氢能作为一种清洁、高效的能源形式，在我国实现碳中和目标中扮演着不可或缺的角色，将是未来国家能源体系的重要组成部分。
我国是全球氢能生产第一大国。根据智研咨询统计，2022年我国氢气产量为3781万吨，同比增长14.58%，其中，62%的制氢量来自于煤或焦炭生产，工业副产氢占比约为19%，天然气制氢占比18.1%，电解水制氢占比仅0.9%。
虽然电解水制氢（绿氢）是未来公认的方向，但可以看出，化石能源制氢在目前和未来一段时间内仍将是主流制氢方式，利用CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存）技术降低化石能源制氢的碳排放成为重点议题，在行业发展中起到重要的过渡作用。
本文将对化石能源制氢、CCUS技术的现状和相关投资机会进行分析探讨。
化石能源制氢仍是当下主要方式
依据生产方法和碳足迹的差异，氢能通常分为灰氢、蓝氢与绿氢三类。灰氢通常源自化石燃料，煤制氢、天然气制氢、工业副产氢等均属于灰氢，生产技术完善，成本较低，但相对地，生产过程中的碳排放水平较高。蓝氢是在灰氢生产的基础上，应用CCUS技术来减少碳排放，能显著降低环境影响，同时也面临着更高的成本。绿氢是利用太阳能、风能等可再生能源进行水电解制氢，从源头上实现了零碳排放的目标，是最清洁的制氢方式。
基于我国“富煤、缺油、少气”的能源禀赋，以及绿氢成本偏高的现实，化石能源制氢在现阶段仍是我国制氢的主要形式，绿氢占比则常年不足1%。
全球来看，政策催化和需求增长带动氢气总需求的增长，化石能源制氢规模将继续扩张。根据Research Nester，2023年灰氢的行业规模超过1350亿美元，预计到2036年底将达到1920亿美元；2023年蓝氢市场的行业规模为20亿美元，预计到2036年底将超过80亿美元。
二者相比，灰氢成本虽低但碳排放较高，不符合碳中和要求，未来在氢能结构中的比重将逐步下降；在绿氢普及前，由灰氢向蓝氢大规模过渡，实现化石能源的碳减排，是现阶段氢能行业最可行的办法，从短期到中期来看也是最大的产业机会之一。
CCUS技术成本有待下降
CCUS指的是利用碳捕集技术，将CO₂从碳排放源（工业生产、能源利用）中分离出来，加以利用或注入地层，从而实现永久碳减排的过程。该技术是将灰氢转化为蓝氢的关键，能够有效降低制氢环节的碳排放，因而受到业内的持续关注。数据显示，在不同制备原料以及不同CCUS的技术水平下，蓝氢相较于灰氢的碳排放能够下降25%~60%左右，碳减排效果明显，被业内认为是绿氢普及前较优的制氢方式。
那么，蓝氢的经济性目前处于何种水平？中国能建华北电力设计院高级工程师田江南在接受第一财经专访时表示，蓝氢的成本主要分为制氢成本和CCUS成本两部分，其中CCUS成本主要取决于碳源，如果碳源的二氧化碳浓度较高则CCUS成本较低，反之则成本较高，如果在空气中直接捕集二氧化碳则CCUS成本最高。
他介绍，目前灰氢成本约为8-15元/kg，利用CCUS技术获得工业级纯度二氧化碳的成本大约在500-1500元/吨，因而蓝氢成本约为20-30元/kg。综合来看，蓝氢价格相对偏高，但与灰氢的差距已非遥不可及，蓝氢平价的关键在于CCUS成本的下降。
田江南认为，绿氢取代灰氢成为主要制氢方式需要至少10年，在碳中和大背景下，蓝氢将成为这一阶段的重要过渡手段，政策可能会成为促进CCUS技术普及的催化剂。“目前，蓝氢大规模取代灰氢主要受制于CCUS的技术成熟度和成本，以及国家对降碳工程的补贴强度。在国家碳排放双控的政策要求下，灰氢及电网电制氢的占比正在逐步降低，如果能够出台相应政策对由于降低碳排放而增加的CCUS成本进行补贴，那么也有利于加快蓝氢取代灰氢的进程。”田江南称。
