实现燃料电池车运营次市群广（辆）数量不少于150辆，矿区氢2025年我国燃料电池车辆《青海省氢能产业发展中长期能重卡不少于100辆保有量达到约5万辆京津冀北京七区、天津滨海5,3002,475规划（2022-2035年）》2023.2城市群新区、保定、唐山滨2022.112025年实现燃料电池汽车累州等共6个城市地区5,0001,774《北京市氢燃料电池汽车车用2022.10计推广量突破1万辆第加氢站发展规划（2021—2022.8一上海城上海、苏州、南通、2025年）》2025年燃料电池汽车保有量批市群嘉兴等共7个城市地超过1万辆；2030年燃料电《山西省氢能产业发展中长期池汽车保有量达到5万辆区规划（2022-2035年）》2025年推广各类燃料电池汽广市东群城佛珠山海、等广共州12、个深城圳市、10,000691《河南省氢能产业发展中长期车5,000辆以上规划（2022-2035年）》《山东省氢能产业发展工程行2022.72025年累计推广燃料电池汽动方案》车1万辆河北群张家口、雄安新区、7,710410《陕西省“十四五”氢能产业2022.72025年推广各型燃料电池汽第保定、定州等共14个5000787发展规划》车1万辆左右二32,3056,137批城市地区《上海市氢能产业发展中长期2022.52025年燃料电池汽车保有量规划（2022-2035年）》突破1万辆河南群郑州、新乡、洛阳、开封等共15个城市地……合计区截至2023年8月，已有超过20个省级行政单位颁布氢能规划相关政策文件，其中，省级氢车保有量目标共计超过10万辆，远超国家政策规划目标资料来源：国家发改委、国家能源局，灼识咨询41中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录2022年我国燃料电池汽车总销量超5,000辆，为历史最高水平，由于市场要素和扶持政策存在一定复杂性，预计到2027年中国燃料电池汽车保有量将达到11.3万辆到21.1万辆区间保守预测VS乐观预测假设•按《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》规划目标假设•根据各省发改委颁布氢能规划相关政策文件规划总和计，依据计，2025年我国燃料电池车辆保有量达到约5万辆依据到2025年我国燃料电池汽车保有量目标共计超过10万辆中国燃料电池汽车市场规模及预测，2022-2027E中国燃料电池汽车市场规模及预测，2022-2027E单位：万辆销量单位：万辆保有量单位：万辆销量单位：万辆保有量101030308821.1206206+61.8%5.5+72.1%4.610.74+49.4%3.7+51.9%11.34101021.75.020.50.51.41.40020222025E2027E020222025E2027E20222025E2027E020222025E2027E关•国家级产业中长期规划是一种战略性的计划，旨在引导国家在未关键•基于国家总体发展战略，各省级政府制定相应发展路线，但基于键来数年内取得经济、社会和科技方面的发展目标，在经济环境良目前氢能发展现状，回顾各省政策目标的指定可能存在过于激进分分好的外部状况下，中长期目标有望提前完成或者超额完成乐观的情况，因此在实际推进过程中会存在达不成目标的现象。析析资料来源：发改委，各省发改委，中国汽车工业协会，灼识咨询42中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录中国燃料电池汽车受到政策扶持补贴、基础设施助推、整车用氢成本降低等要素影响，将以商用车为近期主线，不断扩展特殊用车领域和海外市场，长期来看乘用车仍有提升空间中国燃料电池汽车市场驱动因素分析中国燃料电池汽车市场趋势分析政府政策扶•燃料电池汽车行业尚处于初期阶段，需政府从财政激励、研发近燃料电池汽车将以商用车为主线，进一步扩展特型车应用持引入，提资金支持、推广宣传提升认知度等一系列手段来扶持引导，以期趋供补贴降低市场进入障碍、刺激技术创新，推动行业走向商业化势•围绕《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，各示范•考虑到加氢便利度，燃料汽车将有限发展港口码头、城市群及其他省市纷纷推进建立燃