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1、2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 1 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 （簡版） 2021 年 6 月 15 日 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 1 目 錄 一、 綠氫的定義及產業發展的意義 . 1 1.1 綠氫的定義 . 1 1.2 綠氫產業發展的意義 . 1 二、 綠氫生產技術及生產成本 . 2 2.1 綠氫生產技術 . 2 2.2 綠氫生產成本 . 3 三、 全球綠氫產業發展現狀及趨勢 . 3 3.1 全球綠氫產業發展現狀 . 3 3.1.1 綠氫政策 . 3 3.1.2 綠氫制取技術 . 4 3.1.3 綠氫制取項目 . 5 3.2 全球綠氫產業發展趨勢 . 12 3.2

2、.1 可再生能源量增長 . 12 3.2.2 綠氫能源項目增多 . 12 3.2.3 制氫成本大幅下降 . 12 四、 中國綠氫產業發展現狀及趨勢 . 13 4.1 中國綠氫產業發展現狀 . 13 4.1.1 綠氫制取技術 . 13 4.1.2 綠氫制取競爭格局 . 14 4.1.3 綠氫制取項目 . 14 4.1.4 綠氫制取面臨的挑戰 . 16 4.2 中國綠氫產業發展趨勢 . 16 4.2.1 藍氫是短期過渡 . 16 4.2.2 技術將逐漸成熟 . 17 4.2.3 成本將不斷下降 . 17 五、 促進綠氫產業發展的策略建議 . 17 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 2 資料來源

3、 . 19 聯系方式 . 19 免責聲明 . 20 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 3 圖表目錄 圖表 1 三類電解水技術對比 . 2 圖表 2 堿性電解制氫生產成本 . 3 圖表 3 全球主要國家綠氫制取技術進展 . 5 圖表 4 全球各國可再生能源發電趨勢 . 12 圖表 5 中國已掌握的綠氫制取技術 . 13 圖表 6 三種電解槽的經濟指標 . 14 圖表 7 水電解制氫設備市場競爭格局 . 14 圖表 8 國內可再生能源制氫項目及企業 . 15 圖表 9 可再生能源耦合制氫應用示范項目 . 15 圖表 10 2017-2023 年中國可再生能源制氫示范項目數發展 . 15 圖表

4、11 公眾認為當前電解水制氫存在的主要問題 . 16 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 1 一、綠氫的定義及產業發展的意義 1.1 綠氫的定義 氫能作為一種新型能源，較傳統化石能源而言，具有來源多樣、清潔低碳、靈活高效的特點，可廣泛應用于能源、交通運輸、工業、建筑等多領域。 目前，歐洲對綠氫的定義有兩種。定義一：綠氫是指相關溫室氣體排放強度（基于生命周期評價方法）低于規定閾值的可再生能源氫。定義二：綠氫是指被分配的相關溫室氣體排放強度為零（基于生命周期評價方法）的工廠在過去 12 個月氫氣生產過程中溫室氣體平均排放強度不超過天然氣蒸汽甲烷重整過程的可再生能源氫氣。 2020 年 12 月

5、29 日，由中國氫能聯盟提出的低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標準與評價正式發布實施。該標準運用生命周期評價方法建立了低碳氫、清潔氫和可再生氫的量化標準及評價體系，從源頭出發推動氫能全產業鏈綠色發展。標準指出，在單位氫氣碳排放量方面， 低碳氫的閾值為 14.51kgCO2e/kgH2， 清潔氫和可再生氫的閾值為 4.9kgCO2e/kgH2，可再生氫同時要求制氫能源為可再生能源。 由于中國超過 60%的氫氣來源自于煤炭， 所以國家能源集團以煤化氣制氫碳排量為基準來確定特定限值。以煤化氣制氫的碳排放量 29.02kgCO2e/kgH2為基準，結合我國氫氣來源的實際，選取 2 個閾值（14.51kg

