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洞见氢能万亿市场空间!《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》正式发布
作者:官方 来源:互联网 所属栏目:智库 发布时间:2022-03-31 15:57
[ 导读 ]氢能,被视为“21世纪最具发展潜力的清洁能源”。在实现“双碳”目标过程中,氢能产业发展备受关注。《报告》从政策、专利等视角...

氢能,被视为“21世纪最具发展潜力的清洁能源”。在实现“双碳”目标过程中,氢能产业发展备受关注。近日,《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》更是明确了氢能产业发展定位:“氢能是未来国家能源体系的重要组成部分;氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体;氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。”

伴随国家战略持续加码,相关企业纷纷投身氢能产业链建设,以争取抢先卡位。在愈发激烈的竞争中,凭借技术、专利、知识产权构建的“硬实力”愈发重要。3月31日,由智慧芽和《科创板日报》联合撰写的《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》(以下简称:《报告》)正式发布。《报告》从政策、专利等视角出发,全方位分析目前我国氢能产业技术发展情况,包括:氢能产业链技术布局、相关专利发展趋势,以及重点创新企业等。

《报告》意在为中国氢能企业制定氢能发展战略和攻坚氢能技术突破、为更广大科技界捕捉氢能技术发展动向、为政府制定氢能发展政策等提供借鉴参考;其共六大章节,分别为:氢能行业简介及发展历程梳理、氢能行业全景扫描、中国氢能行业技术发展趋势透视、中国氢能行业研发竞争格局、中国氢能代表性企业技术盘点、氢能行业技术发展展望。

01 透视氢能行业发展

氢能,是指氢、氧进行化学反应所释放出的化学能,是一种来源广泛、清洁无碳、应用场景丰富的可再生能源,可用于储能、发电、交通工具燃料驱动、家用燃料等。

因此,氢能也成为支撑可再生能源大规模发展、推动传统能源结构转型的理想媒介,能源安全的一道重要保障,以及交通、工业、电力、建筑等领域实现大规模深度脱碳的重要方式,有助于拉动产业链上下游多环节共同发展、协同多产业共同进步、提供经济发展驱动力。

图:氢能发展历程(全球 + 国内);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

放眼至整个氢能行业,《报告》研究认为,氢能产业链包括上游制氢 (制备-储运-加注 ),中游燃料动力电池系统和下游应用三个关键环节。

其中,上游氢气制备路线不同,可分为化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢、电解水制氢以及新型制氢技术四种形式;上游储运环节根据氢能储运状态不同,可分为高压储氢、固态储氢、液态储氢以及高压液态储氢四种形式;上游加注环节根据加注方式不同,可分为站外加氢和站内加氢两种加注形式。

中游为氢燃料动力电池系统,主要由燃料电池电堆系统和控制系统两部分组成。

下游应用环节主要涵盖交通运输、固定发电、便携式电池和航空航天四大产业。其中,交通运输产业领域的应用是目前氢能产业发展的主流方向。

图:氢能产业链图谱;来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

当前,持续的技术创新已成为推动产业进步的关键因素。《报告》认为,从中国氢能行业技术发展趋势来看,电解水制氢作为清洁、可持续的制氢方式,是我国未来氢气制备技术发展的重要方向。根据智慧芽预测,2022年电解水制氢技术专利申请量将再迎阶段性高峰。

而氢气储运方式根据氢或储氢材料形态的不同主要分为:高压气态储运、低温液态储运、固态储运以及高压液体储运四种形式。《报告》研究认为,从这四种氢气储运方式的专利数量和增长趋势来看,高压气态和高压液态储运技术增长势头最好。

氢气加注方面,《报告》显示,截至目前,我国加氢站专利申请总量2373件,年均专利申请量62件。从专利申请趋势发现,2002年-2015年期间为技术萌芽期;2016年后,我国加氢站专利申请呈现爆发式增长趋势。根据智慧芽预测,预计2022年、2023年,国内加氢站相关技术的专利申请数量将分别达492件、551件。


图:中国制氢技术历年专利申请量(数据来源:智慧芽);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

02 氢能赛道多方混战

“双碳”背景下,不少企业正大练“氢”功。

《报告》显示,从中国氢能行业研发竞争格局来看,在上游技术研发竞争格局中,制备技术研发方面,电解水制氢由于设备简单,工艺流程稳定且不产生任何污染,是当前制氢领域的热点技术,且专利申请总量与增长速度均高于其他制氢技术。

图:中国电解水制氢技术专利申请人历年申请量(数据来源:智慧芽);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

储运技术研发方面,高压气态和高压液态储运方式由于适用场景广、成本低,是现阶段国内应用最广泛的储运方式。两者专利申请总量与增长速度均高于其他储运方式。此外,我国广泛采用站外加氢模式。

图:中国氢气高压储运技术专利申请人历年申请量(数据来源:智慧芽);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

图:中国站外加氢技术专利申请人历年申请量(数据来源:智慧芽);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

在中游技术研发竞争格局中,中游燃料电池动力系统所涉及的零部件众多,通常均有整车厂集中进行开发。从专利申请数量的年度分布趋势来看,中国和国外在该领域的技术研究基本同时起步。

图:中国氢燃料动力电池系统专利申请人历年申请量(数据来源:智慧芽);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

在下游技术研发竞争格局中,交通领域作为氢能消费的重要突破口,氢燃料电池汽车的发展前景较为广阔。

图:中国氢能在交通运输领域的专利申请人历年申请量(数据来源:智慧芽);来源:《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》

从中国氢能代表性企业技术来看,在上游环节中,包括:制氢技术代表企业华能集团、上海合既得,储运技术代表企业富瑞特装,加注技术代表企业上海氢枫能源;在中游环节,包括:燃料电池龙头企业新源动力,电堆技术领先企业上海神力;在下游环节,包括:氢能乘用车代表企业武汉格罗夫,氢燃料电池发动机代表企业亿华通。

03 洞见万亿市场空间

当前,氢能产业将迎来巨大的市场发展前景。根据中国氢能联盟预测,2026年-2035年,我国氢能产业产值将达5万亿元。

《报告》研究认为,从氢能产业链发展趋势来看,在制氢环节,可再生能源制氢是长期方向,因为只有可再生能源电解水制备的“绿氢”才能实现真正的零碳排放;在储运环节,高压气态和高压液态储运氢技术相对成熟,是现阶段主要的储运方式;在应用环节,氢燃料电池汽车是新能源汽车的最具发展前景的技术路线之一。

对于氢能行业未来技术演进与展望,《报告》显示,现阶段,无论是大规模可再生能源制氢,还是氢能的储存、运输、分销,以及具体下游应用,氢能各环节基本都处于技术示范和本土化的发展阶段。

在具体产业链环节中,上游的制氢、储运是两大基础领域;而中游环节,从专利申请情况来看,氢燃料电池及系统的国内申请人研发重点主要还是集中在膜电极、催化剂、质子交换膜、双极板等关键部件。

根据《报告》预测,未来随着产业配套政策落地,氢能技术进步与成本下降有望进入良性循环。

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