Astute Analytica 最新发布研究报告：2033 年氢能存储市场估值有望达 3104 亿美元。
报告认为，在富有远见的行业引领者推动下，新兴试点项目不断涌现，它们增强了市场信心，填补了基础设施缺口，推动了技术突破，并构建起相关框架，确保氢能源成为可靠且可持续的现代能源解决方案。
2024 年，全球氢储能市场价值达 1660 亿美元，预计在 2025 - 2033 年预测期内，将以 7.2% 的复合年增长率增长，到 2033 年达到 3104 亿美元。
氢储能市场涌现大量创新解决方案，基础设施建设加速推进
全球范围内，众多战略项目正在开展，气态储氢储存压力达到 70 兆帕，液态氢的温度低至零下 253 摄氏度。
Astute Analytica 指出，在能源存储系统中产生的氢，纯度可达到 99.9998%，不过，在转换回电能时，其往返效率仍低于电池存储解决方案。
当前，电解槽项目的产能通常局限于 50 兆瓦以下，这给大规模氢能源的应用带来挑战。此外，建设专用氢管道可能需要 7 到 12 年时间，这凸显了全面规划的必要性。
从全球范围来看，地下储层和湖泊具备巨大的氢存储潜力，分别可达 3 千万亿瓦时和 12 千万亿瓦时。尽管前景乐观，但鉴于氢气在空气中 4% - 74% 的可燃范围，严格遵守所在国家相关法规至关重要。
在工业领域，氢被广泛应用于炼油、氨和甲醇生产以及钢铁制造等环节；氢燃料电池则为汽车、公交车、卡车和火车提供动力。航空领域也在探索将氢作为可持续航空燃料，彰显了这种清洁能源载体的多功能性。
此外，作为热电系统的一部分，氢燃料电池还为关键基础设施提供备用电源。
日益严格的安全标准管控着相关系统的设计、建造和运行，这反映出防止氢气意外泄漏的严格监管需求。
氢的环境影响取决于其生产方式，绿氢的温室气体排放量几乎为零。然而，如果将氢液化并通过公路运输，存储和运输环节产生的温室气体排放量，最多可占其整体温室气体排放总量的 35%。
技术进步带来了希望，金属氢化物、碳基材料和金属有机框架等技术，有望改善氢的存储性能，更高效的质子交换膜（PEM）电解质也在研发中。
液体有机氢载体（LOHC）和固体氧化物电解等技术，同样是颇具前景的发展方向。
美国犹他州、瑞典、澳大利亚和欧洲等地，正在开展地理实验，探索盐洞和地下存储等方案。这一系列发展态势，凸显了全球对氢能源脱碳潜力的积极探索。
氢储能市场研究报告概况
| 指标 | 数据 |
|---|---|
| 市场预测（2033 年） | 3104 亿美元 |
| 复合年增长率 | 7.2% |
| 2024 年最大区域 | 亚太地区（占比 36%） |
| 按物理状态划分 | 气态（占比 42%） |
| 按最终用户划分 | 工业（占比 48%） |
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| 主要驱动因素 | 对氢能源解决方案的需求不断增长；政府激励措施加速氢技术的研发与应用；企业因环境压力和全球能源转型而加大投入 |
| 主要趋势 | 可再生能源市场发展推动绿色氢生产能力不断扩大；全球政府、私营部门和技术提供商之间的合作日益紧密；对氢能源可扩展性、基础设施建设和标准化分配框架的关注度持续上升 |
| 主要挑战 | 生产成本高昂，阻碍商业应用和全球大规模部署；基础设施有限，使氢的运输、存储和终端使用面临困难；监管不确定性导致投资延迟，行业增长受阻 |
新兴应用与实际案例
交通运输领域
- 截至 2024 年，欧洲至少有 12 条区域火车线路已改用氢动力火车，降低了对柴油发动机的依赖；
- 全球有 50 多艘商业航海船正在实际环境中测试氢推进技术，并研究其远程航行的可行性；
- 美国有 15 家电子巨头正在研究用氢燃料电池为数据中心提供备用电源，以确保在断电期间的可靠供电；
- 美国一个市政当局采用太阳能流质微电网系统，在停电期间为关键基础设施持续供电长达 72 小时；
- 澳大利亚八家领先的采矿公司正在试用氢动力拖运卡车，以减少通常依赖柴油的运营排放；
- 全球 20 多个机场正在研究使用氢动力行李车和地面支持车辆，以减少跑道排放。
能源供应领域
- 在三大洲的示范发电厂中，有十台大规模氢涡轮机，为电网级别的氢能源应用提供了参考；
- 日本启动了一项试点计划，涉及 300 套房屋，将氢气融入住宅燃气管道，用于烹饪和供暖；
- 四个国家的几个主要氨生产商使用低碳氢原料，每年生产约 400 万吨氨；
- 加利福尼亚州的一个加氢站每天可供应多达 1200 千克氢气，为多种公共巴士车队和商业卡车提供燃料。
基础设施建设与供应链发展
加氢站与管道建设
- 到 2024 年，全球有 600 多个加氢站正常运营中，还有 300 多个正在建设中或等待建设批复；
- 西欧拥有最长的专用氢管道，长度约 300 公里，连接了重要的工业场所；
- 北美至少有 12 个主要配送中心已引入氢动力卡车用于物流运营；
- 亚洲一个财团成功改造了 200 公里的天然气管道，用于输送氢混合燃料；
- 全球至少有 20 个运输码头已升级，以容纳氢燃料运输，这是海上运输脱碳的重要里程碑。
运输与存储设施