料电池汽车推广的目标规划矿区厂区、城市公交、城际物流、城际客运等领域•随着压缩系统技术的不断创新和国内对进口机器设备的自主替•除常规的货运、客运外，也将进一步扩展到特殊领代加速进行，中国的加氢站建设步伐有望迎来显著的扩张域，如市政环卫车辆、土木工程车辆和拖车运输等氢能基础设•中石油和中石化在内的国内主要汽油生产商也相继宣布了详细我国燃料电池汽车正快步迈向国际市场施发展进一加氢站的建设规划，将为中国氢能基础设施的未来发展注入更•随着国际氢能源市场的不断扩大，中国的氢能源企步完善强的活力，并有助于推动燃料电池汽车产业的进一步增长业正在积极寻求国际机会，参与全球氢能源产业链的竞争，推动中国氢能源产业的国际化进程，为全上游研发加•上游制氢、储运氢、燃料电池等环节不断加大研发投入，推动球清洁能源和可持续发展做出贡献。大，整车成技术进步，提高燃料电池汽车的动力里程和效率，降低燃料汽本和用氢成车购置成本和使用成本本降低•燃料电池车相较于燃油车和电动车的优势逐渐显现，推动燃料电池系统的市场需求不断增加长乘用车需求将通过汽车共享和租赁业务得到促进中国燃料电池汽车风险要素分析远趋•与锂电池汽车相比，燃料电池汽车技术和商业成熟度部分赛道与势•燃从长远来看，燃料电池乘用车有望推动整个燃料尚存在进步空间，在锂电池车已经获取先发优势的乘发展强势的用车领域，燃料电池汽车短期内难以依靠市场化手段锂电池车存电池汽车行业的增长。为了促进燃料电池乘用车的扩张市场份额在竞争需求，分时和租赁燃料电池汽车正在重庆等重点示范区推出，并将在未来五年内在更多城市推出资料来源：灼识咨询43中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录氢能下游行业以燃料电池汽车为主要应用场景，以动力和电力为两条主要线索，横向往向储能、建筑、发电等领域探索，纵向深挖交通领，域持续探索新的场景氢能下游行业应用分类分析，2023交通动力领域固定式非动力领域燃料电池汽车•使熟用的燃车料型电包池括作氢为能动客力车的、机氢动能车重，卡较等为成大氢能电源通过燃料电池将氢气转化为电能，以供电力固定式电源需求工程机械•使用燃料电池作为动力的工程机械和设备，便携式电源包括氢能挖掘机、起重机等，常用于建工、•指固定安装的氢能装置，通常用医院、银行、矿业等行业氢储能工业、商业建筑等场所作为备用电源风光水电储能现•指可以携带和移动的氢能装置，为露营、急电网储能救、军事演习、野外工作等活动提供电力船舶•使用燃料电池作为动力的船舶，目前多用有商热电联供是一种能源储存技术，主要用于调节电量供于小型船只，或将氢能作为辅助动力需的不稳定性业•用于应对可再生能源的间歇性和波动性，为规电力系统提供动态的能量储备模•用于支持电网的稳定性和可靠性，在用电高峰期制备氢气，谷期转化电能支持电力需求轨道交通•使用燃料电池作为动力的有轨电车及铁路等，目前在欧洲和中国广东有试点项目落•氢能为建筑物提供供暖、制冷、电力供应等地一套高效、可持续的能源解决方案，电力、热管理以及零部件等相关技术还有待完善•直接使用氢气作为燃料，与液氧结合用于航天火箭发动机推进，氢氧发动机是世界火箭小发动机技术发展的趋势之一注：仅考虑氢气作为能源的使用领域，不包含氢气直接作为原材料、还原剂、金属加工的气氛处理资料来源：灼识咨询44剂等工业用途；航天氢氧发动机领域在我国尚未有规模化商业资本介入，暂不考虑其商业规模中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录由于氢储能具备储能容量大、储能周期长，以及快速响应的优势，与可再生能源发电的高度耦合性，因此，除燃料电池汽车之外，氢储能有机会成为的氢能行业的新动力来源，到2027年将达到约12.2GW的总装机量氢能下游应用市场规模，装机量口径，2018-2027E氢能下游应用市场规模，按应用拆分，装机量口径，2022和2027E单位：MW单位：%0.8%20,0004.2%0.1%4.5%4.3%11.5%0.8%15,0007.6%10,000+82.3%12,241.020222027E5,000+81.6%75.6%90.6%055.9607.9燃料电池汽车氢储能其他非动力领域20182022其他动力领域氢能电源2027E•由于氢能行业的技术不断发展成熟，氢能设备成本和