制氫是指通過特定的工藝技術將氫氣從其他物質中分離或生成的過程。氫氣是一種清潔、高效的二次能源,其制備方式主要包括化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫等。其中,電解水制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣,是目前最具發展潛力的綠色制氫方式。根據生產來源,氫氣還可分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”,其中“綠氫”是通過可再生能源(如太陽能、風能、水能等)電解水制得的氫氣,具有零排放、低碳的特點。
中國制氫行業正處于能源結構轉型與“雙碳”目標驅動的戰略機遇期,作為氫能產業鏈的源頭與核心環節,其發展水平直接決定氫能在交通、工業、能源存儲等領域的商業化進程。當前,中國制氫行業呈現“規模領先但結構待優”的特點:一方面,依托豐富的化石能源資源與工業副產條件,已形成全球最大的氫氣生產能力;另一方面,高碳排放的傳統制氫方式占比偏高,綠氫技術成本與產業化瓶頸尚未完全突破,行業正面臨“短期滿足能源需求”與“長期實現低碳轉型”的雙重任務。我們的報告《2025-2030年中國制氫行業市場前瞻與投資戰略分析報告》包含大量的數據、深入分析、專業方法和價值洞察,可以幫助您更好地了解行業的趨勢、風險和機遇。在未來的競爭中擁有正確的洞察力,就有可能在適當的時間和地點獲得領先優勢。
一、制氫技術路徑
1.1 傳統制氫:當前主導與低碳化探索
傳統制氫技術以化石能源轉化和工業副產回收為主,憑借技術成熟度與成本優勢,構成當前氫氣供應的主力。其中,煤制氫依托國內煤炭資源稟賦,在西北、華北等能源基地形成規模化產能,但其高碳排放問題與“雙碳”目標存在內在沖突,近年來逐步探索與碳捕集技術結合,通過煤氣化過程中二氧化碳的分離與封存,降低全生命周期碳足跡。天然氣制氫則以蒸汽甲烷重整工藝為核心,具有轉化效率高、產品純度高的特點,主要分布在沿海天然氣進口便利地區及工業集群周邊,目前正通過引入藍氫技術路線,即制氫過程配套碳捕集設施,實現從“灰氫”向低排放“藍氫”的過渡。工業副產氫源于化工、鋼鐵等行業的生產尾氣,如氯堿工業的電解副產氫、焦爐煤氣中的氫資源,其優勢在于無需額外消耗能源,可通過提純工藝實現資源循環利用,成為短期內補充氫氣供應、降低成本的重要途徑。
1.2 綠氫技術:零碳目標下的核心方向
綠氫(通過可再生能源電解水制氫)被視為氫能產業實現“全鏈條零碳”的終極解決方案,近年來在技術研發與試點項目層面取得顯著進展。電解槽技術路線呈現“堿性電解(ALK)、質子交換膜電解(PEM)、固體氧化物電解(SOEC)”多路徑并行的格局:堿性電解技術成熟度最高,成本相對較低,適合大規模穩定發電場景;PEM電解響應速度快、適應波動性電力輸入,更匹配風電、光伏等可再生能源的間歇性特征;SOEC則處于實驗室向產業化過渡階段,依托高溫條件實現更高的能量效率,未來有望成為下一代主流電解技術。目前,綠氫發展的核心瓶頸在于成本控制,包括電解槽設備造價、可再生能源電價、系統集成成本等,需通過技術迭代、規模效應與政策補貼逐步突破。
1.3 新興技術探索:跨界融合與場景創新
除傳統與主流低碳技術外,新型制氫方式正處于實驗室研發與小試階段,為未來多元化供應提供潛在路徑。例如,光催化制氫利用半導體材料吸收太陽能直接分解水,有望實現“太陽能-氫能”的高效轉化,但其穩定性與規模化難題尚未解決;生物質制氫依托農業廢棄物、有機垃圾等可再生資源,通過氣化或發酵工藝產出氫氣,兼具環保與資源循環屬性,但受限于原料分散性與轉化效率,短期內難以形成規模供應。此外,便攜式制氫技術如氫氣片(通過化學反應快速產氫)在消費級健康產品、小型發電設備等場景開展應用探索,雖市場規模較小,但體現制氫技術向細分領域滲透的趨勢。
二、制氫行業發展現狀
2.1 政策驅動:頂層設計與地方實踐協同推進