6、CO2e/kgH2和 4.90kgCO2e/kgH2）將氫氣劃分為三大類，即非低碳、低碳、清潔。 1.2 綠氫產業發展的意義 一是發展綠氫是實現碳達峰和碳中和目標的必經途徑。 中國目前綠氫產量只占總體氫產量的 1%-3%，大部分還是藍氫和灰氫，這樣的現實狀況無法實現碳達峰和碳中和目標，所以我們必須推動綠氫產業的發展，才能真正實現碳達峰和碳中和目標。 二是綠氫將可再生能源整合至終端實現深度脫碳。碳中和的世界將高度依靠電力供能，電力將成為整個能源系統的支柱， 尤其是風能和太陽能為代表的可再生能源電力。 在某些行業（如交通運輸行業、工業和需要高位熱能的應用），要想實現深度脫碳化，僅靠電氣化可能難以做

7、到， 這一挑戰可通過產自可再生能源的氫氣加以解決， 這將使大量可再生能源從電力部門引向終端使用部門。 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 2 二、綠氫生產技術及生產成本 2.1 綠氫生產技術 目前電解水制氫主要有堿性電解、質子交換膜（PEM）電解、固體氧化物（SOEC）電解這三種技術路線， 根據各自技術特點以及商業化應用程度， 堿性電解水制氫路線及 PEM 電解水制氫將是未來與可再生能源結合的主流電解水制氫工藝路線。 堿性電解。 該技術已實現大規模工業化應用， 國內關鍵設備主要性能指標均接近國際先進水平，設備成本低，單槽電解制氫量較大，易適用于電網電解制氫。 PEM 電解。該技術國內較國際先

8、進水平差距較大，體現在技術成熟度、裝置規模、使用壽命、 經濟性等方面， 國外已有通過多模塊集成實現百兆瓦級 PEM 電解水制氫系統應用的項目案例。其運行靈活性和反應效率較高，能夠以最低功率保持待機模式，與波動性和隨機性較大的風電和光伏具有良好的匹配性。 SOEC 電解。該技術的電耗低于堿性和 PEM 電解技術，但尚未廣泛商業化，國內僅在實驗室規模上完成驗證示范。由于 SOEC 電解水制氫需要高溫環境，其較為適合產生高溫、高壓蒸汽的光熱發電等系統。 目前來看，堿性電解槽成本較低，經濟性較好，市場份額較 PEM 電解槽高一些。不過隨著燃料電池技術的不斷成熟，質子交換膜國產化的不斷加速突破，長期來看

9、，PEM 電解槽的成本和市場份額將逐漸提高， 與堿性電解槽接近持平， 并根據各自與可再生能源電力系統的適配性應用在光伏、風電領域。 圖表 1 三類電解水技術對比 指標 堿性電解（ALK） 質子交換膜電解（PEM） 固體氧化物電解（SOEC） 電流密度 12A/cm2 110A/cm2 0.20.4A/cm2 工作效率 耗 4.5-5.5 度電/Nm3H2 耗 4.0 度電/Nm3H2 預期效率100% 工作（環境）溫度 90(0-45) 80(0-45) 800 產氫純度 99.8% 99.99% 設備體積 1 1/3 - 操作特征 溫度區間決定啟停便利 啟停不便 洗脫霧沫夾帶堿液 可維護性

10、強堿介質腐蝕強 環保性 石棉危害呼吸道 產業化程度 充分產業化 特殊應用，商業化起步 實驗室材料基礎 單機規模 1000Nm3H2/h 10Nm3H2/h 資料來源：能源內參，國聯證券，氫啟未來網分析 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 3 2.2 綠氫生產成本 電解氫成本主要受電力成本、 電解槽投資成本影響， 電解氫成本主要由 3 部分組成： （1）電力成本。依靠風電、光伏等可再生能源產生的電力，將水電解成氫氣和氧氣。（2）投資成本。主要為電解槽系統成本。（3）運維成本。因此，綠氫全生命周期成本=電力成本+投資成本+運維成本。 以歐洲 100MW 規模綠氫電解裝置為例， 從該綠氫制備的全生