用•在可预见的未来内，燃料电池汽车行业将继续作为氢能行业的绝对优势关氢成本进一步下降，氢能行业的下游应用场景不断扩张，关下游应用，其装机量占比将维持在七成以上键预计未来五年内氢能行业下游总装机量将以超过80%的键•氢储能具备大储能容量、长储能周期以及快速响应等优势，与不稳定的分复合年均增长率增长，到2027年将达到约12.2GW的总分可再生能源发电具有高度耦合度，因此，在双碳背景下，除了燃料电池析装机规模析汽车之外，氢储能是最具发展潜力的下游应用，随着电解槽等成本下降，氢储能将进一步凸显其优势，成为氢能的重要发展领域注：此市场规模不包含氢氧发动机市场，仅包含基于燃料电池的氢能下游市场，资料来源：中国汽车工业协会，百人会氢能中心，GGII，灼识咨询45未来预测基于乐观假设给出中国氢能行业概览——下游应用中国氢能行业竞争格局附录由于技术研发和成本限制，目前氢能行业大部分下游应用的商业成熟度还不高，仍处于政府推动项目试点或市场化初期阶段，未来动力领域将朝高功率高续航方向发展，非动力领域将朝向规模化发展中国氢能下游应用发展现状分析驱动因素分析未来发展趋势分析燃料技术成熟度商业成熟度成本控制电池汽车电池系统核心材料技已完成初步产品•高功率车辆相对乘政策扶持推动行动力领域向高功率、术已经有突破化用车更具有望形成业发展成熟高续航发展工程成本优势交机械特种用车技术难度较市场化初期，商•大部分氢能下游新兴行业尚随着燃料动力电池功率性通重卡等高功率车辆较业研发和产品化运营场景密集的设未完成商业化，前期需要政能的进一步提升，交通动动船舶低，成熟度较高阶段备存在一定成本优府从项目试点、研发激励、力领域有望向高功率、高力航运势购买补贴等方式促进行业的续航的远洋船只、航天飞领目前仅作为辅助动力，政府推动项目试•发展和成熟机等领域拓展域轨道输出功率、续航及寿点应用使用成本远高于传命尚未达到远洋需求统燃油船舶，降本技术研发调整匹非动力领域向规模交通政府推动项目试•周期预计较长配场景特性化、体系化发展动力、储氢系统受空点应用间限制，时速续航里使用成本远高于传不同的下游场景对燃料电池固定式项目规模越大，土程暂无法比肩高铁统高铁，降本周期的功率、续航、稳定性要求地、建设以及核心设备的预计较长不同。目前车用燃料电池系摊销成本越低，度电成本氢氧发动机于50年代统较为成熟，其他应用领域越低，商业上更有望取代中期研制成功，长期在我国仍以政府还需针对性调整研发方向，非氢能的解决方案作为运载火箭核心部以匹配具体场景需求航天件和国企主导，私/传统行业向氢能行成本控制带动下业渗透布局电池系统核心材料技人资本参与较少游需求术已经有突破随着使用成本的进一步降低，电力、热力、传统船舶轨固氢能市场化初期，已•发电成本在2.5-3下游客户对氢能设备的接受交等传统行业向氢能行业定电源电解槽等核心设备尚程度将有所提高，与使用化渗透布局，加深氢能作为存在一定进口依赖经完成初步产品元/度，降本周期预石燃料和电力的传统交通工新型能源与传统电业、工具和能源设备相比，氢能应业领域的有机融合电力、热管理以及零化计较长用渗透率将进一步提升部件等相关技术还有资料来源：灼识咨询46式待完善市场化初期，处•度电成本高于蓄水于项目建设和试储能和电机储能非氢储运行阶段动能力政府推动项目试•氢气供热成本远高领热电点应用于传统方案，降本域联供周期预计较长注：→指成熟度由低到高1中国氢能行业概览2中国氢能行业竞争格局分析3附录47中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录传统能源企业依托其主营业务能够制备大规模的氢气，但是其清洁程度较低，实力雄厚的企业目前正探索低碳型的制氢方式，但由于制氢成本和技术原因，目前量产能力有待进一步提升中国氢气制取行业部分代表公司竞争格局公司背景和主要技术路径主要特点清洁化石能源制氢采用化石燃料制氢的企业，依能源工业副产品制氢托成熟的技术路线和丰富的原程度料储备，能够实现大规模、低低碳排放制氢方式成本的氢气生产强按央国企背景私企背景采用工业副产氢气的企业，能主够实现低成本的制氢，具有经济性优势，但产氢规模受主业要的制约技采用低碳排放方式制氢的企业，其制氢全过程几乎零碳排放，术代表着行业的可持续发展方向路央企制氢公司具备较为雄厚的资金实力、扎实的技术基础、径强大的项目承接能力和产业链协同效应等优势