到2030年氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元 “十四五”氫能行業(yè)投資前景趨勢(shì)預(yù)測(cè)

• 2021年3月31日 WuYaNan來源：中研網(wǎng) 1079 69
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氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的技術(shù)布局對(duì)于搶占發(fā)展制高點(diǎn)具有重要意義。本文以德溫特創(chuàng)新索引(Derwent Innovations Index)數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，利用關(guān)鍵詞和德溫特手工代碼(MC)組合構(gòu)建氫燃料電池檢索式對(duì)1963—2019年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢索(檢索時(shí)間為2019年5月13日)，共計(jì)檢出相關(guān)

近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展成熟，以及應(yīng)對(duì)氣候變化壓力持續(xù)增大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，氫能已經(jīng)納入我國(guó)能源戰(zhàn)略，成為我國(guó)優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和保障國(guó)家能源供應(yīng)安全的戰(zhàn)略選擇。氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的前置條件，能帶動(dòng)高端裝備制造業(yè)快速發(fā)展、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

在我國(guó)中東部沿海經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的珠三角、長(zhǎng)三角和北京等地區(qū)，聚集了我國(guó)燃料電池發(fā)展的主要企業(yè)。并且，近2年燃料電池投資熱度升溫，由幾年前的數(shù)家發(fā)展到現(xiàn)在的近千家燃料電池企業(yè)。與國(guó)外豐田、現(xiàn)代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線不同，中國(guó)氫燃料電池汽車企業(yè)主要分布在商用車領(lǐng)域——氫燃料電池商用車已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。氫燃料電池乘用車還處于示范運(yùn)行階段，其中上汽集團(tuán)對(duì)燃料電池乘用車投入力度最大，2017年發(fā)布國(guó)內(nèi)第一款商業(yè)化燃料電池輕型客車——大通V80。燃料電池叉車方面，我國(guó)已有東莞氫宇等企業(yè)布局，隨著氫能市場(chǎng)不斷成熟，我國(guó)叉車市場(chǎng)會(huì)是燃料電池另一個(gè)巨大的應(yīng)用場(chǎng)景。

氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)涵豐富，主要包括氫源、氫能儲(chǔ)存與輸送、氫能加注及氫安全等。我國(guó)氫源資源豐富多樣，包括化石燃料制氫、可再生能源制氫及工業(yè)副產(chǎn)氣制氫等;水電解制氫及變壓吸附提純氫等制氫技術(shù)與裝備發(fā)展成熟;氫安全技術(shù)發(fā)展緊跟國(guó)際先進(jìn)水平，高壓氫氣瓶和儲(chǔ)罐技術(shù)已取得重大突破;氫能加注基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后于美國(guó)、日本及德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，但近幾年來呈現(xiàn)快速遞增趨勢(shì);氫能與燃料電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建完成，積極與國(guó)際接軌，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用逐步顯現(xiàn)。

到2030年氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元

到2020年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展將取得重大突破。其中，以能源形式利用的氫氣產(chǎn)能規(guī)模將達(dá)到720億m3;加氫站數(shù)量達(dá)到100座;燃料電池車輛達(dá)到10000輛;氫能軌道交通車輛達(dá)到50列;行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到3000億元。到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)將成為我國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元;加氫站數(shù)量達(dá)到1000座，燃料電池車輛保有量達(dá)到200萬輛，高壓氫氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)里程達(dá)到3000km，氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系完善程度迫近發(fā)達(dá)國(guó)家水平，氫能與燃料電池檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展及服務(wù)平臺(tái)建設(shè)形成對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效支撐。

根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)計(jì)，到2030年，中國(guó)氫氣需求量將達(dá)到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國(guó)終端能源體系中占比至少達(dá)到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳。

氫能是一種綠色、高效的二次能源，具有熱值較高、儲(chǔ)量豐富、來源多樣、應(yīng)用廣泛、利用形式多等特點(diǎn)。氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、用氫等環(huán)節(jié)。燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)具有市場(chǎng)空間大、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、參與方眾多的特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為膜電極、雙極板、各類管閥件與傳感器、車載高壓儲(chǔ)氫瓶等發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)制造行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及電堆集成行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為燃料電池整車制造行業(yè)。

加氫站方面，目前我國(guó)已形成了一批從加氫站設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)的企業(yè)，這些企業(yè)主要集中在北上廣地區(qū)。目前我國(guó)制氫、儲(chǔ)氫、加氫等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心設(shè)備，還不能全部“國(guó)產(chǎn)化”，成本難降。我國(guó)建成可運(yùn)行加氫站12個(gè)，在建19個(gè)，典型代表北京永豐加氫站和上海安亭加氫站均從國(guó)外引進(jìn)核心設(shè)備和技術(shù)咨詢服務(wù)。我國(guó)示范性加氫站及燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于35兆帕壓力技術(shù)水平。為與客車配套，現(xiàn)有加氫站采用45兆帕隔膜式壓縮機(jī)、45兆帕儲(chǔ)氫罐和35兆帕氫氣加注機(jī)等設(shè)備，壓力標(biāo)準(zhǔn)提升還有待未來70兆帕燃料電池汽車普及。

