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。隨著全球對清潔能源的需求增加,制氫技術尤其是電解水制氫技術,成為實現能源結構優化和碳減排的關鍵手段。制氫行業不僅有助于實現全球“雙碳”目標,還為能源安全和經濟發展提供了新的機遇。
在全球能源結構加速向低碳化轉型的背景下,氫能以其清潔、高效、可再生的特性,成為連接可再生能源與終端用能的關鍵橋梁。作為氫能產業鏈的源頭,制氫行業的技術演進與市場規模擴張,不僅決定著氫能經濟的可行性,更深刻影響著全球能源革命的進程。中研普華產業研究院發布的《2025-2030年中國制氫行業市場前瞻與投資戰略分析報告》指出,中國制氫行業正經歷從“規模擴張”到“價值重構”的深刻變革,技術路線多元化、產業鏈協同深化、應用場景多元化成為核心趨勢。這場變革不僅重塑了行業格局,更孕育著萬億級市場機遇。
一、市場發展現狀:技術迭代與政策紅利的雙重驅動
1.1 技術路線:從“灰氫”到“綠氫”的跨越
制氫技術的演進史,本質上是能源效率與碳排放的博弈史。傳統制氫技術以化石燃料重整為主,包括煤氣化制氫、天然氣蒸汽重整制氫等,這類技術成熟度高、成本低,但碳排放強度大,生產的氫氣被稱為“灰氫”。隨著全球碳中和目標的推進,綠氫(通過可再生能源電解水制取)成為技術攻關的核心方向。
當前,中國已形成四大主流制氫技術路線:
堿性電解(ALK):技術成熟度最高,單槽產能突破千標方級,但動態響應能力不足,適用于穩定電力場景;
質子交換膜電解(PEM):通過非貴金屬催化劑研發與膜電極國產化,成本大幅下降,秒級響應特性使其成為風光耦合制氫的首選方案;
陰離子交換膜電解(AEM):結合ALK與PEM優勢,使用非貴金屬催化劑且具備快速啟停能力,成為第三代技術焦點;
固體氧化物電解(SOEC):在高溫環境下實現高電解效率,與核能、光熱耦合潛力巨大,但材料耐久性仍需突破。
此外,天然氣制氫通過碳捕集利用與封存(CCUS)技術實現低碳化,被稱為“藍氫”,在過渡階段仍具市場空間。技術路線的多元化,標志著制氫行業從“單一能源生產”向“多技術協同”的轉型。
1.2 政策環境:從頂層設計到地方落地的協同推進
中國將氫能產業納入國家能源戰略體系,頂層設計持續加碼。國家發改委、工信部等部門出臺多項政策文件,明確綠氫產能目標,提供財政補貼與稅收優惠;地方層面,多個省市區出臺省級氫能規劃,形成“中央統籌+地方落地”的政策協同格局。例如,內蒙古依托風光資源優勢,打造綠氫生產基地;廣東推動氫燃料電池汽車示范應用,驗證綠氫在工業供能中的經濟性。
政策紅利直接推動投資增長:全球清潔氫規劃項目數量和投資規模持續增長,中國憑借完整的工業體系與龐大的可再生能源裝機規模,已形成涵蓋“制-儲-運-用”的完整產業鏈,并在電解水制氫、液氫儲運等領域實現全球領跑。
二、市場規模:從政策熱到投資熱的轉化
2.1 全球市場:從“政策引導”到“市場機制”的過渡
全球制氫市場規模的擴張,是政策引導與市場機制共同作用的結果。近年來,多國將氫能納入國家能源戰略,明確綠氫產能目標。例如,某國規劃大幅提升綠氫產能占比,某地區提出建設全球最大氫氣供應管網。政策紅利直接推動投資增長:全球清潔氫規劃項目數量和投資規模持續增長,其中已決定項目占比提升,表明投資從“規劃”向“落地”轉化。
從區域分布看,亞太地區是全球最大的制氫市場,中國、日本、韓國等國家在技術研發、裝備制造、場景應用方面處于領先地位。中國憑借完整的工業體系與龐大的可再生能源裝機規模,已形成涵蓋“制-儲-運-用”的完整產業鏈,并在電解水制氫、液氫儲運等領域實現全球領跑。