11、命周期成本來看， 可再生電力成本占據綠氫全生命周期成本的 56%，電解槽系統投資成本占據 38%。因此，電價水平以及電解槽系統初始投資成本的高低直接影響最終綠氫成本。 圖表 2 堿性電解制氫生產成本 資料來源：國聯證券，氫啟示來網分析 三、全球綠氫產業發展現狀及趨勢 3.1 全球綠氫產業發展現狀 3.1.1 綠氫政策 近年來，隨著技術的發展，以及應對氣候變化帶來的減排壓力，綠氫逐漸得到了全球各國重視。目前，美國、日本、歐盟、德國等國家或地區陸續公布了綠色氫能發展戰略。 早在 2002 年，美國就出臺了國家氫能發展戰略；目前美國加州已建成多個利用風能或光伏制氫項目，而業界也已將目光投向了海上風電

12、甚至波浪能等可再生能源。 電力成本, 56%運維成本, 5%水費, 1%堆棧, 7%電源設備, 7%輔助車間, 8%公用工程及自動化, 5%間接成本, 4%土建成本, 2%雜項, 5%投資成本, 38%2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 4 2020 年 12 月 25 日，日本經濟產業省發布了2050 年碳中和綠色增長戰略，業內稱之為綠色增長戰略。日本經濟產業省將通過監管、補貼和稅收優惠等激勵措施，動員超過 240 萬億日元（約合 2.33 萬億美元）的私營領域綠色投資，針對包括海上風電、核能產業、氫能等在內的 14 個產業提出具體的發展目標和重點發展任務。 歐盟擬定的“綠色協議”中已將“

13、清潔氫氣”制定為“優先發展領域”，這一定義則包括了天然氣制氫以及可再生能源制氫。 6 月 10 日，德國聯邦政府推出了國家氫能戰略，成立了由內閣任命的國家氫能委員會。 德國計劃投資 90 億歐元促進氫的生產和使用， 努力成為綠氫技術領域的全球領導者。 3.1.2 綠氫制取技術 目前堿性電解水技術較為成熟。根據氫能與可再生能源網提供的數據，PEM 電解水技術近年來在許多國家的開發中取得了長足的進步。歐盟、北美、日本涌現了很多 PEM 電解水設備企業，這些企業在某種程度上推動了 PEM 電解水的發展。如加拿大 Hydrogenics 公司于2011 年在瑞士實施 HySTATtm60 電解池的項目

14、，為加氫站提供電解槽產品，每天可電解產生130kg 純氫。 美國 Proton Onsite 公司在全球 72 個國家有約 2000 多套 PEM 電解水制氫裝置，占據了世界上 PEM 電解水制氫 70%的市場。 AEM 電解水技術將傳統堿性液體電解質水電解與 PEM 水電解的優點結合起來。 目前該技術尚處于研發完善階段， 現階段的研發集中于堿性固體聚合物陰離子交換膜與高活性非貴金屬催化劑。 當關鍵材料獲得突破之后， 工業規模的放大則可沿用 PEM 水電解與液體堿水電解的成熟技術。國外已有企業研制出 AEM 電解槽制氫相關設備，如意大利 Acta SPA 公司、德國 Enapter 公司。該技

15、術研發機構主要有：美國國家可再生能源實驗室、Proton Onsite 公司、 Northeastern University、 Penn State University； 意大利 Acta SpA 公司； 德國 Enapter公司；英國 University of Surrey；中國科學院、武漢大學等。 目前 SOEC 技術國內外都處于實驗室研發階段，SOEC 對材料要求比較苛刻。國內外科研機構正在下大力氣進行技術攻關。代表性科研機構，主要有日本三菱重工、東芝、京瓷；美國 Idaho 國家實驗室、Bloom Energy 公司；丹麥托普索燃料電池公司；韓國能源研究所；中國科學院、清華大學、

16、中國科技大學等。 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 5 圖表 3 全球主要國家綠氫制取技術進展 公司 國家 PEM 電解槽 堿性電解槽 堿性陰離子交換膜 AEM Nel Hydrogen 挪威 ITM Power 英國 蒂森克虜伯 德國 Areva H2Gen 法國 康明斯（水吉能） 美國 西門子 德國 Enapter SRL 意大利 GreenHydrogen.DK 丹麥 Giner ELX 美國 H-Tec Systems GmbH 德國 iGas energy GmbH 德國 旭化成 日本 McPhy 法國 Erredue SpA 意大利 Next Hydrogen 加拿大 資料來源