根據(jù)中研普華研究院《2021-2026年中國(guó)氫能行業(yè)投資分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

二、氫能行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條

燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)具有市場(chǎng)空間大、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、參與方眾多的特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為膜電極、雙極板、各類管閥件與傳感器、車載高壓儲(chǔ)氫瓶等發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)制造行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及電堆集成行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為燃料電池整車制造行業(yè)。車用燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)如下：

圖表：車用燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

(1)行業(yè)下游

燃料電池最主要的應(yīng)用場(chǎng)景是燃料電池汽車，行業(yè)下游參與者主要為整車廠。燃料電池整車行業(yè)有較高的準(zhǔn)入壁壘，業(yè)內(nèi)整車廠普遍擁有雄厚的研發(fā)實(shí)力、資金實(shí)力、生產(chǎn)能力以及較大的知名度，并在燃料電池領(lǐng)域擁有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，在行業(yè)內(nèi)部起到整合上游供應(yīng)鏈并生產(chǎn)最終整車成品的作用。

中國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑為先商后乘，即通過商用車發(fā)展規(guī)?；档腿剂想姵睾蜌錃獬杀?，同時(shí)帶動(dòng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，后續(xù)拓展到乘用車領(lǐng)域，主要系：1)我國(guó)城市人口密度和人口基數(shù)普遍較大，公共交通運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)達(dá)，公交車與城市客車保有量較大;2)商用車一般存在固定路線，沿線建設(shè)加氫站可有效提升加氫站利用率，且燃料電池汽車從技術(shù)特點(diǎn)上更適合中長(zhǎng)途、中重載運(yùn)輸體系;3)我國(guó)依托政策優(yōu)勢(shì)可快速進(jìn)行公共交通體系及城市配送領(lǐng)域的商業(yè)化推廣，燃料電池公交車、城市客車、城市物流車節(jié)能減排效果顯著，可有效緩解因燃油車油耗及碳排放較高帶來的環(huán)保壓力。

因此，目前我國(guó)燃料電池汽車在售車型主要來自于宇通客車、北汽福田、中通客車、申龍客車等商用車企業(yè)，同時(shí)上汽集團(tuán)、長(zhǎng)城汽車等車企紛紛在燃料電池乘用車領(lǐng)域進(jìn)行前瞻布局?，F(xiàn)階段，發(fā)行人批量銷售的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)均匹配商用車型，與上述主要商用車企業(yè)均已建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，其終端用戶主要為各地公交公司和運(yùn)營(yíng)企業(yè)。

(2)行業(yè)上游

燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件主要包括電堆及其核心部件、輔助系統(tǒng)等，行業(yè)上游參與者主要為該等關(guān)鍵部件生產(chǎn)商，其中電堆作為燃料電池系統(tǒng)的核心組成部分，對(duì)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵性能和成本具有較大的影響。

電堆被稱之為燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的心臟，是燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來源，其主要由多層膜電極與雙極板堆疊而成。燃料電堆的研發(fā)和生產(chǎn)具備較高的技術(shù)壁壘，以豐田汽車為代表的國(guó)際知名車企大多自行開發(fā)或與合作伙伴共同開發(fā)燃料電池電堆，一般不對(duì)外開放。以 Ballard、Hydrogenics 為代表的國(guó)際知名電堆生產(chǎn)企業(yè)在燃料電池領(lǐng)域深耕多年，具有較強(qiáng)的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化能力，可以對(duì)外單獨(dú)供應(yīng)車用電堆。目前，國(guó)內(nèi)能夠獨(dú)立自主開發(fā)電堆并經(jīng)過多年實(shí)際應(yīng)用的主要包括新源動(dòng)力、神力科技等企業(yè)，一些新興的燃料電池企業(yè)通過獲得國(guó)外技術(shù)授權(quán)、成立合資公司等方式生產(chǎn)燃料電池電堆。