2.2 中國市場:從“政策驅動”到“市場驅動”的拐點
中國制氫市場規模的擴張,與能源結構轉型需求深度綁定。近年來,中國氫氣產量穩居全球第一,建成加氫站數量全球占比高,覆蓋多個省級行政區。中研普華產業研究院預測,2025—2030年,中國制氫行業市場規模將以年均一定速度持續增長,到2030年有望突破千億元人民幣規模。這一增長主要得益于三大驅動力:
政策支持:氫能被納入國家能源戰略體系,頂層設計持續加碼,地方政策協同落地;
技術進步:電解水制氫成本持續下降,PEM電解槽壽命突破6萬小時,綠氫經濟性臨界點加速到來;
市場需求:新能源汽車、儲能、工業減排等領域對綠色能源的需求激增,推動綠氫應用場景拓展。
根據中研普華研究院撰寫的《2025-2030年中國制氫行業市場前瞻與投資戰略分析報告》顯示:
三、產業鏈分析
3.1 上游:設備制造與原料供應的國產化突破
產業鏈上游包括網絡設備、存儲設備、服務器等硬件提供商,以及基礎軟件(操作系統、數據庫)與應用軟件(自動化工具、管理平臺)供應商。隨著云原生技術的普及,上游廠商正從“硬件銷售”向“軟硬件一體化解決方案”轉型。
在制氫設備領域,中國企業在膜電極、高壓儲運裝備等關鍵技術上已取得重大突破,部分產品達到國際先進水平。例如,某企業堿性電解槽單臺制氫能力領先,中標全球最大綠氨示范項目;某企業研發的液氫壓縮機絕熱效率達國際先進水平,支撐液氫規模化應用。
原料供應方面,可再生能源(風電、光伏)與制氫設備的耦合成為關鍵。通過“風光氫儲一體化”基地建設,實現綠電與綠氫的時空匹配,解決可再生能源間歇性問題。例如,某項目通過“風光發電-電解水制氫-氫能儲存-燃料電池發電”模式,為電力系統提供跨季能源平衡。
3.2 中游:制氫技術與儲運環節的創新突破
中游制氫環節,電解槽、壓縮機、儲氫瓶等核心裝備的國產化率顯著提升,但部分關鍵材料(如質子交換膜、碳紙)仍依賴進口,制約成本下降空間。技術突破方向包括:
設備大型化:單臺電解槽產能突破2000Nm3/h,降低單位制氫成本;
系統模塊化:集裝箱式制氫單元實現快速部署,適配分布式能源場景;
運維智能化:AI算法優化制氫效率,預測性維護減少停機時間。
儲運環節,液氫和管道運輸技術取得突破性進展。例如,某地區純氫長輸管道項目應用抗氫脆管線鋼,降低輸送成本;某企業研發的鎂基固態儲氫材料能量密度大幅提升,運輸成本降低,為綠氫跨區域輸送提供示范。
3.3 下游:應用場景的多元化拓展
下游應用端,交通、工業、能源等領域的需求差異催生定制化解決方案:
交通領域:氫燃料電池汽車保有量持續增長,加氫站網絡不斷完善;氫能重卡單次加氫續航突破一定距離,在冷鏈物流、礦區運輸等場景展現獨特優勢;
工業領域:綠氫在合成氨、合成甲醇、鋼鐵冶煉等場景加速替代灰氫。例如,某項目通過綠氫耦合,減少二氧化碳排放;某企業計劃實現氫基直接還原鐵產能,碳排放強度較傳統高爐工藝大幅降低;
能源領域:氫能作為長時儲能手段,與鋰電池形成互補,支撐大型風光基地配套煤電降碳。例如,某風光制氫一體化項目通過“風光發電-電解水制氫-氫能儲存-燃料電池發電”模式,為電力系統提供跨季能源平衡。
中國制氫行業正站在從“政策驅動”到“市場驅動”的拐點上。技術路線的多元化、產業鏈的協同深化、應用場景的多元化拓展,共同推動行業向更高水平發展。
在這場綠色能源革命中,制氫行業不僅是能源轉型的推動者,更是新質生產力的培育者。
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