摘要:綠氫是通過使用可再生能源(如太陽能、風能、核能等)制造的氫氣。這種氫氣在生產過程中基本沒有碳排放,因此也被稱為“零碳氫氣”。近年來隨著技術的不斷創新和突破,綠氫的生產成本正逐步降低,為其商業化推廣和大規模應用奠定了堅實的基礎。截止2024年末,國內已建成綠氫項目累計達到65個,建成產能11.75萬噸,已經提前實現國家中長期發展規劃綠氫10-20萬噸的產能目標。2022年國內綠氫項目開始加速落地,2023年綠氫建成產能達到3.72萬噸,累計建成產能達到6.35萬噸,2024年建成產能5.41萬噸,同比增長45%。內蒙古、新疆等“三北”地區憑借風光資源稟賦,成為項目集聚地,兩省規劃綠氫項目超270個,占全國總量40%。
一、定義及分類
綠氫是通過使用可再生能源(如太陽能、風能、核能等)制造的氫氣。這種氫氣在生產過程中基本沒有碳排放,因此也被稱為“零碳氫氣”。氫氣主要分為灰氫、藍氫和綠氫三種類型。其在制取方式、碳排放水平、成本效益以及應用前景等方面存在顯著差異?;覛涫峭ㄟ^化石燃料(例如石油、天然氣、煤炭等)燃燒產生的氫氣。目前,全球約95%的氫氣屬于灰氫。藍氫同樣以化石燃料(主要是天然氣)為原料,通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整來制取氫氣。與灰氫不同的是,藍氫在生產過程中引入了碳捕集、利用與封存(CCUS)技術。
二、行業政策
氫能已成為加快能源轉型升級、培育經濟新增長點的重要戰略選擇,全球主要發達國家高度重視氫能產業發展,綠氫作為清潔能源的重要載體,得到了全球各地政府部門的大力支持。中國政府近年來相繼出臺了一系列中長期政策,持續推動綠氫技術和應用體系的發展,我國綠氫產業正從試點探索階段逐步進入有序破局新階段。2024年11月發布的《西部地區鼓勵類產業目錄(2025年本)》中明確將綠氫制造,氫能裝備制造,輸氫管道和加氫站運營納入青海省鼓勵類產業。2024年12月,工信部等部門發布了《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》,提出推進純氫冶金,發展純氫還原零碳高純材料,開展“綠電—綠氫—純氫冶金”上下游產業鏈示范。
三、行業壁壘
(1)政策壁壘
盡管《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》中已經明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分,但全國大部分地區仍將綠氫制備歸屬到?;飞a領域。僅有內蒙古、吉林、河北、廣東等少數省區市發布了相關氫氣制備限制解除政策,允許在非化工園區建設制氫加氫一體站,其他地區綠氫制備項目仍必須嚴格遵守《危險化學品安全管理條例》需要申領危險化學品生產許可證。并在化工園區內統一管理。相關法律法規不完善,導致制氫項目審批時間較長,土地成本較高,并額外增加了安全設施、人員培訓等成本支出。
(2)技術及人才壁壘
綠氫屬于技術密集型行業,技術壁壘高,產業鏈包括電解水制氫、綠氫儲運等,對企業技術實力要求較高。行業內頭部企業通過多年深耕,已形成豐富的技術儲備,市場競爭力較強,新進入企業短時間內難以逾越。此外,綠氫產業涉及多學科領域,如化學、物理、材料、機械、電氣等,需要具備跨學科知識和經驗的復合型人才,但從設計、審查、立項、施工到驗收等全流程產業鏈均缺乏人才或專業團隊,項目發展受限,新進入者也難以在短期內完成技術人才團隊的構建。
(3)資金壁壘
綠氫產業投資規模大、風險高,存在較高的資金壁壘。綠氫項目投資規模動輒數十上百億元,且涉及風光電配套、制氫裝備、儲運消納等長鏈條環節,對企業資金實力要求高,規模較小的民營企業因資金壁壘和技術門檻難以入局。
四、產業鏈
1、行業產業鏈分析
