報告 | 氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景預測

從中央到地方氫能政策框架已搭建完成，內容不斷完善。當前氫能各領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)頭羊在于燃料電池汽車(chē)（FCEV），FCEV增長(cháng)空間在于各地規劃的推廣數量。從各地規劃的推廣目標來(lái)看，全國范圍2025年的FCEV規劃量近11.6萬(wàn)輛，共計建設加氫站1339座，氫能產(chǎn)業(yè)規模共計達到1.34萬(wàn)億。

本文對車(chē)載燃料電池系統、燃料電池熱電聯(lián)供、氫儲能、制氫裝備、加氫站、關(guān)鍵材料和部件等進(jìn)行了市場(chǎng)預測：

車(chē)載燃料電池系統市場(chǎng)趨勢及未來(lái)展望

2022年我國燃料電池汽車(chē)產(chǎn)量3626輛，同比+105.4%，銷(xiāo)量3367輛，同比+112.8%，均創(chuàng )下歷史新高；2023年上半年全國燃料電池汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)數據分別為2495輛和2410輛，同比增加38.4%和73.5%（2022年上半年產(chǎn)銷(xiāo)數據為1803輛和1389輛），上半年仍保持增長(cháng)態(tài)勢。展望2023年下半年，行業(yè)多元應用場(chǎng)景需求不斷釋放，使用成本將不斷下降，我國燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)或將邁出更大的發(fā)展步伐。

圖片數據來(lái)源：中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )，香橙會(huì )氫能數據庫

2023年上半年燃料電池汽車(chē)上險量達2158輛，其中重卡占比為39%、客車(chē)為23%、專(zhuān)用車(chē)占比20%，意味著(zhù)氫能在長(cháng)途重載領(lǐng)域的優(yōu)勢正逐步被市場(chǎng)認可；上險量TOP5地區依次為北京、上海、廣東、河南和湖北，北京以絕對的優(yōu)勢位居第一。根據河南2023年規劃，今年將新推廣1055輛燃料電池車(chē)，預計后續河南市場(chǎng)將一步走高。

中國是最大的車(chē)載燃料電池市場(chǎng)，海外市場(chǎng)競爭已開(kāi)啟。2023年上半年氫燃料電車(chē)上險數量top10基本是老牌燃料電池企業(yè)，豐田系（包括豐田和華豐品牌）首次進(jìn)入前十，這也是首次有外資品牌進(jìn)入。隨著(zhù)現代的廣州燃料電池工廠(chǎng)投產(chǎn)、產(chǎn)品登上工信部目錄，外資品牌在上半年可謂來(lái)勢洶洶。作為對比，國內品牌積極開(kāi)拓國際市場(chǎng)。這顯示燃料電池的國際化競爭已經(jīng)悄然開(kāi)始，企業(yè)應積極拓展海外渠道。

未來(lái)車(chē)載燃料電池系統功率及匹配車(chē)型，功率在5-50kW（小功率可空冷），主要應用在叉車(chē)、觀(guān)光車(chē)等上；功率在70kw-90kW，主要應用于輕卡、乘用車(chē)、垃圾車(chē)等專(zhuān)用車(chē)上應用；功率在90-150kW之間，主要應用于客車(chē)行業(yè)、物流車(chē)、工程車(chē)等；功率在200-300kW主要應用于重卡、牽引車(chē)。

根據《節能與新能源汽車(chē)路線(xiàn)圖2.0》保有量測算，國內氫燃料電池汽車(chē)2025年銷(xiāo)量約4.8萬(wàn)臺，2030年銷(xiāo)量約36萬(wàn)臺。

數據測算參考：《新能源與節能汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖2.0》

據國金證券預測，氫能源發(fā)動(dòng)機銷(xiāo)量將進(jìn)入快速爬升階段，2025年氫能源汽車(chē)累計銷(xiāo)量將超10萬(wàn)輛，2030年達到100萬(wàn)輛，2040年達到1000萬(wàn)輛。從短期看，2025年氫燃料電池汽車(chē)市場(chǎng)空間預測可達千億元，從中長(cháng)期看2030年市場(chǎng)預測接近萬(wàn)億級別。

