2021年氢能产业链上中下游发展分析研究报告（72页）.pdf

1、2021 年深度行业分析研究报告 nXjW9UmUfUbYwOuMuMzR7NbPaQtRmMmOqRfQmNoMjMnNqO6MoOuNvPqMpNuOtQpR 第一章：氢能产业链上游第一章：氢能产业链上游 资料来源：国鸿氢能，国信证券经济研究所整理 应用场景丰富 0202 0303 0404 0101 交通运输领域：氢燃料电池汽车 交通运输业排放占全球碳排放量的1/3。燃料电池车具有 零排放、续航里程长等特点，是交运行业减碳的最佳选择 热值高 氢气是常见燃料中热值最高的（143 kJ/g）， 是石油的约3倍，煤炭的4.5倍 建筑领域：分布式热-电联供系统 氢气供燃料电池发电，燃料电池发电产

2、生热量用于供 暖与热水供应 储能领域：氢储能参与电网辅助 氢储能系统耦合风光等可再生能源参与电网削峰填谷、 调峰调频等作用 工业领域：氢能炼钢 利用氢气的高还原性，代替焦炭作为高炉还原剂，以 避免钢铁生产中的碳排放 无碳排、无污染 氢气燃烧过程无碳排放、无污染物产生 安全性好 氢气在发生泄露后极易扩散，爆炸下限浓度 高于汽油和天然气 图1：氢能优势与应用场景 4 资料来源：亿华通，国信证券经济研究所整理 制氢氢储运氢加注 化石能源制氢 高压气氢 低温液氢 固态储氢 加氢站 煤制氢 天然气制氢 石油类燃料制氢 工业副产氢 焦炉气 氯碱副产气 丙烷脱氢副产气 乙烷裂解副产气 电解水制氢 太阳能发电

3、 风能发电 水力发电 生物质发电 核电 燃料电池动力系统 燃料电池电堆 催化剂 质子交换膜 气体扩散层 双极板 密封圈 紧固件 系统其他主要部件 空压机 氢气循环泵 增湿器 储气瓶 散热器 DC/DC 泵与阀件等 燃料电池应用 交通 汽车 船舶 轨道交通 叉车 固定式应用 分布式电力系统 家庭热电联产 备用电源 军用 便携电源 无人机 舰艇动力系统 备用电力系统 航天火箭发动机 上游中游（部分）下游 图2：氢能产业链概览 5 根据中国氢能联盟的预测，在2030年碳达峰愿景下，我国氢气的年需求量预期达到3,715万吨，在终端能源消费中占比约为5%；可再生氢产量约为500万吨，部 署电解槽装机约8

4、0GW。在2060年碳中和愿景下，我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为20%。其中，工业领域用氢占比仍然最 大，约7,794万吨，占氢总需求量60%；交通运输领域用氢4,051万吨，建筑领域用氢585万吨，发电与电网平衡用氢600万吨。 数据来源：中国氢能联盟，国信证券经济研究所整理 3342 3715 5276 9690 13030 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 20202030E2040E2050E2060E 工业 60% 交通运输 31% 建筑领域 4% 发电与电网平衡 图3：我国氢气年产量以及未来预期（万 吨

5、） 图4：2060年我国氢气各领域用量展望 数据来源：中国氢能联盟，国信证券经济研究所整理 6 当前全球氢气年产能约7000万吨，我国氢气产能约3342万吨；国外市场以天然气制氢为主，占比约为75%；我国以煤制氢为主，占60%以上。 全球可再生能源制氢占比极小，却是降低燃料电池汽车全生命周期碳排放量的主要途径，因此正在得到全球范围的大力推动。我国碱性水电解制氢技术较为成熟， 应用比较广泛，但存在单体制氢能力较小、电流密度小、占地面积大等问题。质子交换膜电解制氢技术国内外均处于研发和小量应用阶段，我国质子交换膜制氢 技术在设备成本、催化剂技术、质子交换膜本身等方面与国际先进水平差距较大。因此，短

6、期以成熟的碱性水电解制氢技术为主，中长期为碱性、质子交换膜等 多种制氢方式并存。其他制氢方式包括生物质制氢、光解水制氢、核能制氢等，但目前仍处于实验研发阶段，尚无规模化应用。 数据来源：中国氢能联盟，国信证券经济研究所整理 技术路线优势劣势规模 （立方米/小时）碳排放（kgCO2/kgH2) 化石原料制氢 煤气化 产量高，成本低，技术成熟工艺流程长，碳排放量大 天然气重整1000100000 工业副产氢 焦炉煤气 相比煤制氢初次投资更小，能 耗更低 建设地点受制于原料供应 5000100000 5 2000100000 氯碱副产氢 200010000 烷烃脱氢 5010000 合成氨醇 电解水