綠氫產業鏈上游為能源電力、制造設備等,能源電力可分為風力發電、水力發電、光伏發電、生物質發電,電解水制氫是目前最主要的制取綠氫的方法,主流技術路徑有堿性電解水制氫(ALK)、固體氧化物電解水制氫(SOEC)、陰離子交換膜制氫(AEM),制氫設備包括電解槽隔膜、電解質、電極材料等。中游為綠氫生產。下游為綠氫應用領域,綠氫的下游應用場景正在不斷拓展,除了傳統的交通領域,綠氫在電力、冶金、化工等領域的應用場景逐漸增多。如在化工領域,綠氫耦合碳捕集二氧化碳/生物質二氧化碳生產綠色甲醇,或結合空分氮氣生產綠氨,可形成低碳乃至零碳基礎化工原料,幫助傳統化工實現清潔生產;在儲能領域,綠氫可作為儲能介質在電力系統的源端發揮調峰作用,促進波動性電源的平滑上網,同時離網式“電-氫”耦合能源系統能為海島、荒漠等偏遠地區實現穩定供能。中國綠氫行業產業鏈如下圖所示:







2、行業領先企業分析
(1)中國天楹股份有限公司
中國天楹業務橫跨環保與新能源兩個業務領域。以垃圾焚燒發電、城鄉環境衛生 服務與環保裝備制造為壓艙石,公司打通了從前端清掃、中轉分選、末端處置的城鄉環境衛 生服務全產業鏈。在立足傳統環保行業同時,公司緊抓綠色新能源產業發展機遇,深度布局 新能源發電和風光儲氫氨醇一體化業務,開啟第二增長曲線,構建起“環保+新能源”雙引 擎發展的新格局。2025年一季度公司營業收入為12.06億元,同比下降3.64%;歸母凈利潤為1.06億元,同比下降47.63%。主要系 EPC 項目需根據客戶建造進度備貨交付,期間未達到收入確認節點,導致公司建造業務收入和毛利潤同比減少;此外,公司正大力投入新能源產業建設,初期固定資產投資及運營資金需求增加,相應推高了財務費用。中國天楹前瞻性布局綠氫產業,2024年8月,公司發布公告,全資子公司遼源天楹制氫科技有限公司與遼源高新技術產業開發區管委會簽署《綠氫項目投資合作協議書》,計劃在遼源高新區化工園區投資、建設與運營年產15萬噸綠氫項目。項目總投資48.5億元,首期建設年產4萬噸綠氫產能。
(2)吉林電力股份有限公司
吉電股份是國家電力投資集團有限公司控股的上市公司,主要業務涉及新能源、綜合智慧能源、氫能及火電、供熱、生物質能、電站服務等領域。2025年第一季度公司營收為37.6億元,同比下降1.42%;凈利潤為6.23億元,同比增長0.74%。新時代新征程,公司牢牢把握構建新型能源體系的發展機遇,重點在新能源、綠色氫基能源、清潔能源替代等領域持續發力,推進能源綠色低碳轉型。在綠氫領域,公司項目接連落地,2024年8月,吉電股份公告稱,擬動態投資13.26億元,建設鹽城吉電綠氫制儲運加用一體化(一期)示范項目。該項目光伏裝機規模20萬千瓦,項目所發電量70%上網,30%制氫。該項目也是吉電股份在吉林省外建設的首個綠氫項目。
五、行業現狀
近年來隨著技術的不斷創新和突破,綠氫的生產成本正逐步降低,為其商業化推廣和大規模應用奠定了堅實的基礎。截止2024年末,國內已建成綠氫項目累計達到65個,建成產能11.75萬噸,已經提前實現國家中長期發展規劃綠氫10-20萬噸的產能目標。2022年國內綠氫項目開始加速落地,2023年綠氫建成產能達3.72萬噸,累計建成產能達6.35萬噸,2024年建成產能5.41萬噸,同比增長45%。內蒙古、新疆等“三北”地區憑借風光資源稟賦,成為項目集聚地,兩省規劃綠氫項目超270個,占全國總量40%。
六、機遇和挑戰
1、發展機遇
(1)綠氫政策不斷完善與加強
氫能是清潔、低碳能源,在使用過程中不產生額外污染,也不產生二氧化碳排放,在雙碳背景下,2019年氫能首次被寫入《政府工作報告》,緊接著國家各部委密集出臺各項氫能支持政策,政策體系不斷完善,綠氫也迎來重大發展機遇。2025年1月1日,我國首部《中華人民共和國能源法》正式施行,明確將氫能納入能源管理體系,首次從法律層面確立了氫能的能源地位。
(2)制綠氫技術不斷進步