資料來(lái)源：國金證券

熱電聯(lián)供市場(chǎng)趨勢及未來(lái)展望

燃料電池熱電聯(lián)供，具有效率高、噪音低、體積小、排放低等優(yōu)勢，適用于靠近用戶(hù)的千瓦至兆瓦級的分布式發(fā)電系統，能源綜合利用效率可高達80%以上，與傳統的火力發(fā)電相比，總效率提高了近2倍左右。

從國內燃料電池熱電聯(lián)供發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，我國已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入示范應用階段。國內多家科研院所（如中國礦業(yè)大學(xué)、中科院大化所）及產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)燃料電池企業(yè)也已率先展開(kāi)研發(fā)與布局。同時(shí)，北京、天津、河北、內蒙古、寧夏等共13個(gè)省，鄂爾多斯、蘇州、常熟、寧波、濰坊等共40個(gè)市，發(fā)布相關(guān)專(zhuān)項政策積極推進(jìn)熱電聯(lián)供研究及示范應用落地。

據國際能源署（IEA）預測，為了盡快實(shí)現所有建筑物凈零排放的目標，到2030年，建筑業(yè)相關(guān)的二氧化碳直接排放量需要減少一半、間接排放量需要減少60%。中國建筑行業(yè)碳排約15億噸，氫能熱電聯(lián)供潛在市場(chǎng)2TW，等于約需2000萬(wàn)臺100kW燃料電池，市場(chǎng)規模將達到萬(wàn)億級。

資料來(lái)源: 國際能源署（2020d）世界能源統計和平衡數據庫

氫儲能市場(chǎng)趨勢及未來(lái)展望

在關(guān)鍵技術(shù)突破、規?；l(fā)展下，氫儲能正進(jìn)入成本下降通道。

氫能是一種理想的能量?jì)Υ娼橘|(zhì)，主要的優(yōu)勢在于可以為多種能源之間的能量與物質(zhì)轉換提供解決方案。通過(guò) PTG（Power to Gas）技術(shù)，可在一定程度上解決可再生能源消納及并網(wǎng)穩定性問(wèn)題。目前我國氫儲能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展培育期，百MW級別項目的氫儲能度電成本預計在0.75~0.9元/kWh左右（堿性電解水路徑），雖然高于抽水儲能和大部分電化學(xué)儲能，但還具備巨大的降本空間。隨著(zhù)氫儲能裝備及各子系統的技術(shù)突破以及規?；l(fā)展，預測到2025年，大規模氫儲能的度電成本將下降到0.45元/kWh左右，開(kāi)始具備較好的經(jīng)濟效益。

到2030年，預計中國可再生能源發(fā)電累計裝機量將達到2214GW。按照新能源項目配套儲能比例10%計算，儲能規模需求至少在221.4GW，當氫儲能的占比達到20%時(shí)，氫儲能部署規模將高達44.3GW，是目前氫儲能規模的數十倍。在電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )氫能中心的測算中，當氫儲能占儲能行業(yè)20%的情況下，至2030年整個(gè)氫儲能的設備市場(chǎng)規?？蛇_千億級別。

制氫裝備市場(chǎng)趨勢及未來(lái)展望

目前，煤制氫占我國氫能產(chǎn)量的62%，天然氣制氫占比19%，而電解水制氫受制于技術(shù)和高成本，占比僅1%。從全球來(lái)看，化石能源也是最主要的制氫方式，其中天然氣占比59%，煤占比19%?；茉粗茪溥^(guò)程中碳排放巨大，在“雙碳”目標進(jìn)程中將逐漸被淘汰，而工業(yè)副產(chǎn)氫既可減少碳排，又可以提高資源利用率與經(jīng)濟效益，可以作為氫能發(fā)展初期的過(guò)渡性氫源加大發(fā)展力度；而可再生能源制氫將是氫能來(lái)源的最終形式。

資料來(lái)源：智庫數據庫

堿性電解槽是目前主流，PEM 電解槽降本是關(guān)鍵。電解槽是電解水制氫的核心設備。目前全球成熟的電解水制氫技術(shù)，主要是堿性電解和PEM電解兩種方式。我們按照技術(shù)路線(xiàn)演進(jìn)的時(shí)間線(xiàn)進(jìn)行展望：

堿性電解水技術(shù)憑借成本低、技術(shù)成熟度高的優(yōu)勢，目前在國內是主流路線(xiàn)，預計將長(cháng)期占據主導地位。

PEM 電解水技術(shù)目前已經(jīng)初步形成產(chǎn)業(yè)化并在部分地區建設示范應用，隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和成本的下降，預計最快將在2025～2030 年形成規?；瘧?。

