預(yù)見2024：綠氫產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢展望(附技術(shù)路徑、投資方向、專利布局、科技企業(yè)布局等)

行業(yè)主要上市公司：隆基綠能(601012)，寶豐能源(600989)，陽光電源(300274)，晶科能源(688223)等。

本文核心觀點：綠氫制氫過程完全沒有碳排放，在實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的背景下，綠氫無疑將成為未來氫氣制備的主流方式，逐步取代灰氫等傳統(tǒng)制備方式，為應(yīng)對氣候變化和促進可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻。

引言：綠氫技術(shù)具有“零碳排”優(yōu)勢，將成為未來氫氣制備的主流方式

——綠氫制氫過程完全沒有碳排放

根據(jù)制取方式和碳排放量的不同，氫氣主要分為灰氫、藍氫和綠氫。

灰氫指的是通過化石燃料(石油、天然氣和煤)燃燒產(chǎn)生的氫氣，在制取過程中碳排放強度相對較大。目前，市面上絕大多數(shù)的氫氣是灰氫。截至2023年6月，我國氫氣產(chǎn)能約4952萬噸，其中化石能源制氫(包含煤制氫、天然氣制氫和甲醇制氫)仍是我國主流的制氫方式，占我國氫能總產(chǎn)能的78%。

藍氫指的是利用化石燃料制取的氫，同時配合碳捕捉和碳封存技術(shù)，碳排放強度相對較低，減輕了對地球環(huán)境的影響，實現(xiàn)了低碳制氫。

綠氫指的是利用風(fēng)電、水電、太陽能、核電等可再生能源，通過電解的方式制取的氫，制氫過程完全沒有碳排放。

——綠氫在碳排放、儲能、制氫純度和生態(tài)循環(huán)方面具有顯著優(yōu)勢

綠氫作為一種“零碳排”的制備方式，具有巨大的減碳潛力。相比之下，煤制氫和天然氣制氫過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放量較高，每生產(chǎn)1噸氫氣分別需要消耗6-8噸煤炭和排放9-11噸二氧化碳。據(jù)國際能源署(IEA)數(shù)據(jù)顯示，2021年全球氫氣產(chǎn)量達到9400萬噸，但其二氧化碳排放量卻超過9000萬噸，而低碳排放的制氫產(chǎn)量僅占不到100萬噸。

而綠氫則以其制備過程中幾乎不排放溫室氣體的特點，成為了更加清潔、環(huán)保的氫氣制備方式。每生產(chǎn)1噸綠氫，其碳排放量僅為0.03噸，遠遠低于煤制氫和天然氣制氫的碳排放量。在實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的背景下，綠氫無疑將成為未來氫氣制備的主流方式，逐步取代灰氫等傳統(tǒng)制備方式，為應(yīng)對氣候變化和促進可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻。

在儲能方面，綠氫儲能技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，包括其大規(guī)模的儲能能力、長期的儲存時長以及靈活多變的儲存與轉(zhuǎn)化形式，使其成為解決新能源消納問題的有效手段。隨著近年來新能源的迅猛發(fā)展，電力輸送和綜合消納所面臨的挑戰(zhàn)日益凸顯。由于可再生能源發(fā)電的隨機性、季節(jié)性、反調(diào)峰特性以及不可預(yù)測性，導(dǎo)致部分電能品質(zhì)不盡如人意。同時，儲能技術(shù)的局限性也使得“棄風(fēng)棄光”問題愈發(fā)嚴(yán)重。然而，通過新能源發(fā)電制取氫氣，我們可以有效提升可再生能源的利用效率，從而緩解新能源消納問題。

技術(shù)路線：綠氫技術(shù)發(fā)展路徑與支撐體系

從技術(shù)路線發(fā)展來看，根據(jù)綠氫的制備技術(shù)，綠氫技術(shù)路線可分為堿性水電解技術(shù)(ALK)、陽離子交換膜水電解技術(shù)(PEM)、固體氧化物水電解技術(shù)(SOEC)、陰離子交換膜電解水技術(shù)(AEM)等。

從技術(shù)支撐體系來看，中國綠氫創(chuàng)新單元主要包括能源清潔利用國家重點實驗室、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室等實驗室;張家港暨陽氫能創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)、長治市通惠氫能股權(quán)投資合伙企業(yè)等產(chǎn)業(yè)投資基金;《氫氣、氫能與氫能系統(tǒng)術(shù)語》、《小型氫能綜合能源系統(tǒng)性能評價方法》等國家及地方標(biāo)準(zhǔn)計劃。

