一、中国氢气供需规模预测

中国是世界上最大的氢气生产国，从2018年开始氢气年产量已超过2000万吨规模。根据中国煤炭工业协会数据显示，2012-2021年，中国氢气产量从1600万吨增长至3300万吨，整体呈稳步增长趋势；自2020年“双碳”目标提出后，我国氢能产业热度攀升，发展进入快车道，2021年中国氢气产量同比增长达32%。

预计到2030年碳达峰期间，我国氢气的年需求量将达到3715万吨；到2050年，氢气的年需求量将增至9500万吨左右，氢气市场规模将达到7542亿元，未来市场空间广阔。

中国氢能市场规模（亿元）

数据来源：中国煤炭工业协会

二、中国氢气供给与消费结构分析

中国是全世界最大的制氢国家，初步评估现有工业制氢产能为4000万吨/年左右，可为氢能燃料电池产业化发展初期阶段提供氢源保障，62%的制氢量来自于煤或焦炭生产，电解水制氢占比不足1%。

数据来源：中国煤炭工业协会

为实现“双碳”目标，我国正大力发展光伏、风能等清洁能源，预计到2050年中国电解水制氢规模占比将达到49%，工业副产物和天然气制氢融合CCUS技术实现低碳排放，煤炭制氢占比则大幅降至10%左右。

数据来源：中国煤炭工业协会

国际能源署（IEA）《全球氢能回顾2022》数据显示，2021年，全球氢能需求达到9400万吨，氢能需求的大部分增长来自炼油和传统工业。与中国不同，目前全球范围内主要依靠天然气和工业副产制氢，美国95%的制氢通过大型中央工厂的天然气重整实现，主要原因是它是目前最经济实惠的做法；欧洲氢气产量占全球21%，也主要依赖于天然气重整。

数据来源：国际能源署（IEA）《全球氢能回顾2022》

三、不同制氢技术路线趋势分析

目前主要的制氢方式包括化石燃料制氢、碳捕捉与封存（CCS）制氢、工业副产制氢和电解水制氢等类型：

化石燃料制氢（灰氢）：化石燃料制氢是传统的制氢方法，目前有着绝对的成本优势。该方式由于离不开对化石燃料的依赖，仍会排出二氧化碳等温室气体，因此所制氢气不属于清洁氢能范畴。化石能源制氢主要包括煤制氢、天然气制氢、石油制氢、甲醇制氢等，其中煤和天然气制氢是化石能源制氢的主要方式；

碳捕捉与封存（CCS）制氢（蓝氢），可以使碳排放量能够减少90%以上，但CCS技术将增加制氢成本。作为未来的一种过渡路线，既能享受煤制氢、天然气制氢的低成本，又能较大程度减少碳排放当量；

工业副产制氢：工业副产制氢是指将富含氢气的工业尾气作为原料，主要采用变压吸附法（PSA法），回收提纯制氢。目前主要尾气来源有氯碱工业副产气、焦炉煤气、轻烃裂解副产气。与其他制氢方式相比，工业副产品制氢的最大优势在于几乎无需额外的资本投入和化石原料投入，所获氢气在成本和减排方面有显著优势。由于其丰富的潜在供应量，是燃料电池发展现阶段可行的供氢解决方案；

电解水制氢（绿氢）：电解水制氢是在直流电下将水分子分解为氢气和氧气，分别在阴、阳极析出，所产生的氢气纯度高（＞99%）。该技术是目前最有发展潜力的绿色氢能生产方式，特别是利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气来源方案中碳排放最低的工艺，与全球低碳减排的能源发展趋势最为一致。

从未来发展路径来看，工业领域，化石燃料制氢仍占据主导位置；交通领域，短期优先选用工业副产氢作为主要来源，长期采用可再生能源电解水制氢。在供给结构转变过程中，“蓝氢”将成为“灰氢”过渡到“绿氢”的重要阶段。虽然蓝氢在灰氢的基础上结合CCS技术，成本有所提升，但是依然低于绿氢成本，因此看好蓝氢未来的增长空间。

绿氢其经济性受电价的影响较大。如果按照平均工业电价0.6元计算，产氢成本约40-50元/kg，明显偏高。据估算，当电价低于0.3元时，电解水制氢成本与其他工艺路线相当。长期来看，绿氢占比有望大幅提升。受益于可再生能源成本下降以及碳排放约束，预测到2030年绿氢比例将上升到13.5%左右。