氫能，被視為“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?rdquo;。在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)過(guò)程中，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展備受關(guān)注。近日，《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》更是明確了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位：“氫能是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分；氫能是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體；氫能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。”
伴隨國(guó)家戰(zhàn)略持續(xù)加碼，相關(guān)企業(yè)紛紛投身氫能產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)，以爭(zhēng)取搶先卡位。在愈發(fā)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中，憑借技術(shù)、專(zhuān)利、知識(shí)產(chǎn)權(quán)構(gòu)建的“硬實(shí)力”愈發(fā)重要。3月31日，由智慧芽和《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》聯(lián)合撰寫(xiě)的《2022年中國(guó)氫能行業(yè)技術(shù)發(fā)展洞察報(bào)告》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：《報(bào)告》）正式發(fā)布。《報(bào)告》從政策、專(zhuān)利等視角出發(fā)，全方位分析目前我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展情況，包括：氫能產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)布局、相關(guān)專(zhuān)利發(fā)展趨勢(shì)，以及重點(diǎn)創(chuàng)新企業(yè)等。
《報(bào)告》意在為中國(guó)氫能企業(yè)制定氫能發(fā)展戰(zhàn)略和攻堅(jiān)氫能技術(shù)突破、為更廣大科技界捕捉氫能技術(shù)發(fā)展動(dòng)向、為政府制定氫能發(fā)展政策等提供借鑒參考；其共六大章節(jié)，分別為：氫能行業(yè)簡(jiǎn)介及發(fā)展歷程梳理、氫能行業(yè)全景掃描、中國(guó)氫能行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)透視、中國(guó)氫能行業(yè)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)格局、中國(guó)氫能代表性企業(yè)技術(shù)盤(pán)點(diǎn)、氫能行業(yè)技術(shù)發(fā)展展望。
透視氫能行業(yè)發(fā)展
氫能，是指氫、氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)所釋放出的化學(xué)能，是一種來(lái)源廣泛、清潔無(wú)碳、應(yīng)用場(chǎng)景豐富的可再生能源，可用于儲(chǔ)能、發(fā)電、交通工具燃料驅(qū)動(dòng)、家用燃料等。
因此，氫能也成為支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展、推動(dòng)傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的理想媒介，能源安全的一道重要保障，以及交通、工業(yè)、電力、建筑等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模深度脫碳的重要方式，有助于拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游多環(huán)節(jié)共同發(fā)展、協(xié)同多產(chǎn)業(yè)共同進(jìn)步、提供經(jīng)濟(jì)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力。
圖：氫能發(fā)展歷程（全球 + 國(guó)內(nèi)），來(lái)源：報(bào)告
放眼至整個(gè)氫能行業(yè)，《報(bào)告》研究認(rèn)為，氫能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游制氫 (制備-儲(chǔ)運(yùn)-加注 )，中游燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)和下游應(yīng)用三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
其中，上游氫氣制備路線不同，可分為化石原料制氫、化工原料制氫、工業(yè)尾氣制氫、電解水制氫以及新型制氫技術(shù)四種形式；上游儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)根據(jù)氫能儲(chǔ)運(yùn)狀態(tài)不同，可分為高壓儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫以及高壓液態(tài)儲(chǔ)氫四種形式；上游加注環(huán)節(jié)根據(jù)加注方式不同，可分為站外加氫和站內(nèi)加氫兩種加注形式。
中游為氫燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)，主要由燃料電池電堆系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。
下游應(yīng)用環(huán)節(jié)主要涵蓋交通運(yùn)輸、固定發(fā)電、便攜式電池和航空航天四大產(chǎn)業(yè)。其中，交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是目前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流方向
圖：氫能產(chǎn)業(yè)鏈圖譜，來(lái)源：報(bào)告
當(dāng)前，持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新已成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵因素?！秷?bào)告》認(rèn)為，從中國(guó)氫能行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，電解水制氫作為清潔、可持續(xù)的制氫方式，是我國(guó)未來(lái)氫氣制備技術(shù)發(fā)展的重要方向。根據(jù)智慧芽預(yù)測(cè)，2022年電解水制氫技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量將再迎階段性高峰。
而氫氣儲(chǔ)運(yùn)方式根據(jù)氫或儲(chǔ)氫材料形態(tài)的不同主要分為：高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、低溫液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)以及高壓液體儲(chǔ)運(yùn)四種形式?！秷?bào)告》研究認(rèn)為，從這四種氫氣儲(chǔ)運(yùn)方式的專(zhuān)利數(shù)量和增長(zhǎng)趨勢(shì)來(lái)看，高壓氣態(tài)和高壓液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)增長(zhǎng)勢(shì)頭最好。
