1、電解水制氫是綠氫的主要生產(chǎn)方式
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國綠氫行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景預測報告（2024-2031年）》顯示，氫能具有能量密度高、清潔安全、靈活高效、應用場景廣泛、儲運方式多樣等優(yōu)點，是推動傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展的理想能源載體，被譽為二十一世紀的“終極能源”，受到各國的廣泛關(guān)注。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，其中“綠氫”指通過可再生能源（如太陽能、風能等）制取的氫氣，在生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生二氧化碳排放。
由于綠氫制取技術(shù)不夠成熟、綠氫制取的成本較高，電解水制氫是綠氫的主要生產(chǎn)方式。電解水制氫具有綠色環(huán)保、生產(chǎn)靈活、產(chǎn)氫純度高等特點，是一種理想的綠氫制取技術(shù)，主要技術(shù)有堿性電解水制氫（ALK）技術(shù)、質(zhì)子交換膜電解水制氫（PEM）技術(shù)、陰離子交換膜電解水制氫（AEM）技術(shù)和固體氧化物電解水制氫（SOEC）技術(shù)。其中，堿性電解水制氫技術(shù)是國內(nèi)最早實現(xiàn)工業(yè)化的電解水制氫技術(shù)，發(fā)展最為成熟，目前占據(jù)市場主導地位；PEM電解水制氫技術(shù)處于商業(yè)化初期，SOEC技術(shù)和AEM技術(shù)在研發(fā)示范階段。
不同電解水制氫技術(shù)特性
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項目 |
堿水電解(AlK) |
質(zhì)子交換膜純水電解(PEM) |
陰離子交換膜水電解(AEM) |
固體氧化物水電解(SOEC) |
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電解質(zhì)隔膜 |
30%KOH@石棉布 |
質(zhì)子交換膜 |
陰離子交換膜 |
固體氧化物 |
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電流密度 |
<1A/cm2 |
1-4A/cm2 |
1-2A/cm2 |
0.2-0.4A/cm2 |
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電解效率 |
60%-75% |
70%-90% |
- |
85%-100% |
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電耗kWh/Nm3H2 |
4.5-5.5 |
4.0-5.0 |
- |
- |
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工作溫度 |
≤90°C攝氏度 |
≤80°C |
≤60°C |
≥80°C |
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產(chǎn)氫純度 |
≥99.8% |
≥99.99% |
≥99.99% |
- |
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設(shè)備體積 |
1 |
約1/3 |
- |
- |
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操作特征 |
需控制壓差 |
快速啟停 |
快速啟停 |
啟停不便 |
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產(chǎn)氣需脫堿 |
僅水蒸氣 |
僅水蒸氣 |
僅水蒸氣 |
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可維護性 |
強堿腐蝕性強 |
無腐蝕性介質(zhì) |
- |
- |
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環(huán)保性 |
石棉膜有危害 |
無污染 |
- |
- |
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產(chǎn)業(yè)化程度 |
充分產(chǎn)業(yè)化 |
特殊應用/商業(yè)化初期 |
實驗室階段 |
實驗室階段 |
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單機規(guī)模 |
≤1000Nm3H2/h |
≤200Nm3H2/h |
- |
- |
資料來源：觀研天下整理
2、我國綠氫行業(yè)發(fā)展面臨六大挑戰(zhàn)，國家出臺多個政策破局
2023年6月27日，世界經(jīng)濟論壇（WEF）發(fā)布《中國綠色氫能發(fā)展路線圖（Green Hydrogen in China:A Roadmap for Progress）》，其中指出中國綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著成本、基礎(chǔ)設(shè)施、市場需求、行業(yè)標準和認證、技術(shù)以及進展與合作等六大挑戰(zhàn)，政府應盡快制定相關(guān)政策并采取措施來克服上述障礙。從2022年以來，我國政府出臺的國家級氫能政策，當下已有數(shù)個針對性政策密集出臺來克服上述障礙，分別涵蓋綠氫的制取、儲運、應用等多個環(huán)節(jié)，助力破局以推動綠氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
中國綠氫發(fā)展主要障礙以及措施建議
資料來源：觀研天下整理
2022-2023年國家頒布相關(guān)政策情況
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頒布時間 |
發(fā)布部門 |
政策名稱 |
主要內(nèi)容和針對問題 |
覆蓋氫能環(huán)節(jié) |
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2022.1.4 |
國家能源局、工信部、住建部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 |
《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》 |
技術(shù)：支持智能光伏制氫等試點示范項目建設(shè)，加快開展制氫系統(tǒng)與光伏耦合技術(shù)研究；支持建設(shè)一批光伏制氫等系統(tǒng)驗證平臺 |
