上游制氢、中游储运、下游应用，氢能产业关键设备应用场景

氢能具备生态友好、高效、储运方式多样、应用场景广泛几点核心优势。2022年3月，国家发改委和国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，首次将氢能定位为未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。氢能产业链包括上游制氢，中游氢储运、加氢站，化工为氢能最主要的应用场景，预计到2060年工业领域氢气使用量占总量的60%，工业领域包括化工行业和钢铁行业。目前，工业用氢主要依赖化石能源制取，未来通过低碳清洁氢替代应用潜力大。

1、 上游制氢：电解槽是制绿氢的核心设备

绿氢是通过光电、风电等可再生能源电解水制得的氢能，在制氢过程中基本不会产生温室气体，是氢能利用最理想的形态。根据主要国际能源组织的预测，到2050年全球的绿氢产量将远远高于蓝氢。

化石燃料制氢目前仍是主流，电解水制氢是未来最有发展潜力的绿色氢能生产方式。主流制氢方式包括化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢三类。目前我国仍以化石燃料制氢为主。而电解水制氢受制于技术和高成本，2020 年占氢能总产量的比例仅 1%。

碱性电解水制氢是电解水制氢最成熟、成本最低的技术路线，电解槽是碱性电解水制氢的核心设备和值量中心。目前电解水制氢主要有3种技术路线：碱性电解（AWE）、质子交换膜（PEM）电解和固体氧化物（SOEC）电解。碱性电解水制氢设备包括电气设备【为电解槽主体提供电源，同时控制/调节装置压力】；电解槽【电解水制氢设备主体，通过加入电解液，分离出氢气和氧气】；气液分离&干燥纯化系统【将电解液中的氢气进行分离，同时进行干燥&提纯处理，产出高纯度氢气成品】；其他设备包括补水装置等，电解过程需消耗大量的水。

在氢能产业化提速背景下，电解槽设备出货量正显著提升。《规划》设定了2025年中国绿氢产量达到 10-20 万吨/年的基础目标，据高工产研氢电研究所测算，实现上述目标对应的电解槽装机规模为1400-2800MW（按设备利用率 4000h 计算）。GGII预计，2025 年国内电解水制氢设备市场需求量将超过 2GW，相比 2020 年增长 6 倍以上。2023 年 1-2 月，已公开招标电解槽的绿氢项目共 8 个，合计电解槽招标量达763.5MW，同比增长近3 倍，并已超过 2022 年国内电解槽出货量（近 750MW）。

2、 中游：氢储运、加氢站用国产设备需求提升

在氢能产业发展过程中，氢的存储运输是连接氢气生产端与需求端的关键桥梁，因此高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的必要保障。根据氢气的储存状态可将储运方式分为气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等。

高压气态储氢技术成熟度高、成本较低，是现阶段我国主要的储氢方式。根据应用领域划分，气态储氢瓶又包括加氢站用储氢瓶组及车载储氢瓶等。

加氢站是为燃料电池汽车充装氢气燃料的专门场所，压缩机、储氢瓶、加氢机是加氢站三大核心设备。

政策加码下我国加氢站扩建力度加大。2021 年中国新建 100 座加氢站，累计建成数量达 218 座，位居世界首位 20。2022上半年国家进一步统筹推进加氢网络建设，全国已建成加氢站超 270 座。

中国加氢站的技术尚未成熟，关键设备国产化是加氢站降本的最重要手段。在加氢站成本构成中，设备投资额占比高达45%，核心设备氢气压缩机、加氢机等仍高度依赖进口。目前我国常建的高压氢气加氢站的造价约为1500 万元，根据毕马威援引的专家数据，未来加氢站仍有 30%-40%的降本空间，设备国产化是最重要的降本手段。

3、 下游：化工为氢能主要应用领域

根据预测，到 2060 年工业领域和交通领域氢气使用量分别占比60%和 31%，电力领域和建筑领域占比分别为 5%和 4%。

氢气是合成氨、合成甲醇、石油精炼和煤化工行业中的重要原料，还有小部分副产气作为回炉助燃的工业燃料使用。据数据显示，2020 年合成氨、甲醇、冶炼与化工所需氢气分别占比 32%、27%和 25%。目前，工业用氢主要依赖化石能源制取，未来通过低碳清洁氢替代应用潜力巨大。