氫氣加注方面，《報(bào)告》顯示，截至目前，我國(guó)加氫站專(zhuān)利申請(qǐng)總量2373件，年均專(zhuān)利申請(qǐng)量62件。從專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，2002年-2015年期間為技術(shù)萌芽期；2016年后，我國(guó)加氫站專(zhuān)利申請(qǐng)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)趨勢(shì)。根據(jù)智慧芽預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2022年、2023年，國(guó)內(nèi)加氫站相關(guān)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量將分別達(dá)492件、551件。
圖：中國(guó)制氫技術(shù)歷年專(zhuān)利申請(qǐng)量，數(shù)據(jù)來(lái)源：智慧芽
氫能賽道多方混戰(zhàn)
“雙碳”背景下，不少企業(yè)正大練“氫”功。
《報(bào)告》顯示，從中國(guó)氫能行業(yè)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，在上游技術(shù)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)格局中，制備技術(shù)研發(fā)方面，電解水制氫由于設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝流程穩(wěn)定且不產(chǎn)生任何污染，是當(dāng)前制氫領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)，且專(zhuān)利申請(qǐng)總量與增長(zhǎng)速度均高于其他制氫技術(shù)。
圖：中國(guó)電解水制氫技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)人歷年申請(qǐng)量
數(shù)據(jù)來(lái)源：智慧芽
儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)研發(fā)方面，高壓氣態(tài)和高壓液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)方式由于適用場(chǎng)景廣、成本低，是現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)運(yùn)方式。兩者專(zhuān)利申請(qǐng)總量與增長(zhǎng)速度均高于其他儲(chǔ)運(yùn)方式。此外，我國(guó)廣泛采用站外加氫模式。
圖：中國(guó)氫氣高壓儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)人歷年申請(qǐng)量
數(shù)據(jù)來(lái)源：智慧芽
圖：中國(guó)站外加氫技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)人歷年申請(qǐng)量
數(shù)據(jù)來(lái)源：智慧芽
在中游技術(shù)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)格局中，中游燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)所涉及的零部件眾多，通常均有整車(chē)廠集中進(jìn)行開(kāi)發(fā)。從專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量的年度分布趨勢(shì)來(lái)看，中國(guó)和國(guó)外在該領(lǐng)域的技術(shù)研究基本同時(shí)起步。
圖：中國(guó)氫燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)專(zhuān)利申請(qǐng)人歷年申請(qǐng)量
數(shù)據(jù)來(lái)源：智慧芽
在下游技術(shù)研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)格局中，交通領(lǐng)域作為氫能消費(fèi)的重要突破口，氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展前景較為廣闊。
圖：中國(guó)氫能在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)人歷年申請(qǐng)量
數(shù)據(jù)來(lái)源：智慧芽
從中國(guó)氫能代表性企業(yè)技術(shù)來(lái)看，在上游環(huán)節(jié)中，包括：制氫技術(shù)代表企業(yè)華能集團(tuán)、上海合既得，儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)代表企業(yè)富瑞特裝，加注技術(shù)代表企業(yè)上海氫楓能源；在中游環(huán)節(jié)，包括：燃料電池龍頭企業(yè)新源動(dòng)力，電堆技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)上海神力；在下游環(huán)節(jié)，包括：氫能乘用車(chē)代表企業(yè)武漢格羅夫，氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)代表企業(yè)億華通。
洞見(jiàn)萬(wàn)億市場(chǎng)空間
當(dāng)前，氫能產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)巨大的市場(chǎng)發(fā)展前景。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)測(cè)，2026年-2035年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)5萬(wàn)億元。
《報(bào)告》研究認(rèn)為，從氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在制氫環(huán)節(jié)，可再生能源制氫是長(zhǎng)期方向，因?yàn)橹挥锌稍偕茉措娊馑苽涞?ldquo;綠氫”才能實(shí)現(xiàn)真正的零碳排放；在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，高壓氣態(tài)和高壓液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)相對(duì)成熟，是現(xiàn)階段主要的儲(chǔ)運(yùn)方式；在應(yīng)用環(huán)節(jié)，氫燃料電池汽車(chē)是新能源汽車(chē)的最具發(fā)展前景的技術(shù)路線之一。
對(duì)于氫能行業(yè)未來(lái)技術(shù)演進(jìn)與展望，《報(bào)告》顯示，現(xiàn)階段，無(wú)論是大規(guī)模可再生能源制氫，還是氫能的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分銷(xiāo)，以及具體下游應(yīng)用，氫能各環(huán)節(jié)基本都處于技術(shù)示范和本土化的發(fā)展階段。
在具體產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中，上游的制氫、儲(chǔ)運(yùn)是兩大基礎(chǔ)領(lǐng)域；而中游環(huán)節(jié)，從專(zhuān)利申請(qǐng)情況來(lái)看，氫燃料電池及系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人研發(fā)重點(diǎn)主要還是集中在膜電極、催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等關(guān)鍵部件。
根據(jù)《報(bào)告》預(yù)測(cè)，未來(lái)隨著產(chǎn)業(yè)配套政策落地，氫能技術(shù)進(jìn)步與成本下降有望進(jìn)入良性循環(huán)。