綠氫制取 |
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2022.1.14 |
國家能源局 |
《2022年能源行業(yè)標準計劃立項指南》 |
行業(yè)標準和認證：將氫能等可再生能源納入了《能源行業(yè)標準計劃立項指南》 |
/ |
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2022.1.21 |
交通運輸部 |
《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》 |
市場需求：鼓勵開展氫燃料電池汽車試點應用 |
氫燃料電池 |
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2022.1.29 |
國家發(fā)改委，國家能源局 |
《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》 |
1）市場需求：開展風電、光伏發(fā)電制氫示范2）技術(shù)：著力攻克可再生能源制氫和氫能儲運、應用及燃料電池等核心技術(shù)，力爭氫能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)取得突破 |
綠氫制??；氫儲運和應用；氫燃料電池 |
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2022.1.21 |
交通運輸部 |
《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》 |
市場需求：鼓勵開展氫燃料電池汽車試點應用 |
氫燃料電池 |
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2022.1.29 |
國家發(fā)改委，國家能源局 |
《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》 |
1）市場需求：開展風電、光伏發(fā)電制氫示范2）技術(shù)：著力攻克可再生能源制氫和氫能儲運、應用及燃料電池等核心技術(shù)，力爭氫能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)取得突破 |
綠氫制??；氫儲運和應用；氫燃料電池 |
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2022.2.10 |
國家發(fā)改委、國家能源局 |
《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機制和政策措施的意見》 |
1）行業(yè)標準和認證：加快研究和制修訂清潔高效火電、可再生能源發(fā)電、核電、儲能、氫能、清潔能源供熱以及新型電力系統(tǒng)等領(lǐng)域技術(shù)標準和安全標準2）基礎(chǔ)設(shè)施：探索輸氣管道摻氫輸送、純氫管道輸送、液氫運輸?shù)雀咝л敋浞绞?；探索建立氫能產(chǎn)供儲銷體系3）進展與合作：持續(xù)支持可再生能源、電力、核電、氫能等清潔低碳能源相關(guān)技術(shù)人才合作培養(yǎng)，開展能力建設(shè)、政策、規(guī)劃、標準對接和人才交流 |
氫儲運等 |
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2022.6.1 |
國家發(fā)改委等 |
《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》 |
市場需求：開展規(guī)?；稍偕茉粗茪涫痉?；推進可再生能源發(fā)電制氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，打造規(guī)?；木G氫生產(chǎn)基地；推進化工、煤礦、交通等重點領(lǐng)域綠氫替代 |
綠氫制取 |
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2022.8.29 |
工信部等 |
《加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動計劃》 |
1）技術(shù)：著力攻克可再生能源制氫等技術(shù)裝備；發(fā)展風電+電解水制氫技術(shù)；2）市場需求：開展制氫關(guān)鍵裝備及技術(shù)應用，推進不同場景下的可再生能源-氫能綜合能源系統(tǒng)應用，推動長距離管道輸氫與終端裝備應用 |
綠氫制?。粴鋬\ |
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2023.6.2 |
國家能源局 |
《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》 |
技術(shù)：推動可再生能源制氫；推進可再生能源制氫技術(shù)的規(guī)模化應用，大力發(fā)展零排放技術(shù) |
綠氫制取 |
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2023.8.8 |
國家標準委等 |
《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設(shè)指南（2023版）》 |
行業(yè)標準和認證：重點加快制修訂氫品質(zhì)檢測、氫安全、可再生能源電解水制氫、高壓儲氫容器、車載儲氫氣瓶、氫液化裝備等多方面標準 |
氫能全產(chǎn)業(yè)鏈 |
資料來源：觀研天下整理
3、綠氫重要，但成本高
在成本方面，根據(jù)相關(guān)資料可知，“十四五”期間，中國將在積極利用工業(yè)副產(chǎn)氫，并大力開展可再生能源電解水制氫示范，氫氣平均制備成本降至25元/kg，但是高于灰氫、藍氫。
而影響綠氫成本的最主要還是電價。綠氫中的電解水制氫大概42%-43%的成本來自于電，所以電價直接影響氫價。電價滯后，對綠氫行業(yè)扶持和培育的作用很有限。因此，綠氫低成本重要實現(xiàn)路徑就是低電價。
另外，綠氫是低碳、零碳，若參與碳交易，也可以降低成本。中國氫能聯(lián)盟理事長劉國躍表示，綠氫在碳減排方面優(yōu)勢顯著，是推動交通、化工、鋼鐵等碳減排難度較大行業(yè)脫碳的重要解決方案。
長期來看，可再生能源電價是綠氫成本的主要組成部分，所以綠氫受益于新能源發(fā)電快速發(fā)展，制氫成本將不斷降低，到2030年國內(nèi)電解水制氫規(guī)模將達到75GW左右，氫氣平均制備成本20元/kg左右；到2050年國內(nèi)將以可再生能源發(fā)電制氫為主，氫氣平均制備成本降至10元/kg。
4、地方政策密集下發(fā)，率先推動綠氫降本，有望推動綠氫規(guī)?；瘧?