固體氧化物水電解技術(shù)（SOEC）目前理論上能量轉換效率最高，有望在 2030 年之后可逐步應用于規?；目稍偕茉粗茪?。

電解槽市場(chǎng)前景預測：目前國內主流電解槽企業(yè)規劃產(chǎn)能接近9.5GW。我們將交通、工業(yè)等主要耗氫領(lǐng)域的氫能需求進(jìn)行分拆測算（交通領(lǐng)域的預測主要以氫能車(chē)、船舶、飛機數量為基礎，按照目前單位交通設備耗氫量加總預測；工業(yè)領(lǐng)域耗氫主要假設 2025/2045 年化工領(lǐng)域對氫能需求保持不變，2045 年氫能對傳統工業(yè)用化石能源替代率達到20%），預計2025/2045年氫氣需求分別為0.27/1億噸，假設綠氫占比分別在3%/50%，對應的電解槽需求量分別為11/900GW，假設兩個(gè)階段電解槽單價(jià)分別為 2500/1500 元/kw（堿性電解槽和PEM電解槽價(jià)格加權），對應電解槽的市場(chǎng)規模分別為281/13505億元，預計電解槽市場(chǎng)規模在2025年可接近300億元，2030年有望突破1000億元，2040～2045年可破萬(wàn)億元。

加氫站市場(chǎng)趨勢及未來(lái)展望

中國加氫站數量高速增長(cháng)，核心設備——壓縮機以隔膜式和液驅式為主。加氫站是將不同來(lái)源的氫氣通過(guò)壓縮機增壓，儲存在站內的高壓罐中，再通過(guò)加氣機為氫燃料電池汽車(chē)加注氫氣的燃氣站，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中起到重要的橋梁作用。

氫氣壓縮機是加氫站的核心設備，同時(shí)也在全產(chǎn)業(yè)鏈中有廣泛應用，國內加氫站采用的壓縮機以隔膜式壓縮機和液驅式壓縮機為主。在我國已建成35Mpa加氫站中，隔膜式壓縮機市占率超過(guò) 60%，液驅式壓縮機占有率超過(guò)30%，離子液體壓縮機等約占2%。

《中國加氫站建設與運營(yíng)行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2023年）》顯示，截至2023年6月，中國累計建成加氫站351座，到2025年全國累計建成的加氫站數量有望突破1000座；到2030年，國內加氫站數量將突破5000座。以當前加氫站整套設備投資800萬(wàn)/站計算，到2030年加氫站裝備市場(chǎng)將達到百億級別。

氫燃料電池關(guān)鍵材料和部件市場(chǎng)

燃料電池系統為燃料電池車(chē)的核心部件，占整車(chē)成本的60%以上，其中膜電極作為燃料電池的核心部件，在整個(gè)系統中成本占比約為30%。工信部列出的氫燃料電池汽車(chē)需要取得突破的八大核心零部件，分別是電堆、膜電極、雙極板、質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙、空氣壓縮機以及氫氣循環(huán)系統，各省市十四五規劃中也明確指出對核心零部件的支持與補貼。

關(guān)鍵材料和部件的成本和耐性是燃料電池實(shí)現商業(yè)化的基礎。電堆的主要構成中，MEA成本下降空間巨大，ePTFE 膜的國產(chǎn)化、貴金屬催化劑的減量與替代都會(huì )帶來(lái)成本下降；

MEA之外的成本也在快速下降。雙極板方面，未來(lái)隨著(zhù)國內的合格的金屬雙極板的大批量使用，成本將有大幅度降低；而類(lèi)似碳紙這類(lèi)易于國產(chǎn)化的零部件已經(jīng)具備批量化的能力，只待需求爆發(fā)；

氫氣系統方面，空壓機和高壓儲氫瓶是現階段需要突破的關(guān)鍵，其他的輔助設備多數是在其他領(lǐng)域已經(jīng)得到應用，只要有批量化的需求即可實(shí)現低成本生產(chǎn)。

根據平安證券預測，2030年氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的應用將是萬(wàn)億級的市場(chǎng)，以膜電極、雙極板為代表的電堆市場(chǎng)約600億，空壓機、循環(huán)泵等產(chǎn)值也是百億級。預計到2050年，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值將達到十萬(wàn)億級。