17、：中國船舶七一八所，氫啟未來網分析 3.1.3 綠氫制取項目 近年來，全球電解制氫項目的數量和裝機容量增長很快，從 2010 年的不足 1MW，增至2019 年超過 25MW。此外，項目規模也顯著增加，2010 年后的前幾年，大多數項目規模低于0.5MW，而到 2017-2019 年，德國投運的規模最大項目為 6MW。2020 年 3 月，日本投運了一個 10MW 項目。另外，加拿大有 20MW 項目正在建設中。此外，數百兆瓦的電解制氫項目 2020年后開始運營。 2020 年，全球范圍內宣布了驚人的 50GW 的綠色氫電解項目，而目前全球相關項目計劃總量已達到 80GW。根據新能源網提供的數

18、據，全球范圍內正在開發的 13 個最大的綠色氫能源項目所有的項目都是吉瓦級的，它們總量達到了驚人的 61GW由一些有史以來最大的風電場和太陽能陣列提供能量，總投資超過千億美元。這 13 個綠氫項目具體如下： （1）亞洲可再生能源中心（14GW） 位置：皮爾巴拉，西澳大利亞 電力來源：16GW 陸上風能和 10GW 太陽能，為 14GW 電解槽供電 開發商：洲際能源、CWP 亞洲能源、維斯塔斯、麥格理 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 6 計劃的氫用途：綠氫和綠氨，出口到亞洲 氫產量：每年 175 萬噸(可生產 990 萬噸綠氨) 計劃完工日期：2027-2028 年 預計成本：360 億美

19、元 開發階段：澳大利亞聯邦政府已授予 AREH“重大項目地位”，這將有助于該項目快速通過審批。 （2）NortH2（10+GW） 位置：Eemshaven，荷蘭北部 電力來源：近海風電 開發商：殼牌、Equinor、RWE、Gasunie、GroningenSeaports 計劃的氫用途：為荷蘭和德國的重工業提供動力 氫產量：每年 100 萬噸 計劃完成日期：2040 年(2027 年 1GW，2030 年 4GW) 預期成本：未說明 開發階段：正在進行可行性研究，預計 2021 年 7 月完成。 （3）水仙-AquaVentus（10GW） 地點：德國赫里戈蘭 電力來源：近海風電 開發商：2

20、7 家公司、研究機構和組織組成的聯合體，包括 RWE、Vattenfall、Shell、E.ON、西門子能源、西門子歌美颯、Vestas、NorthlandPower、Gasunie 和 Parkwind 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 7 計劃的氫用途：通過歐洲氫氣網絡進行一般銷售 氫產量：每年 100 萬噸 計劃建成時間：2035 年(2025 年 30MW，2030 年 5GW) 預期成本：未說明 開發階段：前期，項目 8 月份才公布。 （4）Murchison 可再生氫項目（5GW） 位置：西澳大利亞 Kalbarri 附近 電力來源：陸上風能和太陽能 開發商：HydrogenR

21、enewables Australia 計劃的氫用途：示范階段將為運輸燃料供氫；擴展階段將生產氫氣，使之融入當地的天然氣管道；最后，大規模的擴張將生產氫氣用于出口亞洲，重點是日本和韓國。 氫產量：未聲明 計劃完工日期：2028 年 預計成本：10-120 億美元 發展階段：早期 （5）北京京能內蒙古項目（5GW） 位置：中國內蒙古鄂前旗 電力來源：陸上風能和太陽能 開發商：北京京能電力 計劃的氫用途：未知 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 8 氫產量：40-50 萬噸/年 計劃完工日期：2021 年 預計成本：30 億美元 開發階段：在建中 （6）太陽神綠色燃料項目（4GW） 地點：Neo