此外，近幾年，我國多個地方政府陸續(xù)出臺一系列綠氫行業(yè)支持政策，且多集中于對于綠氫前端制取環(huán)節(jié)。例如，2024年1月3日，寧夏寧東能源化工基地發(fā)布《寧東基地促進氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施2024年修訂版（意見征求稿）》，在對于新能源部分和制氫部分的建設(shè)時序上要求“應確保制氫和應用端先開工，新能源部分不得早于制氫負荷及應用設(shè)施投產(chǎn)”，考慮到制氫端先行或與消納端的同步建設(shè)能夠避免大量的棄電，進而提升整體項目的經(jīng)濟效益。因此，該政策的下發(fā)將進一步合理化氫能項目的推進節(jié)奏，提升項目的經(jīng)濟性并在一定程度上避免建設(shè)與消納的脫節(jié)，同時還能改善此前以建設(shè)新能源制氫項目名義立項來換取可再生能源配額及政策利好的現(xiàn)象，有望推動綠氫規(guī)?；瘧?。
我國各地政府密集出臺針對綠氫項目的補貼政策
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公開日期 |
政府/地區(qū) |
政策名稱 |
針對綠氫的補貼對象 |
補貼標準 |
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2022.7.18 |
深圳市 |
《深圳市氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃2022-2025年（征求意見稿）》 |
電解制氫設(shè)施 |
谷期用電量超過50%的免收基本電費 |
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2022.11.4 |
湖北省 |
《關(guān)于印發(fā)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施的通知》 |
在可再生能源富集地區(qū)發(fā)展風光水規(guī)模電解水制氫 |
按照1000Nm3/h制氫能力、獎勵50MW風電或光伏開發(fā)資源并視同配置儲能 |
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2022.12.5 |
吉林省 |
《關(guān)于印發(fā)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策措施（試行）》 |
對年產(chǎn)綠氫100噸以上（含100噸）的項目 |
以首年每公斤15元的標準為基數(shù)，采取逐年退坡的方式（第2年按基數(shù)的80%、第3年按基數(shù)的60%），連續(xù)3年給予補貼支持，每年最高補貼500萬元 |
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對專業(yè)從事綠氫存儲的項目主體以及使用綠氫存儲裝置的其他項目主體 |
按綠氫存儲設(shè)備投資的20%，給予項目主體一次性補貼，最高補貼500萬元 |
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對專業(yè)從事綠氫運輸?shù)捻椖恐黧w |
按照年度累計氫氣實際承運量，給予每公斤1.5元補貼，最高補貼150萬元 |
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支持探索綠氫項目的碳減排量參與碳交易 |
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2023.8.11 |
內(nèi)蒙古鄂爾多斯 |
《鄂爾多斯市支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施》 |
具有獨立法人資格的氫氣產(chǎn)能大于5000噸/年的風光制氫一體化項目主體 |
按綠氫實際銷售量給予退坡補貼 |
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2023.10.1 |
新疆克拉瑪依 |
《克拉瑪依市支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有關(guān)扶持政策》 |
在2024-2025年期間，對落地克拉瑪依且氫氣產(chǎn)能大于5000噸/年的風光制氫一體化項目主體 |
綠電制氫的實際消納量，經(jīng)第三方認定后給予退坡補貼，2024年補貼3000元/噸，2025年補貼1500元/噸 |
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2023.10.26 |
甘肅張掖 |
《關(guān)于促進氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施（暫行）》 |
對已和市內(nèi)加氫站簽訂中長期供氣合同的綠氫制造企業(yè)，出廠價格不超過30元／公斤 |
按供應加氫站的供氫量給予10元／公斤制氫補貼，單個企業(yè)最高不超過70萬元 |
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2023.11.30 |
山東大連 |
《大連市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金管理辦法（2023-2025）》（征求意見稿） |
加氫站氫氣來源為可再生能源發(fā)電制取、電解水“零碳”綠氫 |
對提供氫源的制氫企業(yè)給予10元/千克的補貼 |
