氫能作為一種二次能源，具有來源廣泛、清潔低碳、應用場景豐富等特性，被視為全球能源轉型的重要載體。其中，綠氫通過可再生能源電解水制取，生產過程零碳排放，是氫能家族中唯一實現全生命周期低碳排放的品類。隨著全球碳中和進程加速，綠氫產業正從技術驗證階段向規模化商業應用過渡，成為新能源領域最具顛覆性的賽道之一。
(一)全球政策驅動產業布局加速
據中研普華產業研究院《2024-2029年中國綠氫行業深度分析及發展前景預測報告》分析，自2021年以來，全球已有30余個國家或地區發布國家級氫能戰略，將綠氫作為能源轉型的核心抓手。歐盟通過《氫能戰略》和《能源系統整合策略》，計劃到2050年將綠氫在能源消費中的占比提升至22%;美國《通脹削減法案》將綠氫稅收抵免力度提升至較高水平;日本、韓國等國家聚焦氫能交通與工業脫碳，構建跨國氫能供應鏈。中國《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》明確氫能為國家能源體系重要組成部分，內蒙古、新疆等“三北”地區憑借風光資源稟賦，成為綠氫項目集聚地，規劃項目占全國總量的較高比例。
(二)技術突破與成本下降推動商業化進程
電解水制氫技術是綠氫產業的核心環節。堿性電解槽技術成熟度最高，國內設備成本持續下降，單槽制氫量突破一定規模，壽命顯著延長;質子交換膜(PEM)電解槽雖成本較高，但憑借快速啟停、高電流密度等優勢，在可再生能源波動性匹配場景中表現突出，單槽制氫規模逐步擴大。隨著光伏度電成本下降，綠氫生產成本結構持續優化，電耗成本占比逐步降低，電解槽折舊成本占比同步下降。此外，生物質制氫、光催化制氫等新興技術進入中試階段，未來有望實現顛覆性突破。
(三)應用場景從化工向多元領域拓展
當前綠氫消費仍以化工領域為主，占比超九成，其中合成氨、甲醇、鋼鐵冶煉是主要應用方向。以合成氨為例，綠氨生產通過綠氫與氮氣反應，可實現全生命周期零碳排放，國際能源署預測到2030年綠氨將占據全球合成氨市場較高份額。在交通領域，綠氫燃料電池汽車在重型運輸、航運等場景加速滲透，馬士基等航運巨頭已簽訂綠色甲醇長期采購協議;在能源領域，綠氫作為長時儲能介質，可解決可再生能源間歇性問題，澳大利亞“亞洲可再生能源中心”項目規劃建設大規模風光電站與綠氫制氨設施，實現跨季節儲能與出口。
(四)產業瓶頸制約規模化發展
盡管綠氫產業呈現蓬勃發展態勢，但仍面臨三大挑戰：其一，經濟性不足，當前綠氫生產成本是灰氫的數倍，需依賴政策補貼維持競爭力;其二，基礎設施缺失，全球加氫站不足千座，管道輸氫網絡尚未形成，儲運成本占終端價格的較高比例;其三，政策體系不完善，中國仍將氫氣列為危化品管理，項目審批周期長、土地成本高，且碳市場僅覆蓋電力行業，鋼鐵、化工等高排放領域缺乏綠氫改造激勵。
(一)國有企業主導上游制氫環節
以中國石化、中國石油、國家電投為代表的中央企業，憑借資金、技術、資源優勢占據行業制高點。中國石化規劃到2025年建成大規模綠氫產能，其新疆庫車綠氫示范項目已實現全產業鏈貫通;國家電投“電—氫—化”一體化模式在吉林大安落地，通過風光電解水制氫耦合二氧化碳加氫制甲醇，形成閉環產業鏈。此外，中央企業還通過產能擴張鞏固領先地位，隆基氫能、派瑞氫能等企業計劃在未來幾年內實現電解槽產能的顯著增長。
(二)民營企業聚焦技術迭代與場景創新