22、m，沙特阿拉伯西北部規劃中的未來城市 電力來源：陸上風能和太陽能 開發商：Air Products，ACWA Power，Neom 計劃的氫用途：生產綠色氨(NH3)，它將被運輸到世界各地，并轉換回氫作為運輸燃料。 氫產量：每年約 24 萬噸(每年可生產 120 萬噸綠氨) 計劃完成日期：未聲明，但首批氨生產預計在 2025 年 預計成本：50 億美元 開發階段：前期，項目于 7 月宣布。 （7）太平洋太陽能氫（3.6GW） 地點：卡利德，昆士蘭州，澳大利亞 電力來源：太陽能 開發商：Austrom Hydrogen，一家初創公司 氫產量：每年 20 萬噸以上 預期成本：未說明 2021 中國

23、綠氫產業現狀與發展前景 9 計劃完成日期：未說明 計劃的氫用途：出口到日本和韓國 開發階段：前期，項目于 2020 年 6 月宣布。 （8）H2-HubGladstone（3GW） 地點：格萊斯頓，昆士蘭，澳大利亞 電力來源：可再生能源，但無特別說明 開發商：The Hydrogen Utility (也稱為 H2U) 計劃的氫用途：將綠氨出口至日本等國 氫產量：未公布，但開發商稱其將“每天生產 5000 噸綠氨” 預計成本：16 億美元(不包括電力來源) 計劃完成日期：尚未確定，但初步運營將于 2025 年開始 開發階段：正在進行可行性研究，預計 2023 年批準。 （9）HyEx（1.6G

24、W） 地點：安迪法加，智利 電力來源：太陽能 開發商：Engie 和 Enaex 計劃的氫用途：綠氨，其中一半將用于 Enaex 的硝酸銨廠；其余將用于燃料、綠色化肥和出口市場。 氫產量：12.4 萬噸/年(70 萬噸綠氨) 預期成本：未說明 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 10 計劃完成日期：2020 年(2024 年完成 26MW 試點項目) 開發階段：前期，項目于 10 月宣布。 （10）杰拉爾頓（1.5GW） 地點：西澳大利亞州，杰拉爾頓 電力來源：陸上風能和太陽能 開發商：BP/ BP Light source 計劃的氫用途：為國內和出口市場生產綠氨 氫產量：未公布，但每年約

25、100 萬噸綠氨 預期成本：未說明 計劃完成日期：未說明 發展階段：正在進行可行性研究 （11）大哥本哈根（1.3GW） 地點：丹麥，哥本哈根地區 電力來源：海上風電優先 開發商：Orsted，Maersk，DSV Panalpina，DFDS，SAS 計劃的氫用途：用于公共汽車和卡車，電子燃料 e-fuel(從綠色氫和捕獲的二氧化碳中提取)用于海運和航空 氫產量：沒有說明，但它將每年生產“25 萬噸可持續燃料”。 預期成本：未說明 計劃完成日期：2030 年(2023 年先行試點 10MW，2027 年 250MW) 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 11 開發階段：正在進行可行性研究，

26、以期在 2021 年做出最終投資決定。 （12）H2Sines（1GW） 地點：塞內斯，葡萄牙西南部 電力來源：尚未確定，但可能是陸上風能和太陽能 開發商：EDP，Galp，Martifer，REN，Vestas 計劃的氫用途：國內消費和出口 氫產量：未聲明 預計成本：15 億歐元(約合 18.4 億美元) 計劃完工日期：2030 年 發展階段：正在進行可行性研究 （13）羅斯托克（1GW） 地點：德國羅斯托克 電力來源：海上風能等可再生能源 開發商：RWE 牽頭的聯合體 計劃的氫用途：正在探索所有的途徑 氫產量：未聲明 預期成本：未說明 計劃完成日期：未說明 發展階段：早期 2021 中國綠