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2024.1.3 |
寧夏寧東能源化工基地 |
《寧東基地促進氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施2024年修訂版（送審稿）》 |
在寧東基地核心區(qū)內(nèi)建設(shè)的與綠氫生產(chǎn)配套的光伏電站，在完成相關(guān)用地補償費用繳納的前提下 |
土地租賃費（20年整）以當年并網(wǎng)發(fā)電項目的實際租賃價格為基準，給予下浮20%的優(yōu)惠 |
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企業(yè)新增綠氫生產(chǎn)設(shè)備投資 |
1000萬元（含）—2000萬元（不含）的，按設(shè)備投資額6%給予一次性補助；投資2000萬元（含）以上的，按設(shè)備投資額7%給予一次性補助，最高不超過300萬元 |
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在寧東基地實施綠氫替代的化工項目 |
本級財政按5.6元/公斤標準給予用氫補貼，單個企業(yè)每年不超過500萬元，最多補貼3年 |
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2024.1.5 |
四川成都 |
《成都市優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)促進城市綠色低碳發(fā)展政策措施實施細則（試行）》 |
對綠電制氫項目市區(qū)兩級聯(lián)動 |
0.15-0.2元/千瓦時的電費支持 |
資料來源：觀研天下整理
5、綠氫項目或迎開工潮
根據(jù)相關(guān)資料可知，截至2023年12月31日，我國已有337個綠氫項目，其中2023年共新增186個氫能項目；從項目狀態(tài)上看，除去已廢止項目，當前共332個項目處于運行、在建或規(guī)劃規(guī)劃狀態(tài)，其已披露的綠氫產(chǎn)能總量達489萬噸/年，產(chǎn)能集中在內(nèi)蒙古、河北、新疆、甘肅等地；從項目進展上看，2023年百億級的綠氫項目仍有大部分處于簽約等項目前期。隨著各地利好政策相繼出臺，預計2024年將迎開工潮。
2023年我國氫能產(chǎn)業(yè)百億以上投資規(guī)模的項目進展情況
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投資金額（億元） |
主體公司 |
綠氫項目 |
地址 |
項目進展 |
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600 |
國電投 |
方正縣綠色氫能二十萬噸級能源產(chǎn)業(yè)基地 |
黑龍江哈爾濱 |
前期 |
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478 |
寶豐能源 |
260萬噸/年煤制烯烴和配套40萬噸/年植入綠氫耦合制烯烴項目 |
內(nèi)蒙古鄂爾多斯 |
開工 |
|
420 |
國電投 |
“氫黑龍江”齊齊哈爾百萬噸級氫基綠色能源基地暨萬噸級綠色航煤示范項目 |
黑龍江齊齊哈爾 |
簽約 |
|
400 |
水木明拓 |
一期建設(shè)15萬標方每小時再生水電解制氫和1800噸/天動態(tài)綠色合成氨系統(tǒng)，配套150萬千瓦風電場及示范區(qū)整體公輔工程，2024年建成投產(chǎn) |
內(nèi)蒙古包頭 |
開工 |
|
296 |
中國能建 |
綠色氫氨醇一體化項目。一期項目建設(shè)內(nèi)容包括：90萬千瓦新能源（80萬千瓦風電、10萬千瓦光伏），年產(chǎn)4.5萬噸電解水制氫裝置、20萬噸級柔性合成氨裝置和2萬噸綠色甲醇裝置 |
吉林松原 |
開工 |
|
260 |
中廣核、吉道能源 |
風光制氫百萬噸綠色甲醇項目 |
內(nèi)蒙古赤峰 |
簽約 |
|
250 |
吉道能源 |
年產(chǎn)100臺綠氫設(shè)備裝配制造項目 |
內(nèi)蒙古巴彥淖爾 |
簽約 |
|
168 |
中國能建 |
年產(chǎn)100萬噸綠色甲醇生產(chǎn)基地，一期建設(shè)年產(chǎn)30萬噸生物質(zhì)氣化耦合綠氫制綠色甲醇示范項目 |
黑龍江雙鴨山 |
簽約 |
|
116.4 |
中車風電 |
一期規(guī)劃年產(chǎn)400套智能風電機組設(shè)備、200套風電塔架、300套大標方電解水制氫裝備、400套機艙罩導流罩、400套電氣系統(tǒng) |
新疆奇臺縣 |
開工 |
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101 |
新天綠能、東方電氣、中電建 |
一期為園區(qū)制氫項目、氫燃料電池示范性生產(chǎn)線和綠電制氫配套風力發(fā)電等3個項目建設(shè) |
湖北襄陽 |
簽約 |
|
100 |
國電投 |
電池制造（燃料電池及其核心材料膜電極、碳紙等制造） |
廣東佛山 |
開工 |
|
100 |
中電建 |
風光制氫一體化工程規(guī)劃建設(shè)1.5GW新能源發(fā)電項目，建設(shè)6萬噸/年制氫項目 |
內(nèi)蒙古滿洲里 |
簽約 |
|
100 |
濟南綠動氫能（國電投子公司） |
黃河流域氫能產(chǎn)業(yè)基地崔寨產(chǎn)業(yè)園 |
山東 |
濟南環(huán)評公示 |
資料來源：觀研天下整理（WYD）
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