弱按弱公相比央企，民营制氢企业更加司灵活机动、决策效率更高，能背够快速根据市场需求调整产品景和商业模式，更擅长开拓市场强产氢能力资料来源：灼识咨询48中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录中国电解槽企业可分为传统电解槽企业和新进入企业，传统电解槽企业技术积淀深厚，处于市场领先地位；新进入企业来自传统能源、装备制造、燃料电池和清洁能源等行业中国电解槽行业各类代表公司分析企业类型比较维度业务优势总结代表企业资金规模关联性技术实力项目资源制造成本•技术积淀深厚：深耕行业多年掌握核心技术，产品核心性能和参数领先传统电解槽企业清洁能源企业•市占率领先：客户资源丰富，产品累计出货量高，目前市占率领先•电力成本优势：将弃光弃电所浪费的电量用于水电解制氢，节约电力成本•业务联动：风电企业将风电与制氢结合获取风电指标新进装备制造企业•制造成本优势：掌握设备制造核心工入企燃料电池企业艺和技术，愿意投入资源实现电解槽业制造规模化、自动化，降低制造成本•设备原理和结构类似：燃料电池的原理是通入氢气和净化，为电解制氢的反向过程，在设备结构上是很相似的传统能源企业•项目资源丰富：主导投资布局氢能项目，有助于设备出货•资金雄厚：多为央、国企，资金充足可支持高昂的电解槽研发制造投入竞争力由低到高资料来源：灼识咨询49中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录中国燃料电池系统行业市场集中度较高，按公司成立背景可分为高校派、背靠大集团派、以及海外技术背景派三类；但行业整体还处于市场化初期，玩家类型丰富多样，竞争格局仍在不断演变中国燃料电池系统行业各类代表公司分析，按成立时间排序公司类别代表企业名称成立时间主要特点科技创新亿华通2012年7月含量高校产学研锋源氢能孵化的企业重塑集团•由高校孵化或与高校密切合作，更注亿华通重科研与创新，因此在燃料电池领域2018年5月具有独特的技术优势和前沿研究成果2017年6月背靠大型国国氢科技2017年5月•依托大型的国有企业/汽车集团，享捷氢重塑捷氢科技2018年6月有政策的支持和丰富的资源，在技术科技集团企/汽车集上海鲲华2021年7月团的企业研发、生产规模和市场拓展方面具备锋源氢能国鸿强大的竞争力氢能国氢科技•通常不仅仅涉足燃料电池领域，而是制-储-运-加-应用全产业链布局转化海外技爱德曼氢能2012年7月•通过与国际合作伙伴合作或收购境外爱德曼氢能术实现国产国鸿氢能2015年6月技术，再经过本土化改进完成国产化，上海鲲华化的企业能够较快实现技术的商业化落地注：气泡大小表示该企业2022年燃料电池系统出货量研发人员数量关键分析•中国燃料电池系统行业的市场集中度相对较高，CR3超过50%，且领先的企业已经具备技术、资金和市场优势。尽管市场集中度高，但行业内的玩家背景多元化，大致可以分为三类：一是高校孵化的企业，以出身于清华系的亿华通为代表；二是依托国企或汽车集团的企业，如背靠国家电投的国氢科技，以及脱胎于上汽集团的捷氢科技；三是对海外技术引进并转化实现国产化的企业，如国鸿氢能•然而，中国燃料电池系统行业正处于发展的早期阶段，竞争格局仍在不断演变，各类型的企业载未来都具备较强的增长潜力。鉴于行业整体还处于市场化初期，因此是否有背景较强的合作伙伴、大型企业支持、以及当地政策扶持对于各类燃料电池企业至关重要注：科技创新含量来源于企查查披露，是根据企业发明公布专利、发明授权专利、实用新型专利、软资料来源：GGII，公司年报，公司官网，企查查，灼识咨询50件著作权、外观设计专利五项知识产权加权计算得出，仅作参考中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录中国燃料电池电堆行业玩家类型多元，以立足产业中游为基石，布局上游制、储、加氢环节，并不断拓展下游应用场景，积极探索氢能行业全产业链，希望形成深厚的氢能产业生态中国燃料电池电堆行业各类代表公司分析，按成立时间排序公司类别代表企业名称成立时间上游布局能力中游电堆核心零件研发生产能力下游应用场景分布制备储运加注电堆设计集成双极板膜电极催化剂PEMGDL•卡车、客车、乘用车、工程机械、轨道交通、新源动力2001年4月船舶、航空航天、电源氢晨科技高校产学研•