27、氫產業現狀與發展前景 12 3.2 全球綠氫產業發展趨勢 3.2.1 可再生能源量增長 全球可再生能源發電量逐步上升，將有力推動風電、光伏等發電成本持續下降，從而帶動可再生能源制氫規模增長與成本減小。 圖表 4 全球各國可再生能源發電趨勢 國家 可再生能源發電趨勢 美國 美國：美國可再生能源發展增長率處在上升趨勢，截至 2017 年，風力發電是美國可再生能源最主要的發電來源，凈發電量 2542.5 千瓦時。 歐盟 歐盟：歐盟計劃在 2020 年之前實現 10%的電網互聯，2030 年溫室氣體排放較1990 年減少 40%。2018 年 1 月 1 日，德國當日風力發電占可再生能源消費比重達 3

28、6.1%，較 2016 年高 3.8 個百分點。 印度 印度：2015 年，印度上調可再生能源發展目標，2022 年可再生能源發電裝機容量目標提升至 1.75 億千瓦。2013 年，印度可再生能源發電量占比 5%，2015 年為 6.26%，2016 年為 6.3%。 巴西 巴西：水電消費占總消費的 28%，占電力消費的 64%。目前，巴西風能發電裝機容量超過 1000 萬千瓦。 資料來源：氫啟未來網分析 3.2.2 綠氫能源項目增多 全球最大的綠氫項目福島氫能研究領域（FH2R）于 2020 年 3 月在日本啟動，利用 20MW的太陽能板和 10MW 等級的電解槽制氫，瞄準低成本綠色產氫。許

29、多類似甚至更大規模的項目正在建設中。數個 GW 規模的項目處于不同的規劃階段，其中大部分在歐洲。 全球已宣布的綠色氫電解項目已達 51GW 并在不斷增加，歐洲（25935MW）領先，其次是亞太地區/中東（22625MW），美洲（2930MW）。積壓項目的迅速增加為未來十年全球制氫廠的推出提供了更大的可能性，尤其是在 2025 年以后發展步伐加快。 3.2.3 制氫成本大幅下降 國際氫能理事會預測，到 2030 年，澳大利亞、智利、北非和中東等擁有最佳資源的地區可再生能源制氫成本將出現最大降幅，可能降至每公斤 1.4 至 2.3 美元。到 2028 年，在資源最好的地區，由可再生能源制備的“綠氫

30、”將和“灰氫”的成本持平，而在全球平均水平上，兩者成本將在 2032 年至 2034 年間持平。 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 13 四、中國綠氫產業發展現狀及趨勢 4.1 中國綠氫產業發展現狀 4.1.1 綠氫制取技術 目前，國內外堿性電解水技術均較為成熟，而堿性固體陰離子交換膜（AEM）電解水技術國內外都處在研發完善階段，SOEC 技術國內外都處于實驗室研發階段。國內 PEM 電解水制氫技術尚處于從研發走向商業化的前夕。 中國科學院大連化物所從 20 世紀 90 年代開始研發 PEM 電解水制氫，在 2008 年開發出產氫氣量為 8Nm3/h 的電解池堆及系統，輸出壓力為 4MPa

31、、純度為 99.99%。從單機能耗上看，國內的 PEM 制氫裝置較優；雖然在規模上與國外產品還有距離，但國內主要研發單位如中科院大連化學物理研究所、中船重工集團718 研究所、中國航天科技集團公司 507 所、淳華氫能等，已經在重點攻關，并即將走向商業化。高壓氣態儲氫和液氫儲氫技術國內已規模應用。高壓氣態儲氫是現階段經濟、實用的儲氫方案，70MPa 高壓氣態儲氫 VI 型瓶已商業化應用。 圖表 5 中國已掌握的綠氫制取技術 公司 國家 PEM 電解槽 堿性電解槽 堿性陰離子交換膜 AEM 中船 718 所 中國 天津大陸 中國 蘇州競立 中國 大連化物所 中國 陽光電源 中國 山東賽克賽斯 中

