随着世界各国对排放要求的提高及全球能源危机，探寻可再生及环保的清洁能源迫在眉睫。在众多能源中，由于氢能具有清洁、高效、可再生、应用广泛等特点，氢能正被提升到能源战略高度和技术改革的方向。其中，来自可再生能源的绿氢更是从源头上杜绝了碳排放，是真正意义上的清洁能源，受到我国政府及企业的热捧，绿氢产业布局空前加快。

一、绿氢产业发展环境

我国氢能资源十分丰富，发电成本越来越低。中国的风电和光伏资源丰富，还有非常可观的地热、生物质、海洋能、太阳能热利用以及固体废弃物的资源化利用，随着近年来技术的进步，可再生能源的发电成本越来越具有竞争力，为发展“绿氢”提供了有利条件。我国可再生能源制氢具有较大的潜力，可以用于以电解水方式制取“绿氢”。同时，可发挥氢气的储能作用，以解决间歇式能源消纳问题。

我国氢能产业发展的政策与制度环境正在形成。截至2019年11月，全国4个直辖市、10个省份、30个地级和县级市发布了氢能产业规划；国内氢能产业链上出现了49个投资或并购案例，涉及总金额超1000亿元。

我国氢能技术研发已取得重要进展。近年来，我国与氢能相关的高性能产品研发及批量生产、催化剂等核心技术研发取得了重要进展，氢能制储运技术已具备了较好的发展基础，已开发出具有自主知识产权的氢燃料电池关键部件。地方和企业在发展氢能产业上积累了一定的经验。

二、绿氢发展面临的困境

（1）蓝氢仍要用

虽然说绿氢是方向，但现阶段，由于体制、机制、技术、商业等谁诸多因素的影响，绿氢不可能迅速大规模地导入市场。目前，绿制供应量仅占市场消费总量的1%左右，国内将在相当长的一段时期内应用蓝氢。工信部原部长李毅中表示，“灰氢不可取，蓝氢方可用，废氢可回收，绿氢是方向”，就是考虑目前的现实情况。

（2）制取成本高

绿氢制取成本目前仍然较高，它制约了绿氢大规模的商业应用。根据国家发改委专家的观点，只有当绿氢成本降低到20元//kg以下时，绿氢相对传统能源，才能在重型交通、高品质供热（>400oC）领域有商业的竞争优势；而要作为氢基原料，如炼铁、合成甲醇、合成氨，绿氢成本必须下降到10元//kg以下。因此，目前，绿氢大规模商业应用仍然受制于较高的成本。

图表 1 绿氢成本与电解槽成本、电价及电解槽效率的关系

（3）非离网制氢

据高工氢电研究所提供的数据，目前国内碱性电解水制氢难以直接与可再生能源耦合。碱性制氢系统设备负荷率30-100%，对于可再生能源的电力波动性“束手无策”；国内PEM制氢规模小、成本高，大规模应用为时尚早；据GGII调研，国内MW级以上的风光耦合制氢示范性项目没有离网制氢，皆为并网制氢。

（4）利用率不足

氢气仍被视为危险化学品进行强制管理，建设审批困难；加氢站运营困难，主要系现阶段氢气成本和价格居高不下，同时缺少足够的车端用氢；目前国内90%以上的加氢站利用率不足。

图表 2 国内加氢站运营情况

三、绿氢产业发展趋势资料来源：高工氢电研究所，氢启未来网分析

百年来，能源科技进步的总体趋势是脱碳加氢和清洁高效。纵观能源的发展历史，从最初使用固态的木柴、煤炭，到液态的石油，再到气态的天然气，可以看出其H/C比提高的趋势和固-液-气形式的渐变过程。当前，技术革新、政策支持和市场普及齐发力，“氢能时代”大幕正在徐徐拉开。总的来看，绿氢产业呈现技术逐渐成熟、成本不断下降、市场持续发展的趋势。

趋势一：技术逐渐成熟

目前，国内外碱性电解水技术均较为成熟，而碱性固体阴离子交换膜（AEM）电解水技术国内外都处在研发完善阶段，SOEC技术国内外都处于实验室研发阶段。国内PEM电解水制氢技术尚处于从研发走向商业化的前夕。中国科学院大连化物所从20世纪90年代开始研发PEM电解水制氢，在2008年开发出产氢气量为8Nm3/h的电解池堆及系统，输出压力为4MPa、纯度为99.99%。从单机能耗上看，国内的PEM制氢装置较优；虽然在规模上与国外产品还有距离，但国内主要研发单位如中科院大连化学物理研究所、中船重工集团718研究所、中国航天科技集团公司507所、淳华氢能等，已经在重点攻关，并即将走向商业化。高压气态储氢和液氢储氢技术国内已规模应用。高压气态储氢是现阶段经济、实用的储氢方案，70MPa高压气态储氢VI型瓶已商业化应用。

图表 3 中国已掌握的绿氢制取技术

趋势二：成本不断下降资料来源：高工氢电研究所，氢启未来网分析

研究机构普华永道在最近的一份氢能源行业前景分析报告中指出，电力成本占“绿氢”可变成本的60%-70%。因此，当可再生能源的成本降至20美元/兆瓦或以下时，“绿氢”将具有成本竞争力。近年来，国内由风能和太阳能发电制成的绿氢发展速度比预期更快。氢燃料电池系统规模效应和国产化趋势明显，系统成本将大幅下降；据预测，2030年后氢燃料在商用车与专用车的TCO成本有望超过纯电动汽车。加上“以奖代补”新政正引导产业进入良性发展。2020年新能源汽车财政补贴完全退坡后，氢能及燃料电池将成为唯一获得补贴的动力电池技术路线。中国氢燃料电池汽车的补贴力度大于纯电动车，可弥补造车成本的差距。

图表 4 氢燃料客车TCO成本经济性趋势

单位：元/km

趋势三：市场持续发展

氢燃料电池车是拉动下游应用市场增长的主要力量。中国燃料电池汽车进入导入期，电池关键零部件处于示范应用阶段，氢燃料电池汽车拉开氢能商业化利用序幕。根据《中国燃料电池发展白皮书》，到2030年，我国燃料电池汽车保有量达到200万辆水平，到2050年，保有量水平达到1000万辆水平。从销量结构上看，我国氢燃料电池车以客车和货车为主。预计在2030年前，客车、货车在氢燃料电池系统汽车总保有量的占比在80%及以上。2030年后，随着燃料电池系统技术成熟以及成本下降，重卡和乘用车的规模会快速扩大。据统计，2017年我国可再生能源制氢示范项目数7个，2020年为25个，预计到2023年将达到60个。

图表 5 2017-2023年中国可再生能源制氢示范项目数发展

单位：个

资料来源：高工氢电研究所，氢启未来网分析

注：文章内容摘自氢启未来网的《2021中国绿氢产业发展报告》。