卡车、公交车、物流车、孵化的企业环卫车、乘用车2017年12月•卡车、客车、公交车、物流车、工程机械、船国氢科技2017年5月舶、航空航天、电源背靠大型国捷氢科技2018年6月•卡车、客车、公交车、2019年4月乘用车、工程机械企/汽车集团的企业•卡车、客车、乘用车、轨道交通、热电联供、未势能源船舶、储能、电源转化海外技清能股份2012年7月•卡车、公交车、物流车、术实现国产国鸿氢能2015年6月工程机械、轨道交通、化的企业电源•公交车、物流车、轨道交通、船舶、电源注：表示企业在该领域有自主布局或者联合布局；表示企业拥有该核心零件的研发生产能力；表示企业在该领域已有合作研发/正在逐步布局该领域；表示企业在该领域暂无布局资料来源：公司年报，公司官网，灼识咨询51中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录中国燃料电池汽车行业的头部集中程度高，优势企业通常具备传统燃油车制造背景，具备销售渠道和产业链协同优势，同时整车企业通过入场布局燃料电池核心技术，以期提升技术层面的竞争实力中国燃料电池汽车竞争格局分析中国燃料电池汽车行业竞争玩家分类分析车型布局公司类别开始布局燃车型布局多样性/背景料电池汽车整车企业名称行业年份商用客商用货多车车样综合车企集中国一汽2021乘用车专用车2016聚团东风汽车2006焦2005北汽福田2014较低2009金龙汽车20172021中通客车20192020商用车车企郑州宇通19922016佛山飞驰2009上海万象陕汽集团广汽埃安丰田汽车乘用车车企上汽大通长安汽车较强产业链整合能力注：表示该车型为企业核心布局产品；表示该车型为企业次要布局产品；表示企业暂未在该领域布局资料来源：公司年报，公司官网，灼识咨询52注：开始布局燃料电池汽车年份指整车企业自行披露对燃料电池汽车的开始研发投入或与燃料电池系统企业形成合作的年份1中国氢能行业概览2中国氢能行业竞争格局分析3附录53中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录附录——氢能政策梳理政策名称颁布时间主要内容2021.11广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计•实现推广1万辆以上燃料电池汽车目标划（2021-2025年）征求意见稿•建成加氢站约200座•2020年到2022年，燃料电池整车产能达到5,000辆，燃料电池汽车在公交、物流等商用车领域率先示范推广，省域内山东省氢能产业中长期发展规划（2020—2030年）2020.6累计示范推广燃料电池汽车3,000辆左右，累计建成加氢站30座（含合建站）上海市加快新能源汽车产业发展实施计划（2021-2021.2•2023年到2025年，燃料电池整车产能达到20,000辆，累计推广燃料电池汽车10,000辆左右，累计建成加氢站100座2025年）2021.11•到2025年，燃料电池汽车应用总量突破1万辆，建成并投入使用各类加氢站超过70座江苏省“十四五”新能源汽车产业发展规划•到2025年，累计投放燃料电池汽车超过4,000辆，建成商业加氢站100座四川省氢能产业发展规划（2021—2025年）2020.9•到2025年，燃料电池汽车（含重卡、中轻型物流、客车）应用规模达6000辆，氢能基础设施配套体系初步建立，建河南省加快新能源汽车产业发展实施方案2021.11成多种类型加氢站60座长治市氢能产业发展规划(2020年—2030年）和2020.10•到2025年，全省燃料电池汽车示范运营总量力争突破1万辆，建成并投入使用各类加氢站100座以上长治市氢能与燃料电池汽车产业发展行动计划(2020年—2023年）•到2023年，推广应用3,000辆燃料电池重型牵引车、自卸车及若干其他车型，公交车50辆，乘用车500辆，客车100辆，建成70座1,000公斤以上的固定式加氢站大同市氢能产业发展规划（2020-2030年）2020.9•到2025年，全市燃料电池重型货车保有量5,000辆以上，公交车130辆，乘用车1,500辆，客车200辆建成超过80座加河北省氢能产业发展“十四五”规划2021.7氢站北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