寶豐能源、億利潔能等企業從煤化工領域跨界布局綠氫，通過規模化應用降低邊際成本。寶豐能源內蒙古項目規劃年產綠氫，配套建設全球最大電解槽制造基地;隆基綠能、陽光電源等光伏企業依托可再生能源技術優勢，向電解槽設備制造延伸，形成從光伏發電到綠氫制取的垂直整合能力。此外，遠景能源、佛鐵制氫等企業通過技術創新推動成本下降，其堿性電解槽產品性能達到國際先進水平。
(三)區域集群效應顯著
“三北”地區成為綠氫產業核心增長極。內蒙古依托鄂爾多斯國家級現代能源經濟示范區，集聚多家企業，規劃綠氫產能超千萬噸;新疆準東開發區通過“風光制氫+煤化工耦合”模式，推動傳統產業低碳轉型;寧夏寧東基地對綠氫替代煤制氫項目給予高額補貼，吸引多家企業落地。此外，長三角、珠三角等地區憑借技術、資本優勢，在電解槽制造、氫能裝備等領域形成特色集群。
(四)國際競爭格局分化
歐美國家在綠氫技術研發與標準制定領域占據先機。德國蒂森克虜伯建成全球最大堿性電解槽工廠，挪威Nel Hydrogen的PEM電解槽效率突破較高水平;中國則在規模化應用與成本管控方面形成優勢，堿性電解槽成本僅為歐美同類產品的較低比例，且具備大規模產能擴張能力。此外，國際能源巨頭通過合資合作加速布局綠氫市場，殼牌與道達爾在可再生能源制氫領域展開深度合作，推動全球產業鏈整合。
(一)技術創新驅動成本持續下降
電解槽材料創新與制造工藝升級將成為降本核心路徑。質子交換膜國產化替代可降低PEM電解槽成本;固態氧化物電解槽(SOEC)在高溫場景下的電耗優勢逐步顯現，實驗室效率已達較高水平;生物質制氫、光催化制氫等新興技術進入中試階段，未來有望實現顛覆性突破。據國際氫能委員會預測，到2035年綠氫生產成本將降至較低水平，與灰氫實現平價。
(二)政策支持從“補貼驅動”轉向“市場驅動”
全球碳定價機制完善將強化綠氫經濟性。歐盟碳邊境調節機制(CBAM)覆蓋鋼鐵、鋁、化肥等高排放產品，倒逼出口企業采用綠氫脫碳;中國全國碳市場將納入鋼鐵、建材、航空等行業，碳價預期突破較高水平，綠氫替代灰氫的收益空間進一步擴大。此外，綠氫認證體系逐步建立，國際可再生能源機構(IRENA)推出的“綠氫標準”已獲多國認可，為跨國貿易掃清障礙。
(三)應用場景從“單一替代”轉向“系統融合”
綠氫將深度融入能源、工業、交通、建筑等領域，形成“氫能+”生態體系。在能源領域，綠氫與儲能、智能電網協同，構建新型電力系統;在工業領域，綠氫還原鐵礦石技術可降低鋼鐵行業碳排放，氫基直接還原鐵(DRI)產能占比將逐步提升;在交通領域，氫燃料電池重卡、船舶、航空器將逐步替代傳統燃油機型，全球氫能交通市場規模預計突破千億美元。此外，綠氫在民用建筑領域的應用逐步拓展，日本、德國等國家已建成多個氫能社區示范項目。
(四)國際合作從“技術引進”轉向“標準輸出”
隨著中國綠氫產業規模擴張與技術迭代，國際話語權顯著提升。中石化與沙特阿美共建的“綠氫走廊”項目，將中國電解槽技術與中東低成本風光資源結合，輸出綠氫生產標準;國家電投參與制定的IEC國際電解槽標準，填補了全球綠氫設備安全規范的空白。未來，中國有望通過“一帶一路”倡議，推動綠氫技術、裝備、服務全產業鏈“走出去”，構建全球綠氫貿易網絡。
欲了解綠氫行業深度分析，請點擊查看中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國綠氫行業深度分析及發展前景預測報告》。
研究院服務號
中研網訂閱號