32、國 中電豐業 中國 資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析 從水電解槽經濟指標來看，堿性槽在效率、使用壽命和成本上具有優勢；PEM 槽在操作壓力、負載范圍、占地具有優勢；考慮到成本和可靠性等因素，大規模制氫仍會在一段時間內以堿性電解槽為主。 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 14 圖表 6 三種電解槽的經濟指標 資料來源：IEA 2019 4.1.2 綠氫制取競爭格局 水電解制氫裝置主要有水電解槽、氫(氧)氣液分離器、氫(氧)氣冷卻器、氫(氧)氣洗滌器等設備組成。我國制氫設備市場目前處于市場爆發前夕，企業產能飽和，即將擴產備戰。堿性制氫設備競爭五強格局初現，但由于制氫需求尚未打開，格局變

33、數較大。 圖表 7 水電解制氫設備市場競爭格局 資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析 4.1.3 綠氫制取項目 近期，我國開展了 12 個風電制氫項目和 7 個光伏制氫項目，其中國家電投集團、國家電網、中國節能環保投資集團、上海電氣等大型央國企都參與了“綠氫”項目。 目前國內可再生能源制氫項目在河北張家口、甘肅蘭州、寧夏寧東、內蒙古烏蘭察布有718所, 35%蘇州競立, 20%天津大陸, 15%天津新氣, 8%中電豐業, 11%其他, 13%2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 15 布局，氫氣總產量達 41000Nm3/h。 圖表 8 國內可再生能源制氫項目及企業 項目地點 項目名稱 建

34、設單位 氫氣產量 河北張家口 海珀爾望山制氫廠 張家口海珀爾公司 2000Nm3/h 河北張家口 沽源風電制氫站 河北建投公司 800Nm3/h 甘肅蘭州 液態陽光 蘭州石化公司 1000Nm3/h 寧夏寧東 寧東化工基地氫能園 寶豐能源集團 6000Nm3/h 河北張家口 尚義風電制氫站 國家能源集團 1200Nm3/h 內蒙古自治區 烏蘭察布 國家電投集團 30000Nm3/h 資料來源：張家口市海珀爾望山制氫廠，氫啟未來網分析 可再生能源耦合制氫應用示范項目穩步增長，基數規模不斷擴大。據統計，2017 年我國可再生能源制氫示范項目數 7 個，2020 年為 25 個，預計到 2023 年

35、將達到 60 個。 圖表 9 可再生能源耦合制氫應用示范項目 領域 項目 金額（億元） 參與企業 化工 寧夏寶豐能源制氫示范項目 14 寶豐能源、718 所、蘇州競立 蘭州新區液態陽光項目 1.4 中科院大連化物所、蘭州新區石化產業投資等 京能電力風光氫儲項目 230 京能電力 現場制氫 張家口制氫加氫示范項目 1.1 張家口海珀爾 其他 山西首座氫儲能綜合能源互補項目 6 大唐山西發電、安瑞科 長嶺縣龍鳳湖 200MW 風電制氫示范項目 0.58 長潤風電、蘇州競立 河北沽源風電制氫綜合利用示范項目 20.3 河北建設、McPhy 陽光電源-榆樹市風電制氫綜合示范項目 32.4 陽光電源、中

36、科院物化所 資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析 圖表 10 2017-2023 年中國可再生能源制氫示范項目數發展 單位：個 資料來源：高工氫電研究所，氫啟未來網分析 72560201720202023F2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 16 4.1.4 綠氫制取面臨的挑戰 電解水制氫具有綠色環保、生產靈活、純度高等特點，可以滿足高純度的氫氣需求。但缺點是能耗大，制氫成本是目前工業化制氫領域最高的，單位制氫成本是煤制氫的 45 倍。制氫成本受電價的影響很大，電價占其總成本的 70%以上。若采用市電生產，制氫成本約為30-40 元/公斤。目前電解成本高是制約電解水制氫技術推廣使用的最重

37、要原因。但同時在我國三北地區， 大量可再生能源電力如風電和光伏發電還存在不能并網的情況。 由于電能不能大規模儲存，棄風棄光會造成能源的浪費。因此，未來我國采用可再生能源進行電解制氫的潛力很大。 問卷調查顯示，公眾認為當前電解水制氫存在的主要問題是制氫成本較高。 圖表 11 公眾認為當前電解水制氫存在的主要問題 資料來源：氫啟未來網 在上游綠氫制取市場，重點企業有上海電力、節能風電、陽光電源、吉林電力、新天綠色能源、金鳳科技等。 4.2 中國綠氫產業發展趨勢 4.2.1 藍氫是短期過渡 雖然可再生能源電解水制氫是我國實現氫脫碳的終極之路， 但從中國的國情來看， 由于規?；?、低成本的可再生能源電解