机构普遍对CCUS的产业前景持乐观态度。根据《中国碳捕集利用与封存年度报告（2023）》的预测，中国CCUS减排需求到2025年约为2400万吨/年，到2060年将达到23.5亿吨/年，市场前景广阔。中商产业研究院报告指出，CCUS技术在2025年产值规模将超过200亿元/年，到2050年将超过3300亿元/年，按保守情形估计，2025-2050年年均复合增长率（CAGR）将达到11.87%。
CCUS示范项目数量和规模扩大
近年来，我国的CCUS项目虽以示范为主，但数量和规模不断扩大。据《中国碳捕集利用与封存年度报告（2023）》指出，我国规划和运行CCUS示范项目总数接近百个，涵盖多个行业，其中超过半数的项目已建成投产，具备二氧化碳捕集能力超过400万吨/年，注入能力超过200万吨/年。
与此同时，我国已具备大规模CCUS的工程建设能力，正在向全流程CCUS产业集群迈进。截至2023年2月，中国石油（601857.SH）的11家油气田已经开展了17项CCUS重大开发试验，二氧化碳年注入能力超百万吨，已累计埋存二氧化碳超550万吨，相当于植树近5000万棵。其中比较有代表性的吉林油田CCUS项目是亚洲最大的EOR（强化采油技术）项目，预计2026年驱油产量可达21万吨，年注入二氧化碳量136万吨，效益显著。此外国内还有多个CCUS大型示范项目，多由国企投资运营。
综合来看，我国CCUS技术产业化呈现加速态势，规模效应的提升也有望带来成本的进一步下降。
相关设备制造商或率先受益
社会对清洁能源的需求为CCUS设备生产厂家和工程建设企业带来了发展机会。根据二氧化碳吸收捕集方法的不同，CCUS所用到的核心设备包括吸收塔、吸附塔、再生塔、低温分离设备、空气分离装置、压缩机等，国内多家上市公司已有布局。
远达环保（600292.SH）承建的上海长兴岛CCUS创新示范项目截至2024年1月4日运行时长已超过7460小时，是国内火电碳捕集持续运行周期最长的项目之一。该项目的二氧化碳捕集效率均值为91.45%，电耗、热耗、药剂消耗等指标达到国内领先、国际先进水平。项目成功投运以来，生产二氧化碳近4万吨，碳捕集率稳定在90%以上，产品纯度达到99.5%以上。
兰石重装（603169.SH）是CCUS设备生产厂商，生产的设备主要运用在CO₂捕集及合成利用阶段，比如捕集阶段的吸收塔、再生塔等，以及合成利用阶段的反应器、换热器及塔器设备等。2022年以来，兰石重装中标江苏斯尔邦石化有限公司的斯尔邦CO₂制绿色甲醇项目、胜帮科技股份有限公司的伊吾氢能环保科技绿电耦合CO₂捕集（CCUS）制高值化学品项目，以及华能陇东能源有限责任公司的百万吨级CCUS研究及示范项目，中标总金额超过7000万元。
冰轮环境（000811.SZ）深耕 CCUS技术核心设备螺杆压缩机，服务于多项示范项目，现已成功应用在油田伴生气、合成氨、沼气提纯、天然气处理、 烟道气及干冰生产的二氧化碳尾气捕集回收中。公司2022年中标齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS项目，该项目是我国最大的碳捕集利用与封存全产业链示范基地、国内首个百万吨级CCUS项目，每年可减排二氧化碳100万吨。
冰山冷热（000530.SZ）在CCUS领域积极布局，提供包括CO₂增压机组、CO₂制冷机组及液化设备在内的关键设备。公司已为客户配套完成多个项目，包括在河北成功产出食品级液体CO₂，并在新疆、内蒙古等地交付多晶硅项目。此外，冰山冷热还签订了广东、山东、新疆、江苏等地的多个CCUS项目。