國家層面將氫能納入“十四五”能源領域戰略性新興產業,《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》明確提出“構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系”,并將制氫技術創新作為重點任務。地方政府則結合資源稟賦與產業基礎,形成差異化布局。政策支持手段涵蓋財政補貼(如綠氫示范項目建設補貼、電解槽購置補貼)、稅收優惠(如增值稅減免、固定資產加速折舊)、用地保障(優先安排制氫項目建設用地指標)等,形成“中央定方向、地方出細則、企業抓落地”的協同推進機制。
2.2 市場需求:工業與交通領域雙輪拉動
當前氫氣消費以工業領域為主,化工(合成氨、甲醇)、煉油(加氫脫硫)是核心應用場景,需求呈現剛性增長特征。隨著氫能交通示范推廣擴容,燃料電池汽車(尤其是重卡、客車)對高純度氫氣的需求快速提升,推動加氫站網絡建設與車載儲氫技術進步,進而反向拉動制氫端的規模化與穩定性供應。此外,氫能在能源存儲領域的潛力逐步顯現,通過“棄風棄光”制氫實現可再生能源的時空轉移,或作為電網調峰資源參與電力系統平衡,為制氫行業開辟新的需求增長點。
值得注意的是,不同場景對氫氣品質要求差異顯著:工業用氫對成本敏感,純度要求相對寬松;燃料電池用氫則需達到99.97%以上的高純標準,且對雜質(如一氧化碳、硫化物)含量有嚴格限制,推動制氫企業向“定制化、高純化”方向升級。
據中研產業研究院《2025-2030年中國制氫行業市場前瞻與投資戰略分析報告》分析:
2.3 區域布局:資源導向與產業集群聯動
制氫行業的區域分布呈現顯著的資源依賴性與產業關聯性。煤炭資源富集的晉陜蒙地區、新疆等地,依托坑口電站與煤化工基礎,發展煤制氫產業,并通過長輸管道或液氫運輸對接東部需求市場;天然氣主產區四川、新疆及沿海LNG接收站周邊,布局天然氣制氫項目,服務于化工園區與城市燃氣調峰需求;西北、華北的風光大基地則重點發展“風光-電解水制氫”一體化項目,利用可再生能源電力平抑棄風棄光率,實現綠氫的就近消納或存儲;長三角、珠三角等工業發達地區,憑借氯堿、鋼鐵等產業的副產氫資源,建設氫氣提純中心,滿足本地燃料電池汽車與分布式能源需求。這種“資源地規模化生產+消費地分布式補充”的格局,既發揮了資源稟賦優勢,又降低了運輸成本,為氫能產業鏈的區域協同奠定基礎。
三、制氫行業核心挑戰
3.1 技術瓶頸:從實驗室到產業化的鴻溝
盡管綠氫技術路線明確,但其核心設備與材料仍存在“卡脖子”風險。電解槽的關鍵部件如PEM電解的質子交換膜、催化劑(鉑、銥等貴金屬)依賴進口,國內企業雖已實現部分替代,但產品壽命、能量效率與國際龍頭仍有差距;堿性電解的隔膜、電極材料在高電流密度下的穩定性不足,限制了大型化應用。此外,制氫系統與可再生能源的適配性技術尚未成熟,如何解決風電、光伏出力波動導致的電解槽頻繁啟停問題,以及氫氣管網與現有天然氣管網的摻混輸送技術,仍需通過工程示范驗證。
3.2 成本壓力:綠氫經濟性的突圍路徑
成本是制約綠氫規模化應用的最核心因素。當前,電解水制氫成本約為傳統化石能源制氫的2-3倍,主要來自三方面:一是電解槽設備投資,占初期成本的50%以上;二是可再生能源電價,綠氫成本中電力成本占比超過60%,在電價較高的地區難以具備競爭力;三是系統集成與運維成本,包括氫氣干燥、壓縮、儲存等環節的能耗與設備費用。盡管長期來看,隨著技術進步與規模效應,綠氫成本有望持續下降,但短期內仍需政策補貼與市場機制創新,如通過綠電交易、碳價抵扣、氫燃料補貼等方式,縮小與傳統制氫的價差。
3.3 政策與標準:體系化支撐的完善空間
氫能產業鏈涉及制氫、儲氫、運氫、用氫多個環節,目前行業標準與監管體系仍處于建設階段。制氫端的碳排放核算方法尚未統一,不同技術路線的碳足跡評價缺乏公認標準,導致“灰氫、藍氫、綠氫”的市場價值難以量化;氫氣產品質量標準(如純度、雜質含量)在不同應用場景中的規定存在差異,增加了跨區域流通的難度;制氫項目的審批流程涉及能源、環保、安監等多部門,缺乏統一的管理規范,導致項目落地周期較長。
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