制氫是指通過特定的工藝技術將氫氣從其他物質中分離或生成的過程。氫氣是一種清潔、高效的二次能源,其制備方式主要包括化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫等。其中,電解水制氫是利用電能將水分解為氫氣和氧氣,是目前最具發展潛力的綠色制氫方式。根據生產來源,氫氣還可分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”,其中“綠氫”是通過可再生能源(如太陽能、風能、水能等)電解水制得的氫氣,具有零排放、低碳的特點。
中國制氫行業正處于能源革命與產業升級的歷史交匯點。作為氫能產業鏈的源頭環節,制氫技術的突破與產業化應用直接關系到國家能源結構轉型與“雙碳”目標實現。近年來,在政策引導、技術創新與市場需求的多重驅動下,中國已形成天然氣制氫、電解水制氫、焦爐氣制氫等多元技術路徑并存的格局,應用場景從傳統工業逐步延伸至新能源汽車、儲能、發電等戰略領域。
一、制氫行業政策環境:戰略定位與制度保障
國家層面:頂層設計構建發展框架
中國將氫能產業定位為“戰略性新興產業”,通過多部國家級政策文件明確發展路徑。早期規劃聚焦技術研發與示范項目建設,近年逐步轉向全產業鏈協同發展,重點支持制氫技術創新、基礎設施聯通與標準體系構建。政策工具從“規劃引導”向“資金扶持+市場激勵”組合轉變,通過設立專項基金、稅收優惠、電價補貼等方式降低企業研發成本,同時推動跨省跨區域氫能試點網絡建設,形成“東西部聯動、南北呼應”的產業布局。
地方層面:區域特色與競爭協同
地方政府結合資源稟賦出臺差異化政策。資源富集地區側重發展工業副產氫與傳統能源制氫,如西北地區依托煤炭資源探索低碳煤制氫技術;沿海經濟發達地區則聚焦可再生能源制氫與氫能交通應用,如廣東、上海將制氫納入新能源產業集群建設,打造“制儲輸用”一體化生態。地方政策的競爭性布局加速了技術落地與市場擴容,但也存在重復建設、標準不統一等問題,需通過國家層面統籌協調形成合力。
國際合作:技術引進與標準對接
政府積極推動制氫領域國際合作,通過技術引進消化吸收再創新提升產業競爭力。一方面,與全球氫能技術領先國家共建聯合實驗室,引進高效電解槽、催化劑等核心設備制造技術;另一方面,參與國際氫能標準制定,推動制氫裝備與檢測認證體系與國際接軌,為中國制氫企業出海奠定基礎。政策層面的開放姿態加速了技術迭代,但核心材料與高端裝備依賴進口的局面仍未根本改變,自主創新仍是政策長期支持重點。
二、制氫技術路徑:多元并存與迭代方向
傳統制氫技術:成本優勢與低碳轉型
天然氣制氫與工業副產氫憑借成熟的工藝與規模效應,目前占據市場主導地位。天然氣制氫通過蒸汽甲烷重整技術實現大規模生產,廣泛應用于煉油、化工等工業領域,但受限于化石能源依賴,正逐步向“藍氫”升級,通過碳捕集技術降低碳排放。焦爐氣、氯堿尾氣等工業副產氫則依托現有工業體系實現低成本回收,成為“過渡性低碳氫”的重要來源,技術改進方向聚焦提純度提升與能耗優化。
可再生能源制氫:零碳目標與技術瓶頸
電解水制氫被視為“終極清潔制氫技術”,按電力來源可分為“灰氫”“藍氫”“綠氫”。其中,綠氫(可再生能源電解水制氫)是政策重點扶持方向,技術路線涵蓋堿性電解、質子交換膜(PEM)電解與固體氧化物電解(SOEC)。當前堿性電解技術最成熟,成本逐步逼近傳統制氫水平;PEM電解因響應速度快、兼容性強,更適配波動性可再生能源,正成為分布式制氫主流選擇;SOEC則處于實驗室到中試過渡期,有望在高溫高效制氫領域實現突破。
前沿技術探索:顛覆性創新與商業化挑戰
新型制氫技術處于基礎研究向應用轉化的關鍵階段。光催化制氫利用太陽能直接分解水,理論上具備“零能耗”優勢,但效率低、穩定性差等問題尚未解決;生物質制氫依托農業廢棄物資源,適合農村分布式應用,但原料收集成本與轉化效率制約規模化發展。前沿技術的商業前景取決于基礎材料突破(如高效催化劑、新型半導體材料)與工程化能力提升,未來十年有望在特定場景實現突破,但全面替代傳統技術仍需更長時間。
據中研產業研究院《2025-2030年中國制氫行業市場前瞻與投資戰略分析報告》分析:
三、制氫市場格局:需求驅動與產業協同
需求結構:工業主導與新興場景崛起
當前制氫市場呈現“工業需求穩占主導,新興領域快速滲透”的格局。工業用氫占比超80%,集中于煉油、合成氨、甲醇等傳統領域,需求增長穩定但增速趨緩。交通與儲能用氫成為新增長點:氫燃料電池汽車推廣帶動車載氫需求擴容,重卡、港口機械等重載領域率先實現商業化運營;儲能領域則探索“綠電制氫-氫儲能-發電”閉環模式,在棄風棄光地區開展小規模示范。需求結構的多元化推動制氫企業從“單一供應商”向“綜合能源服務商”轉型。
產業鏈協同:上下游聯動與模式創新
制氫環節與儲氫、運氫、用氫環節深度耦合,催生多元化商業模式。傳統模式下,制氫企業多聚焦生產端,與下游用戶簽訂長協供應;新興模式則強調“制儲用一體化”,如可再生能源電站配套建設電解制氫設施,直接為周邊工業園區或加氫站供氫;分布式制氫與就近消納結合,降低運輸成本,適合氫能交通與微電網場景。產業鏈協同加速了技術落地,但也面臨基礎設施建設滯后、利益分配機制不明確等挑戰,需通過“政府引導+市場主導”推動資源整合。
競爭格局:主體多元與頭部集中
制氫行業參與者涵蓋傳統能源企業、化工企業、新能源企業與初創公司。傳統企業依托資金與規模優勢布局大型集中式制氫項目,如“三桶油”在沿海地區建設規模化天然氣制氫基地;新能源企業則聚焦可再生能源制氫,通過“風光氫儲”一體化項目搶占綠氫市場;初創公司側重細分技術突破,如專注PEM電解槽研發或新型催化劑生產。市場競爭從“成本比拼”向“技術壁壘+場景適配”轉變,頭部企業通過垂直整合與跨界合作構建競爭優勢,中小企業則需依托技術差異化尋求 niche 市場。
政策驅動下的技術迭代與需求擴容,正在重塑制氫行業的底層邏輯。傳統制氫技術面臨低碳轉型壓力,可再生能源制氫加速商業化落地,但成本與穩定性仍是規模化發展的核心制約;市場需求從工業領域向交通、儲能延伸,推動產業鏈協同與商業模式創新,但基礎設施滯后與標準體系不完善等系統性問題亟待解決。在此背景下,制氫行業的發展不僅需要技術層面的突破,更依賴政策、市場、資本的深度協同,未來五年將是技術路線分化、市場格局重塑、產業生態成型的關鍵階段。
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