38、水制氫產業尚未形成，因此已有規?；?、產業化的煤制氫路線仍將長期存在， 但是需要疊加 CCUS 技術 （碳捕集和封存利用） 將 “灰氫” 變為 “藍氫” ，補充氫能的供應，“灰氫”+CCUS 技術近中期將幫助“綠氫”實現過渡。 80%40%20%電解水制氫成本較高電解槽耐久性和可靠性不足電解槽效能低，成本高2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 17 4.2.2 技術將逐漸成熟 目前，國內外堿性電解水技術均較為成熟，而堿性固體陰離子交換膜（AEM）電解水技術國內外都處在研發完善階段，SOEC 技術國內外都處于實驗室研發階段。國內 PEM 電解水制氫技術尚處于從研發走向商業化的前夕。 中國科學院大連

39、化物所從 20 世紀 90 年代開始研發 PEM 電解水制氫，在 2008 年開發出產氫氣量為 8Nm3/h 的電解池堆及系統，輸出壓力為4MPa、純度為 99.99%。從單機能耗上看，國內的 PEM 制氫裝置較優；雖然在規模上與國外產品還有距離， 但國內主要研發單位如中科院大連化學物理研究所、 中船重工集團 718 研究所、中國航天科技集團公司 507 所、淳華氫能等，已經在重點攻關，并即將走向商業化。高壓氣態儲氫和液氫儲氫技術國內已規模應用。 高壓氣態儲氫是現階段經濟、 實用的儲氫方案，70MPa 高壓氣態儲氫 VI 型瓶已商業化應用。 4.2.3 成本將不斷下降 目前，通過可再生能源發電

40、制取“綠氫”主要面臨成本高的問題。一方面，當前階段以風電光 伏為代表的可再生能源發電成本還比較高；另一方面，電解槽的能耗和初始投資成本較高，規模還較小。因此，未來提高“綠氫”經濟性的有效途徑將主要依靠可再生能源發電成本的下降，電解槽能耗和投資成本的下降以及碳稅等政策的引導。 在碳中和目標下，綠氫將在工業、交通、建筑等碳排領域扮演重要深度脫碳角色。近 5年綠氫將率先在供熱和重卡行業得以應用， 天然氣管網中通過天然氣摻氫用于建筑供熱。 此外，由于政府和民眾在氫氣基礎設施建設方面的支持，綠氫最早可能于 2025 年在為重型車輛（如區域列車和重卡）提供動力方面具備競爭力。到 2030 年，部分可再生能

41、源資源稟賦優勢區域，綠氫成本可下探至與灰氫平價的水平，即達到 10-12 元/kg，這標志著氫能在重型運輸領域極具價格競爭力的轉折。到 2035 年后，綠氫或將作為極具競爭力的能源在主流工業領域和交通領域大規模推廣應用。 五、促進綠氫產業發展的策略建議 針對綠氫產業發展中面臨的關鍵核心技術尚未突破、 總體成本過高等問題， 我們提出以下建議： 一是加強綠氫用電的優惠政策支持。由于綠氫 56%的成本為電力成本，針對當前綠氫成本過高的現狀，建議政府出臺相關政策，給予綠氫制取用電一定的優惠。 2021 中國綠氫產業現狀與發展前景 18 二是加大綠氫專項研發資金投入。針對“綠氫”制取技術裝備關鍵技術及材料研究和科技成果產業化應用設立科技專項，加大專項研發資金投入。支持行業企業突破“卡脖子”技術，趕超國際先進水平，實現“綠氫”制備技術完全自主化。 三是成立綠氫組織或聯盟，針對綠氫難以攻克的共性技術，給予技術支持。