前言：在所有制氢方式中，绿氢的碳排放是最低的，这也代表着它的减碳价值是最高的，近年来我国也在不断支持绿氢的发展。今天就来和大家聊聊绿氢行业都有哪些机遇，本篇主要梳理一下细分赛道，在《绿氢系列二》中我再来补充其他内容。

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  近日多部门共同印发《“十四五”可再次生产的能源发展规划》，《规划》指出推进化工、煤矿、交通等重点领域绿氢替代。据预测，到2050年，氢能占我国终端能源体系的占比至少将达到10%，需求量将要超过6000万吨。绿氢作为所有制氢方式中最为清洁的一种，在我国的支持和需求的不断扩张下，有望迎来加速发展，下面就来详细聊聊绿氢。

  从制取原理看，制氢方式大体可分为四类，化石能源制氢、工业副产制氢、高温分解制氢、电解水制氢，以及光解水、生物质等技术尚不成熟的其他制氢方式。化石能源、工业副产及高温分解制氢由于在生产氢气的过程中排放大量 CO2，由其所制氢气也被定义为灰氢；在制灰氢过程中结合碳捕集、利用及封存技术（CCUS）减少碳排放后所得氢气被称为蓝氢；而通过可再次生产的能源电解水所制氢气被称为绿氢，其制氢过程中就没有碳排放。电解水制氢最重要的包含碱性电解水制氢和质子交换膜制氢。

  电解槽是电解水制氢系统的核心部分计，电解水制氢系统由电解槽及辅助系统组成，其中电解槽是电解反应发生的主要场所，辅助系统则包括电力转换、水循环、气体分离、气体提纯等模块。从成本构成来看，根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书（2020）》，电解槽在制氢系统总成本中的占比约 45%，此外电力转换系统、水循环系统和氢气收集系统也在总成本中占据较高的比例。

  目前电解水制氢主要有碱性电解、质子交换膜（PEM）电解、固体氧化物（SOEC）电解这三种技术路线，根据各自技术特点以及商业化应用程度，碱性电解水制氢路线及 PEM 电解水制氢将是未来与可再次生产的能源结合的主流电解水制氢工艺路线。

  目前来看，碱性电解槽成本较低，经济性较好，市场占有率较 PEM 电解槽高一些；不过随着燃料电池技术的不断成熟，质子交换膜国产化的不断加速突破。长久来看，PEM 电解槽的成本和市场占有率将逐渐提高，与碱性电解槽接近持平，

  根据测算，在 2025 年国内预计仍在商业化和规模化前期的可再次生产的能源制氢产量达到 20 万吨。在其中 AEL 技术占比 85%，PEMEL 技术占比 15%的情况下，AEL电解槽的市场空间将达 15.19 亿元，PEMEL 电解槽的市场空间将达 17.75 亿元，整个可再次生产的能源制氢的设备市场空间将达 43.71 亿元。并且在技术进一步进步，绿电制氢成本持续下降的情况下，设备的市场空间还将扩大。

  质子交换膜目前商用的是全氟质子交换膜，其由全氟磺酸树脂或者全氟羧酸树脂经过成膜工艺制得，技术难度高。作为水电解槽电极的核心组件，质子交换膜不仅传导质子，隔离氢气和氧气，而且还为催化剂提供支撑，其性能的好坏直接决定水电解槽的性能和常规使用的寿命，因此在整个设备中至关重要，此外质子交换膜还是燃料电池发电的关键核心部件膜电极（MEA）的重要组成部分，

  全球从事质子膜研究的主要有美国戈尔公司，日本旭硝子玻璃，以及我国的东岳氢能、泛亚微透等十余家公司。其中，美国戈尔公司在增强膜方面具有知识产权优势，目前应用最为广泛的是戈尔公司的Nafion系列膜，目前全球市场占有率超过90%。东岳氢能具有完整的全氟磺酸树脂产业链，是继戈尔、科慕两家外国企业之后国内市场占比最大的企业，目前实现量产并批量供货，但在产品可靠性、寿命、规模化生产及应用经验方面还需提高。

  可再生能源电解制氢在2020年给质子交换膜带来的市场增量为4.03亿人民币，而到了2030年和2050年，将可为质子交换膜市场每年带来约17.2亿和59.8亿的规模增量。

  小结：制约绿氢产业规模化发展的核心因素在于制氢成本，随着绿氢成本的不断下降，其反映出来的价值将远超于其他制氢方式，成长空间值得期待。

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