- 在三大洲，正在建造 40 多个专门的氢运输载体，以满足跨区域运输需求；
- 美国最大的已知地下氢气储存库可储存 6000 吨以上氢气，用于稳定供应；
- 共有 15 个新设立的制造单元生产氢运输所需的压缩机和低温泵，推动了供应链的扩展；
- 一家欧洲物流企业运营着一条 1400 公里的氢能源货运走廊，连接重要的仓库节点；
- 在 50 多个铁路可达地点进行初步评估，计划建立卡车到火车的氢转移站，以提高无碳运输的模式转换效率。
成本趋势与经济因素
- 生产成本降低：在少数可再生能源丰富的地区，绿氢的生产成本已降至与灰氢接近的成本，为一些制造商提供了具有竞争力的解决方案；
- 大型电解槽的平均交付时间已从四年前的 18 个月缩短至约 12 个月；
- 一些太阳能氢综合设施报告的电力输入成本低于每千瓦时 0.03 美元，这对于实现经济高效的电解至关重要；
- 一个由八个工业天然气供应商组成的联盟投资于模块化氢生产单元，以降低资本支出并简化现场安装；
- 新改进的氨裂解方法与旧设置相比，工作温度降低了 200°C，节省了能源消耗；
- 产业降本增效：至少 14 家顶级汽车供应商致力于通过标准化汽车型号的设计组件，降低氢燃料电池堆的整体价格；
- 斯堪的纳维亚氢技术中心将从试点到生产的周期从 20 个月缩短至 9 个月，加速了商业化进程；
- 一组钢铁制造商采用基于氢的炼铁生产方式，每吨钢生产可减少约 1.2 吨焦炭需求；
- 中东的一项净零倡议结合大量太阳能供应，将每年的常规电力依赖从 40 太瓦时降至 22 太瓦时；
- 在欧洲，新的管道混合技术允许在 15 巴压力下将氢气注入现有网络，减少了对全新运输路线的需求。
美国在氢储能市场的发展态势
美国处于氢储能领域的前沿，在金属氢化物、碳基解决方案和金属有机框架（MOF）等尖端材料研究方面成果显著。金属氢化物的实验室规模示范，已实现每立方米存储 130 公斤氢气的能力，彰显了该国的技术实力。
全球 120 多个先进氢存储试点项目中，美国有相当一部分单壁纳米管原型在 700 多次加氢循环中表现稳定，体现了其研究成果。
截至 2024 年初，美国最大的已知地下氢气储存库可存储超过 6000 吨氢气，用于平衡供应波动。
康明斯公司、Steelhead Composites 公司和空气产品公司等主要企业，推动了市场突破与创新。
美国能源部的氢计划由氢和燃料电池技术办公室（HFTO）领导，在氢生产、运输、基础设施、存储和燃料电池等领域全面发力。
2023年6月发布的《国家清洁氢战略和路线图》，为到 2035 年实现无碳电网、到 2050 年在氢储能市场取得更大发展指明了方向。
同时，《氢能地球计划》旨在在十年内将清洁氢的成本降至每公斤 1 美元。
此外，《基础设施投资和就业法》提供 80 亿美元资金，用于支持北美的 15 个区域氢枢纽建设；两党基础设施法还另有 95 亿美元，其中 10 亿美元用于电解创新的研究、开发和部署。
HFTO 正在改进车载氢存储系统，以满足严格的成本和安全目标，目前已得到至少 50 个政府资助试点项目的支持。
超过 40 个市政当局也在积极探索基于氢的微电网，以增强基础设施的弹性。这些举措共同体现了美国在快速发展的全球氢储能市场中，大力推动氢储能解决方案的坚定决心。
创新型初创公司引领氢储能行业变革
氢储能市场正见证着创新型初创公司的蓬勃发展，它们凭借先进技术和雄心勃勃的增长策略，彻底改变着这一行业。
其中，Hydrogenious LOHC Technologies 公司以其液体有机氢载体（LOHC）技术脱颖而出，该技术可在环境条件下实现安全高效的氢存储。
该公司吸引了大量投资，包括来自英美资源集团和三菱公司的约 8430 万美元，凸显了行业对其技术的信心。
总部位于英国剑桥的 H2GO Power 公司，凭借其氢生成和燃料电池存储解决方案崭露头角，其能量容量是当前电池技术的五倍。H2GO Power 已获得 860 万美元融资，有望在汽车行业实现显著增长。
同样，来自澳大利亚的 Brine Hydrogen 公司正在利用新型氢化物材料，开创固态氢存储解决方案，迄今为止已筹集 1710 万美元。
瑞士的 GRZ Technologies 公司专注于可再生能源项目，利用太阳能和风能生产氢气，并将其存储在金属化合物中。他们的创新方法可支持 1 兆瓦时的标称容量，满足了可再生能源领域对有效储能的关键需求。
总部位于美国的 Noble Gas Systems 公司在天然气存储和输送系统制造方面取得了显著进展，获得了 350 万美元的 A 轮融资。
这些初创公司以开发可持续、高效和可扩展的氢存储解决方案为目标，持续创新，积极开展战略合作伙伴关系，并注重可持续性和循环经济原则。
全球氢储能市场主要参与者
空气产品公司、康明斯公司、Engie、埃克森美孚、HBank Technologies Inc.、Hyzon Motors、ITM Power、岩谷产业株式会社、林德集团、梅塞尔集团、NEDSTACK 燃料电池技术公司、Nel Asa、Steelhead Composites Inc.、TotalEnergies、沃辛顿工业公司等。
Astute Analytica 是一家全球分析和咨询公司。