氫能是氫氣與氧氣化學反應時釋放的化學能，具有熱值高、清潔可再生、應用場景廣泛等特性。發展氫能產業是推動能源轉型、實現“雙碳”目標、培育發展新動能的重要舉措。2022年3月，氫能產業發展中長期規劃正式出台，明確氫能是未來國家能源體系的組成部分和戰略性新興產業的重點方向。短期來看，我國氫能供應鏈、產業體系和政策制度環境將逐步完善，助力工業綠色轉型。長期而言，隨着氫能技術加速攻關、制氫結構不斷優化、基礎設施逐步完善，用氫成本將大幅下降，進而推動氫能在氫燃料電池等更多應用場景的逐步滲透。
1、發展環境政策環境：首箇中長期規劃出台，我國氫能產業迎來發展新機遇氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，是助力實現碳達峯、碳中和目標，構建清潔低碳、安全高效能源體系的重要載體。近年來，國務院、發改委、能源局等陸續出台行動意見、發展規劃等政策文件，促進氫能產業高質量發展。2022年3月23日，國家發改委和國家能源局印發《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，明確氫能是未來國家能源體系的組成部分和戰略性新興產業的重點方向，並提出分階段的氫能產業發展目標，規劃至2035年形成氫能產業體系，構建涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫能應用生態。
一方面，政策明確了實現氫能關鍵核心技術自主可控的目標願景。2021年2月，科技部印發《關於對“十四五”國家重點研發計劃“氫能技術”等18個重點專項2021年度項目申報指南征求意見的通知》，提出圍繞氫能綠色製取與規模轉存體系、氫能安全存儲與快速輸配體系、氫能便捷改質與高效動力系統以及“氫進萬家”綜合示範4個技術方向開展技術攻關工作。另一方面，重點企業如中國石化、中國石油、國家能源集團、國家電投、中船重工、東風集團、一汽集團、中國中車和寶武集團等，積極佈局相關氫能產業鏈，在綠氫製取和儲能、加氫站工藝控制系統、氫燃料電池發動機等方面取得一批技術研發和應用示範成果。
（1）上游：主要包括化石能源重整制氫、工業副產氣制氫、可再生能源電解水制氫三種主流製取方式以及試驗階段的其他技術。其中，化石能源重整是目前最主要的氫氣製備方法，成本最低，但會排放較多二氧化碳；工業副產氣制氫無法作為集中供氫來源；電解水制氫過程無碳排放，但能耗大，電力成本極高，目前佔比較低。（2）中游：主要包括氫氣儲存運輸和氫氣加註兩大環節。氫氣可以高壓氣態、低温液態、有機液態和固態四種方式儲存，其中，氣態氫是目前主要的儲存方式，可使用長管拖車、管道運輸兩種方式運輸。長管拖車是我國目前主要的氫氣運輸方式，適宜短距離、小規模輸送；管道運輸運量大、成本低，但建設投資大，目前應用極其有限。加氫站按照氫氣來源可分為外供氫加氫站和站內製氫加氫站。（3）下游：應用領域包括交通運輸、工業、儲能和建築熱電聯供等。
近10年來我國氫氣產量保持連續增長，已成為世界第一產氫大國。2020年9月，“雙碳”目標的提出帶動氫產量快速提升，2021年我國氫能產量達3,300萬噸，同比增長32%。與此同時，以燃料電池為代表的下游需求強勢增長，帶動氫能市場規模快速擴張。根據中國氫能聯盟數據，2020年中國氫能行業市場規模為3,000億元，預計至2025和2035年，氫能行業產值將分別達1萬億和5萬億規模。
近年來，多省發佈氫能及燃料電池產業發展規劃，加速氫能產業化進程。從區域競爭格局來看，我國氫能產業形成了長三角地區、珠三角地區、環渤海地區和中西部重點地區集聚發展態勢。其中，長三角地區是我國氫燃料研發和示範最早的地區，在氫氣製取、氫燃料電池系統關鍵零部件研發方面穩步推進；珠三角地區在燃料電池商用車生產建立了成熟的產業鏈，在加氫站建設方面領先全國；環渤海地區具有科研、政策和化工產業優勢，較早開展工業副產氣制氫、產業鏈關鍵零部件研發和燃料汽車大規模應用示範。另外，西部地區以四川為代表，以其油氣資源和水電資源優勢，成為國內可再生能源制氫和燃料電池電堆研發的重要地區；中部地區以湖北和河南為代表，着力發展氫氣製取、氫燃料電池汽車研發和製造、大客車規模示範等方面。
目前，氫能的應用場景相對單一，氫氣主要作為化工原料和工業原料應用於化工和鋼鐵等領域。氫燃料電池是工業場景之外氫能利用的主要形式，有助於實現氫能的移動化、輕量化和大規模普及，可廣泛應用在交通運輸、建築熱電聯供、分佈式發電站等場景。氫燃料電池在續航能力、低温適應性、能源補給時間、裝載空間等方面相對純電動車的優勢，使得遠距離、固定路線、高負載的商用車領域成為氫燃料電池優先應用的場景。根據高工產業研究院數據，2021年銷售的氫燃料電池汽車中，客車、專用車、乘用車佔比分別為55%、44%、1%；專用車中，重型卡車和中型卡車佔比分別為94%和6%。
未來，各地將結合自身資源稟賦，兼顧技術發展與經濟性，因地制宜選擇制氫路線。工業副產氣制氫可作為就近供氣的補充來源，化石燃料重整配合CCUS技術作為過渡，可再生能源電解水制氫由於其純度高、綠色環保等優勢將成為大規模集中供氣的主要手段。根據中國氫能聯盟數據，可再生能源電解水制氫佔比將由2020年3%提升至2050年的70%。應用方面，除工業應用外，以氫燃料電池汽車為主的交通領域將實現較大規模應用，預計2060年我國交通運輸領域用氫將佔氫能整體應用的31%。此外，在電力領域，氫儲能技術可以更好實現風能、水能、太陽能等可再生能源的跨區域、跨季節調配；氫燃料電池在建築熱電聯供領域的應用，能避免長距離運輸約6%-8%的能量損失，具有節能環保、安靜高效的優勢，在中國正處於初步研發階段，美、日已實現商業化運作。
未來，隨着核心零部件技術突破和規模效應帶來的成本下降、制氫結構優化帶來的用氫成本下降以及加氫站等基礎設施加速完善，氫燃料電池汽車將逐步獲得更顯著的市場競爭優勢。根據車百智庫測算，載荷能力>=3噸、續航里程>=400km氫燃料電池物流車將於2025-2030年間在總擁有成本上優於純電動車型；較長續航里程的氫燃料電池客車和載荷能力>=35噸、續航里程>=500km的氫燃料電池重卡，至2030年也將在總擁有成本經濟性上優於純電動車型；至2040年，續航里程>=500km的氫燃料電池乘用車將與同等續航能力的純電動車型具有相當的總擁有成本經濟性。根據中國氫能聯盟數據，預計到2050年，氫燃料電池客車、物流車、重卡和乘用車市場滲透率將分別達40%、10%、75%和12%。