氢能产业链及其关键分支

制氢方式安直接原料可细分为化石能源产氢、工业副产氢以及电解水制氢，按清洁程度可以不同颜色分为灰氢/蓝氢/绿氢。灰氢的具体生产途径主要包括煤制氢以及工业副产氢；蓝氢通常是指天然气通过蒸汽甲烷重整或自动热重整技术分解成氢气和二氧化碳，二氧化碳被捕获然后储存，相对直接的工业产氢，由于引入碳捕捉技术，二氧化碳排放得以减少，清洁程度更高；绿氢生产流程为依托电解槽电解将水分子(HO)分解成氢(H)和氧(O)，且所消耗电力来自可再生能源，全生命周期里不排放任何二氧化碳。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》，2020年中国氢气67%来自于化石能源，30%来自于工业副产氢，只有3%是来自可再生能源。预计到2030年依然以化石能源制氢为主流，可再生能源制氢达到15%的比例，2050年实现可再生能源制氢占总供给的70%。

具备天然成本优势的灰氢生产仍为主流技术。我国具备丰富的煤炭以及工业副产氢气资源(氯碱副产，丙烷脱氢，焦炭副产)。煤制氢是当前制氢成本最低的方式之一。据氢云链及《石油与化工》数据，以技术成熟的煤气化技术为例，在原料煤(6000大卡，含碳量80%以上)价格600元/吨情况下，氧气价格为0.7元/标方的情况下，制取氢气成本约1.0元/标方氢气（12元/kg）；蓝氢在化石能源制氢的基础上需要结合碳捕捉技术，从我国的实际资源情况出发，基于原料为煤炭的假设，当前我国碳捕捉技术成本约为350~400元/吨，以350元/吨为假设时，制氢成本约为1.4元/标方氢气（16元/kg），碳捕捉技术约贡献0.3~0.4元/标方的成本增量。

绿氢是实现全生命周期零碳排放的必经之路，电力成本占总成本比例较高。绿氢生产过程本质上为利用氢气的高能量密度等特性实现可再生能源的高效储存，其转换路径依托电解槽实现。绿氢的成本基本由电力成本决定。经测算，电力成本约为绿氢成本的70%~90%，若按照单标方氢气耗电量为4.4kwh,电力成本0.6元/kwh计算，绿氢的生产成本约为2.8元/标方。但随着可再生能源装机量的增加以及发电成本的不断下降，绿氢的生产成本有望与蓝氢甚至是灰氢持平。据我们测算，当电力成本下降50%至0.3元/kwh时，绿氢的生产成本基本和蓝氢持平；当电力成本下降70%至0.18元/kwh时，绿氢的生产成本基本和煤气化制氢持平。绿氢成本的有效降低对于氢气能否成为真正的零碳能源至关重要，其实现途径有两种：1)降低可再生能源成本；2)提高电解槽效率减少产氢单位用电量。