氢能，被视为“21世纪最具发展潜力的清洁能源”。在实现“双碳”目标过程中，氢能产业发展备受关注。近日，《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》更是明确了氢能产业发展定位：“氢能是未来国家能源体系的重要组成部分；氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体；氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。”
伴随国家战略持续加码，相关企业纷纷投身氢能产业链建设，以争取抢先卡位。在愈发激烈的竞争中，凭借技术、专利、知识产权构建的“硬实力”愈发重要。3月31日，由智慧芽和《科创板日报》联合撰写的《2022年中国氢能行业技术发展洞察报告》（以下简称：《报告》）正式发布。《报告》从政策、专利等视角出发，全方位分析目前我国氢能产业技术发展情况，包括：氢能产业链技术布局、相关专利发展趋势，以及重点创新企业等。
《报告》意在为中国氢能企业制定氢能发展战略和攻坚氢能技术突破、为更广大科技界捕捉氢能技术发展动向、为政府制定氢能发展政策等提供借鉴参考；其共六大章节，分别为：氢能行业简介及发展历程梳理、氢能行业全景扫描、中国氢能行业技术发展趋势透视、中国氢能行业研发竞争格局、中国氢能代表性企业技术盘点、氢能行业技术发展展望。
透视氢能行业发展
氢能，是指氢、氧进行化学反应所释放出的化学能，是一种来源广泛、清洁无碳、应用场景丰富的可再生能源，可用于储能、发电、交通工具燃料驱动、家用燃料等。
因此，氢能也成为支撑可再生能源大规模发展、推动传统能源结构转型的理想媒介，能源安全的一道重要保障，以及交通、工业、电力、建筑等领域实现大规模深度脱碳的重要方式，有助于拉动产业链上下游多环节共同发展、协同多产业共同进步、提供经济发展驱动力。
图：氢能发展历程（全球 + 国内），来源：报告
放眼至整个氢能行业，《报告》研究认为，氢能产业链包括上游制氢 (制备-储运-加注 )，中游燃料动力电池系统和下游应用三个关键环节。
其中，上游氢气制备路线不同，可分为化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢、电解水制氢以及新型制氢技术四种形式；上游储运环节根据氢能储运状态不同，可分为高压储氢、固态储氢、液态储氢以及高压液态储氢四种形式；上游加注环节根据加注方式不同，可分为站外加氢和站内加氢两种加注形式。
中游为氢燃料动力电池系统，主要由燃料电池电堆系统和控制系统两部分组成。
下游应用环节主要涵盖交通运输、固定发电、便携式电池和航空航天四大产业。其中，交通运输产业领域的应用是目前氢能产业发展的主流方向
图：氢能产业链图谱，来源：报告
当前，持续的技术创新已成为推动产业进步的关键因素。《报告》认为，从中国氢能行业技术发展趋势来看，电解水制氢作为清洁、可持续的制氢方式，是我国未来氢气制备技术发展的重要方向。根据智慧芽预测，2022年电解水制氢技术专利申请量将再迎阶段性高峰。
而氢气储运方式根据氢或储氢材料形态的不同主要分为：高压气态储运、低温液态储运、固态储运以及高压液体储运四种形式。《报告》研究认为，从这四种氢气储运方式的专利数量和增长趋势来看，高压气态和高压液态储运技术增长势头最好。
氢气加注方面，《报告》显示，截至目前，我国加氢站专利申请总量2373件，年均专利申请量62件。从专利申请趋势发现，2002年-2015年期间为技术萌芽期；2016年后，我国加氢站专利申请呈现爆发式增长趋势。根据智慧芽预测，预计2022年、2023年，国内加氢站相关技术的专利申请数量将分别达492件、551件。
图：中国制氢技术历年专利申请量，数据来源：智慧芽
氢能赛道多方混战
“双碳”背景下，不少企业正大练“氢”功。
《报告》显示，从中国氢能行业研发竞争格局来看，在上游技术研发竞争格局中，制备技术研发方面，电解水制氢由于设备简单，工艺流程稳定且不产生任何污染，是当前制氢领域的热点技术，且专利申请总量与增长速度均高于其他制氢技术。
图：中国电解水制氢技术专利申请人历年申请量
数据来源：智慧芽
储运技术研发方面，高压气态和高压液态储运方式由于适用场景广、成本低，是现阶段国内应用最广泛的储运方式。两者专利申请总量与增长速度均高于其他储运方式。此外，我国广泛采用站外加氢模式。
图：中国氢气高压储运技术专利申请人历年申请量
数据来源：智慧芽
图：中国站外加氢技术专利申请人历年申请量
数据来源：智慧芽
在中游技术研发竞争格局中，中游燃料电池动力系统所涉及的零部件众多，通常均有整车厂集中进行开发。从专利申请数量的年度分布趋势来看，中国和国外在该领域的技术研究基本同时起步。
图：中国氢燃料动力电池系统专利申请人历年申请量
数据来源：智慧芽
在下游技术研发竞争格局中，交通领域作为氢能消费的重要突破口，氢燃料电池汽车的发展前景较为广阔。
图：中国氢能在交通运输领域的专利申请人历年申请量
数据来源：智慧芽
从中国氢能代表性企业技术来看，在上游环节中，包括：制氢技术代表企业华能集团、上海合既得，储运技术代表企业富瑞特装，加注技术代表企业上海氢枫能源；在中游环节，包括：燃料电池龙头企业新源动力，电堆技术领先企业上海神力；在下游环节，包括：氢能乘用车代表企业武汉格罗夫，氢燃料电池发动机代表企业亿华通。
洞见万亿市场空间
当前，氢能产业将迎来巨大的市场发展前景。根据中国氢能联盟预测，2026年-2035年，我国氢能产业产值将达5万亿元。
《报告》研究认为，从氢能产业链发展趋势来看，在制氢环节，可再生能源制氢是长期方向，因为只有可再生能源电解水制备的“绿氢”才能实现真正的零碳排放；在储运环节，高压气态和高压液态储运氢技术相对成熟，是现阶段主要的储运方式；在应用环节，氢燃料电池汽车是新能源汽车的最具发展前景的技术路线之一。
对于氢能行业未来技术演进与展望，《报告》显示，现阶段，无论是大规模可再生能源制氢，还是氢能的储存、运输、分销，以及具体下游应用，氢能各环节基本都处于技术示范和本土化的发展阶段。
在具体产业链环节中，上游的制氢、储运是两大基础领域；而中游环节，从专利申请情况来看，氢燃料电池及系统的国内申请人研发重点主要还是集中在膜电极、催化剂、质子交换膜、双极板等关键部件。
根据《报告》预测，未来随着产业配套政策落地，氢能技术进步与成本下降有望进入良性循环。