綠氫專利技術(shù)布局：質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)技術(shù)為布局重點

——質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)技術(shù)為綠氫專利技術(shù)布局重點，申請熱度和布局廣度較高

從綠氫細分專利技術(shù)申請的熱度來看，質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)技術(shù)具備較高的專利申請熱度，專利申請總量為21831項，申請人數(shù)量達9825個;從技術(shù)跨度來看，同樣是質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)技術(shù)跨技術(shù)專利申請量較多，技術(shù)跨度達361個IPC小類;從技術(shù)市場覆蓋廣度來看，質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)和固體聚合物陰離子交換膜電解水制氫(AEM)技術(shù)均覆蓋60個以上國家和地區(qū)，說明這些技術(shù)受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注和研究。

注：1)搜索關(guān)鍵詞：綠氫技術(shù)路線相關(guān)關(guān)鍵詞;2)搜索范圍：標(biāo)題、摘要和權(quán)利說明;3)統(tǒng)計截至日期：2024年2月19日。下同。

——中國為綠氫主要技術(shù)來源

從專利地域分布來看，中國在堿性電解水制氫(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)和固體聚合物陰離子交換膜電解水制氫(AEM)領(lǐng)域創(chuàng)新均較為活躍，專利數(shù)量全球第一;此外美國和日本在綠氫相關(guān)技術(shù)專利布局也較多;從申請人來看，華能集團、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、博隆能源股份有限公司等為綠氫相關(guān)技術(shù)專利主要申請人。

綠氫科技企業(yè)技術(shù)布局：堿性電解水制氫(ALK)技術(shù)為企業(yè)布局重點

在綠氫制備技術(shù)選擇上，由于堿性電解水制氫(ALK)設(shè)備價格更加低廉，同時技術(shù)也更為成熟，所以多數(shù)企業(yè)技術(shù)布局以堿性電解水制氫(ALK)為主。上海氫程科技有限公司等企業(yè)也在固體氧化物水電解技術(shù)(SOEC)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。

注：以上排名不分先后，僅匯總行業(yè)內(nèi)部分代表性科技企業(yè)。

綠氫技術(shù)投資重點賽道：堿性電解水制氫(ALK)技術(shù)為重點關(guān)注領(lǐng)域

從我國綠氫投融資熱門賽道來看，2019-2023年，投資領(lǐng)域主要集中在堿性電解水制氫(ALK)技術(shù)領(lǐng)域，投融資事件數(shù)量占比達43%。質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)處于商業(yè)化初級階段，隨著其制氫成本的降低，有望成為主要水電解制氫技術(shù)。

綠氫關(guān)鍵技術(shù)投資潛力評估

綜合來看，綠氫領(lǐng)域的質(zhì)子交換膜電解水制氫(PEM)和堿性電解水制氫(ALK)技術(shù)領(lǐng)域資本市場較為活躍，同時也是企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新熱點領(lǐng)域。

注：評估星級自一星至三星，星級越高，代表從該指標(biāo)來看，技術(shù)投資潛力越大，☆代表半星。

綠氫技術(shù)發(fā)展趨勢與目標(biāo)

——國家政策出臺明確重點可再生能源制氫

氫能是未來國家能源體系的重要組成部分。“十四五”時期，我國將初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系。根據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》，“十四五”時期，我國將初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系;燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設(shè)一批加氫站，可再生能源制氫量達到10萬—20萬噸/年，實現(xiàn)二氧化碳減排100萬—200萬噸/年。

——綠氫技術(shù)發(fā)展趨勢

綠氫作為一種清潔、高效的能源，被視為未來能源體系的重要組成部分，對于推動能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。中國的綠氫技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，隨著成本的降低、技術(shù)的進步、政策的支持以及市場的擴大，綠氫將在未來能源體系中發(fā)揮越來越重要的作用。

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國可再生能源制氫（綠氫）行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

同時前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商、產(chǎn)業(yè)圖譜、智慧招商系統(tǒng)、行業(yè)地位證明、IPO咨詢/募投可研、專精特新小巨人申報、十五五規(guī)劃等解決方案。如需轉(zhuǎn)載引用本篇文章內(nèi)容，請注明資料來源（前瞻產(chǎn)業(yè)研究院）。

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