膜電極是燃料電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場(chǎng)所，由質(zhì)子交換膜、催化劑與氣體擴(kuò)散層結(jié)合而成，是燃料電池電堆的核心部件，對(duì)電堆的性能、壽命和成本具有關(guān)鍵影響。目前，國(guó)產(chǎn)膜電極關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)接近國(guó)際先進(jìn)水平，但在專業(yè)技術(shù)特性、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)能力、批量化生產(chǎn)工藝還存在差距。國(guó)外膜電極供應(yīng)商主要包括 JohnsonMatthey、Ballard 等具備大規(guī)模的流水線生產(chǎn)能力的供應(yīng)商;豐田汽車、本田汽車等燃料電池車企自主開發(fā)了用于其自身乘用車產(chǎn)品的膜電極但并不對(duì)外銷售;我國(guó)專業(yè)膜電極供應(yīng)商已具備膜電極批量化生產(chǎn)能力，產(chǎn)品出口海外。

雙極板是燃料電池電堆的核心結(jié)構(gòu)件，通常為正反均帶有氣體流道的石墨或金屬薄板，被置于膜電極兩側(cè)，起到支撐機(jī)械結(jié)構(gòu)、均勻分配氣體、排水、導(dǎo)熱、導(dǎo)電的作用，其性能優(yōu)劣將直接影響電堆的體積、輸出功率和壽命。雙極板按材料可分為石墨雙極板和金屬雙極板，石墨雙極板電堆具有耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于商用車領(lǐng)域，代表性企業(yè)為 Ballard、Hydrogenics;金屬雙極板電堆以其體積小、易于批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域，代表性企業(yè)為豐田汽車等。目前石墨雙極板已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，金屬雙極板尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)批量供應(yīng)。

四、專利申請(qǐng)狀況

氫能產(chǎn)業(yè)鏈上的技術(shù)布局對(duì)于搶占發(fā)展制高點(diǎn)具有重要意義。本文以德溫特創(chuàng)新索引(Derwent Innovations Index)數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，利用關(guān)鍵詞和德溫特手工代碼(MC)組合構(gòu)建氫燃料電池檢索式對(duì)1963—2019年的數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢索(檢索時(shí)間為2019年5月13日)，共計(jì)檢出相關(guān)專利78675項(xiàng)。從氫能產(chǎn)業(yè)主要國(guó)家的專利數(shù)量變化趨勢(shì)看(圖2)，個(gè)主要國(guó)家日本、美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)和韓國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)上、中、下游專利布局差異較大。在產(chǎn)業(yè)鏈上游制氫環(huán)節(jié)，日本和美國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)較接近，2000年后專利數(shù)量開始上升，2005年日本專利數(shù)量達(dá)到最高點(diǎn)，之后緩慢下降，近五年下降明顯，美國(guó)在2010年專利數(shù)量開始下降;中國(guó)制氫技術(shù)專利申請(qǐng)較晚，2005年以后才逐漸有所增長(zhǎng)，2010年后突飛猛進(jìn)，2016年后專利數(shù)量超過其他四個(gè)國(guó)家之和;相比之下，德國(guó)和韓國(guó)制氫專利數(shù)量變化一直比較平穩(wěn)，且數(shù)量偏少。在儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)方面，五個(gè)國(guó)家1980年以來的趨勢(shì)與制氫大致相同，日本在儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)上投入研發(fā)較早。在下游的主要應(yīng)用質(zhì)子交換膜燃料電池方面，日本自20世紀(jì)70年代開始申請(qǐng)專利，2000年后迅速增長(zhǎng)，2004年達(dá)到最高點(diǎn)1480項(xiàng)，此后開始緩慢下降，其它4個(gè)國(guó)家在質(zhì)子交換膜技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量變化不大，中國(guó)近五年雖有所增長(zhǎng)，但年度最大申請(qǐng)數(shù)量未超過500項(xiàng)。綜上，從總體上看，氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)上、中、下游在2010年后呈現(xiàn)專利申請(qǐng)下降的趨勢(shì)，從市場(chǎng)來看，制氫的幾條路線相對(duì)比較成熟，儲(chǔ)運(yùn)氫以氣態(tài)和液態(tài)為主，市場(chǎng)化也比較成熟，但由于儲(chǔ)運(yùn)氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，氫燃料電池車尚處于市場(chǎng)培育階段，質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)應(yīng)用有限等因素導(dǎo)致技術(shù)研發(fā)不夠積極，近年來專利數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。但在制氫和儲(chǔ)運(yùn)氫領(lǐng)域中國(guó)呈現(xiàn)出與其他四國(guó)相反的趨勢(shì)，這表明，中國(guó)在上述領(lǐng)域投入研發(fā)較晚，但在積極布局和追趕。

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  2021-2026年中國(guó)氫能行業(yè)投資分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告

  氫能是一種綠色、高效的二次能源，具有熱值較高、儲(chǔ)量豐富、來源多樣、應(yīng)用廣泛、利用形式多等特點(diǎn)。氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、用氫等環(huán)節(jié)。近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展成熟，以及應(yīng)對(duì)氣候...

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