全球天然气制氢占比，电解水制氢

全球范围来看，天然气制氢占比最高。全球范围内的氢气制备方法中，2018年，从终端产生的热值来统计，天然气制氢占比最高，达到 48%；其次是石油气化制氢，占比 30%；煤气化制氢第三，占比 8%，电解水制氢占比 4%。

可再生能源+水电解制氢有望成为大规模制氢发展趋势。据中国氢能联盟，我国氢能制取的远期目标是到 2050 年实现持续利用可再生能源电解水制氢，大力发展生物制氢，太阳光解水制氢，“绿色”煤制氢技术。达到平均制氢成本不高于 10 元/公斤。

氢气提纯的主要方法有深冷分离、变压吸附和膜分离

氢气提纯主要有三种方法，深冷分离法、变压吸附法（PSA）和膜分离法。深冷分离是将气体液化后蒸馏的方法，适宜在大量氢气制造时使用，输出产品较纯净。变压吸附是基于不同气体在吸附剂上的吸附能力不同而实施的分离方法。膜分离法是基于气体透过高分子薄膜的速率不同而实施的分离。变压吸附法和膜分离法这两种后起的技术目前也较为成熟，与深冷分离法相比，这两种技术由于不必把氢气深冷液化，因此耗能较低。

图表:氢气提纯的三种工艺工艺流程简图

图表:三种氢气提纯工艺特点

资料来源：公开资料整理

储氢技术是氢气生产与使用之间的桥梁

常用的储氢技术主要包括物理储氢、化学储氢与其它储氢。物理储氢主要包括高压气态储氢与低温液化储氢。高压气态储氢技术是指在高压下，将氢气压缩，以高密度气态形式储存，具有成本较低、能耗低、 易脱氢、工作条件较宽等特点，是发展最成熟、最常用的储氢技术，主要使用的设备为高压储氢瓶，目前，高压储氢储罐主要包括金属储罐、金属内衬纤维缠绕储罐和全复合轻质纤维缠绕储罐。低温液化储氢技术是将氢气在高压、低温条件下液化，实现高效储氢，其输送效率高于气态氢。

图表:储氢技术分类示意图

资料来源：公开资料整理

储氢瓶组类别

资料来源：公开资料整理

氢能运输将向更高压、多相态的技术路径发展

氢气输送是氢能利用的重要环节。按照氢在输运时所处状态的不同, 可以分为气氢输送、液氢输送和固氢输送。其中前两者是目前正在大规模使用的两种方式。气氢可以用管网, 或将氢气加压通过高压容器装在车、船等运输工具上进行输送。管网输送一般适用于用量大的场合, 而车、船运输则适合于量小、用户比较分散的场合。液氢一般装在低温绝热槽罐内，放在卡车、机车、船舶或者飞机上运输，既能满足较大输氢量又比较快速、经济。固氢输运方法一般是采用车船输送轻质储氢材料。

图表：氢的不同输运方式的技术比较

资料来源：公开资料整理

加氢站是氢能供应的重要保障

加氢站是氢能供应的重要保障。加氢站之于燃料电池汽车, 相当于加油站之于燃油汽车、充电站之于纯电动汽车。安全、低成本、快捷加氢的加氢站对于氢燃料电池汽车的商业化起到关键作用。

加氢站的工作流程一般为氢源供氢、压缩、储存、加注。外供氢气分为气氢和液氢两种类型。气氢经气氢拖车或管道运输至加氢站，经过压缩机储存到压缩储氢罐组，再通过分配器向燃料汽车加注氢气。液氢经液氢槽车运至加氢站，储存至站内液氢储氢罐，通过液氢泵和气化器经压缩后储存至压缩储氢罐组，最后加注。加氢站的氢源也可来自站内制氢装置，制得的氢气经压缩储存到压缩储氢罐组，最后加注。加氢站的主要设备包括站内制氢装置、压缩机、压缩储氢罐组、液氢泵和气化器、冷却器和分配器。

图表：加氢技术路径示意图

“氢能时代”大幕拉开，全球主要国家与企业纷纷入局

全球氢能发展进入快车道，欧美及日韩已率先进行氢能产业链的布局。一方面从国家层面，部分国家自上而下出台了具有顶层设计的全国性专项规划文件，设置了氢能源管理机构，创建了相对科学安全的技术标准及监测体系。另一方面，相关企业也加快布局氢能市场。全球气体三大巨头公司依托空气分离技术储备，已可以提供制氢、纯化、储运、加氢等一系列完整的解决方案。全球主要国家和企业共同推动氢能产业快速发展。

氢能是能源技术革命的重要方向，全球发展进入快车道

全球逐步形成发展氢能的共识，普遍认为氢能是 21 世纪最具潜力的清洁能源之一。美国通用汽车公司的技术研究中心于 20 世纪 70 年代提出“氢经济”概念，1976 年美国斯坦福研究院就开展了氢经济的可行性研究。20 世纪 90 年代中期以来城市空气污染、能源自主可控、二氧化碳过量排放及全球气候变化、可再生能源电量储存等问题的凸显，增加了氢能经济的吸引力。氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源，逐步形成全球共识，被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源之一，是人类的战略能源发展方向。

到 2050 年世界将正式进入“氢能时代”。据 IRENA 数据显示，2016 年全球氢能的下游应用的 90%仍为工业，25%用于冶金，65%用于化工领域。但据Hydrogen Council 预计，到 2050 年氢能将占到人类能源总供给的 18%，贡献 58 EJ 的总能量，其中主要的增量来自于交通运输，将消耗约 22EJ 的能量，占氢能下游应用的约 38%。