025年）2021.8•到2023年，氢燃料汽车示范投放数量达到1000辆以上（客车300，货车725），加氢能力不低于500kg/天的示范性加氢站数量达到17座•到2025年，氢燃料汽车投放数量达到6300辆，配套建设加氢能力不低500kg/天的示范性加氢站数量超过50座•到2022年，全省建成25座加氢站，燃料电池公交车、物流车等示范运行规模达到1000辆，重载汽车示范实现百辆级规模•到2025年，累计建成100座加氢站，燃料电池汽车规模达到1万辆，实现规模化示范•2023年前，，推广加氢站及加油加氢合建站等灵活建设模式，力争建成37座加氢站，推广燃料电池汽车3000辆•2025年前，力争完成新增37座加氢站建设，实现燃料电池汽车累计推广量突破1万辆资料来源：灼识咨询54中国氢能行业概览中国氢能行业竞争格局附录附录——氢能政策梳理政策名称颁布时间主要内容2021.11浙江省加快培育氢燃料电池汽车产业发展实施方2022.3•到2025年，在公交、港口、城际物流等领域推广应用氢燃料电池汽车接近5000辆，规划建设加氢站接近50座案2020.11•2025年前，建成加氢站（包括合建站）100座以上；加速推进燃料电池车替代中重型燃油矿用卡车和公共服务车辆，内蒙古自治区人民政府办公厅关于促进氢能产业推广氢燃料电池重卡5000辆以上，累计推广燃料电池汽车突破1万辆高质量发展的意见大连市氢能产业发展规划（2020—2035年）•到2025年，氢燃料电池整车产能1000辆，全市氢燃料电池车辆（含公交车、乘用车、重型卡车、牵引车、环卫车等）保有量达到1000辆以上，氢燃料电池船舶保有量达到20艘以上，氢燃料电池轨道交通车辆保有量达到10辆以上，分六安市氢能产业发展规划（2020-2025年）2020.9布式发电系统、备用电源、热电联供系统装机容量达到20MW，加氢站15座以上。岳阳氢能城市建设及氢能产业发展规划（2020-2020.10•力争到2025年，燃料电池电堆和系统合计产量达到每年8000台左右，燃料电池汽车累计推广应用规模达到600辆左2035年）2019.7右，燃料电池船舶示范应用规模达到10艘左右，加氢站数量达到5座左右；株洲市氢能源产业发展规划（2019-2025）•到2025年，氢能占终端能源消费比例达到8%，全市在公交车、物流车、环卫车、公务车、出租车、共享汽车等领域推广应用燃料电池汽车1000辆以上，建设加氢站15座以上重庆市加速构建完善的智能新能源汽车产业生态2021.12行动计划（征求意见稿）2022.2•到2025年，形成氢能和燃料电池支柱产业，建成加氢站8座至10座，燃料电池公交大巴生产能力10000辆/年，燃料电池乘用车生产能力10万辆/年，长株潭城市群公交运营燃料电池车辆5000辆天津市能源发展“十四五”规划•建成加氢站10座；累计推广氢燃料电池汽车5,000辆荆州市氢能及燃料电池产业发展规划（2021-20252021.9年）征求意见稿2020.9•“十四五”期间，累计推广物流车、叉车、公交车等氢燃料电池车辆900辆以上武汉市氢能产业突破发展行动方案•到2022年，车运营规模达到100辆，加氢站（包括合建站）达到3～5座•到2025年，全市氢燃料电池商用车、专用车运营规模达到1000辆，荆州建设各类加氢站15座以上•力争通过3年时间，燃料电池汽车示范运营规模不低于3000辆，建成15座以上加氢站资料来源：灼识咨询55CIC灼识咨询扫码关注公众号「灼识CIC」电话：+862123560288扫码添加CIC灼识小助手地址：上海市静安区普济路88号静安国际中心B座10楼如需更多信息，请访问：www.cninsights.com敬请致函：marketing@cninsights.com©2023ChinaInsightsConsultancy.Allrightsreserved.Thisdocumentcontainshighlyconfidentialinformationandissolelyfortheuseofourclient.Nopartofitmaybecirculated,quoted,copiedorotherwisereproducedwithoutthewrittenconsentofChinaInsightsConsultancy.