在制氫環節,電解水制氫是目前生產綠氫的主要方式。過去,電解水制氫技術存在效率低、成本高的問題。但隨著科技的不斷進步,新型電解水技術不斷涌現,電解槽的效率得到了顯著提升。如質子交換膜電解水技術效率高于堿性電解水,系統集成簡單,近年來通過新型催化劑的開發和膜電極制備技術的發展,其成本在逐漸降低。高溫固體氧化物電解水技術則被認為是理論效率最高的電解水制氫技術,目前也在不斷取得技術突破。技術的進步使得電解水制氫的成本大幅下降,為綠氫的商業化推廣和大規模應用奠定了堅實的基礎。
(3)下游消費市場前景廣闊
雙碳大背景下,綠氫作為一種儲量大、污染小、熱值高、可再生的清潔能源,為各行業脫碳提供了重要途徑,受益于技術進步、供給擴大,綠氫的應用場景不斷拓展,其應用已經滲透到交通運輸、工業、能源等諸多領域,賦能行業綠色化發展。燃料電池汽車、氫冶金、甲醇燃料船舶、氫儲能
等行業加速發展,對綠氫需求進一步增長。綠氫行業應用前景廣闊。
2、行業挑戰
(1)制氫技術適應性挑戰
現有電解槽技術在應對波動性電源時存在短板。堿性電解槽在低負荷工況下有安全隱患,長期低負荷運行可能損害設備壽命;質子交換膜電解槽雖負荷調節范圍廣、響應速度快,但成本高且壽命短。這使得在綠氫項目中,難以找到一種既能高效適應電源波動,又能兼顧成本和壽命的理想電解槽技術,限制了綠氫生產的穩定性和經濟性提升。
(2)項目運行管理挑戰
在項目運行層面,綠氫項目上網電量和下網電量缺乏國家層面統一政策規范。目前僅有內蒙古提出具體限制,其他省份缺乏基于省級電網情況的制度化規定。這導致并網型綠氫項目在利用網電穩定氫氣供應時,因無統一標準,可能無序增加電力系統調節壓力,影響電力系統安全穩定運行,也不利于綠氫項目在全國范圍內的標準化、規?;茝V。
(3)制氫成本不確定性挑戰
制氫成本受資源配置和電網交互情況影響且面臨政策不確定性。設備成本與新能源裝機、場內調節資源配置相關,用電成本與電量上網和下網規定相連。相關政策的變動不僅影響項目初期設備投資,還左右用電成本,進而影響制氫成本測算。由于當前綠氫項目政策處于不斷探索和完善階段,這種不確定性使得企業難以精準預估項目投資回報,抑制了社會資本進入綠氫產業的積極性。
(4)標準認定嚴格化挑戰
隨著全球對產品碳足跡關注度提升,綠氫標準將更嚴格。目前國際上尚無綠氫統一定義,未來使用網電生產的綠氫可能因網電的碳排放屬性而難以滿足低碳要求。在網電使用比例核算或清潔性證明方面,可能面臨更嚴格規范,這對氫電耦合系統提出更高要求,需要在項目規劃、運行和管理過程中充分考慮碳足跡核算與清潔性認證相關問題,增加了項目運營的復雜性和合規成本。
七、競爭格局
當前綠氫行業處于競爭階段,集中度較低。綠氫行業呈現以下梯隊情況:第一梯隊公司有中國石化、中國石油、中國電建等國企,該梯隊企業技術、資金和資源實力較強,具備先發優勢;第二梯隊有寶豐能源、億利潔能等煤化工及其它行業中的企業,現拓展制氫業務;第三梯隊有隆基、陽光電源等可再生能源電池商,該梯隊企業依托原有技術優勢下沉綠氫市場,主要提供電解槽和解決方案。
八、發展趨勢
在市場、政策等多重利好因素推動下,未來綠氫行業將呈現良好發展態勢。技術層面,綠氫技術有望實現更大突破。電解水制氫技術不斷升級,SOEC技術預計2030年商業化,AI算法優化電解槽啟停策略,提升棄電利用率;儲氫方面,高壓氣態儲氫為主流,低溫液態儲氫商業化后有發展潛力,固態儲氫研發不斷深入;運氫上,歐洲規劃氫氣管網但需攻克材料氫脆難題,中東-東亞綠氨貿易路線逐步成型,綠氨作為氫載體在長距離運輸上頗具潛力。產業鏈層面,產業鏈上下游緊密協同,上游制氫與可再生能源融合保障綠電供應,中游儲運探索降本增效方案,下游應用需求反推技術創新,形成良性發展閉環。應用端,綠氫在多領域應用前景廣闊,如在工業上,化工領域綠氫制合成氨、甲醇項目漸增,鋼鐵行業氫基DRI技術推廣,大幅降低碳排放,未來還將深入石油、有色金屬冶煉等領域。
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