2023氫能行業(yè)調(diào)研報告 中國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線及優(yōu)缺點分析

• 黃文玉 2023年9月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 北京青年報 1020 64
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氫在地球上主要以化合態(tài)的形式出現(xiàn)，是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，是二次能源。氫能在21世紀有可能在世界能源舞臺上成為一種舉足輕重的能源，氫的制取、儲存、運輸、應(yīng)用技術(shù)也將成為21世紀備受關(guān)注的焦點。

氫能行業(yè)發(fā)展想現(xiàn)狀如何？近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展成熟，以及應(yīng)對氣候變化壓力持續(xù)增大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，氫能已經(jīng)納入我國能源戰(zhàn)略，成為我國優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)和保障國家能源供應(yīng)安全的戰(zhàn)略選擇。氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的前置條件，也是消納我國可再生能源結(jié)構(gòu)性過剩的技術(shù)選擇，并能帶動高端裝備制造業(yè)快速發(fā)展、促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

中國氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線及優(yōu)缺點分析

我國對于氫能產(chǎn)業(yè)的相關(guān)扶持政策密集出臺，加速氫能產(chǎn)業(yè)化進程。國內(nèi)現(xiàn)階段氫氣主要由化石能源制氫或副產(chǎn)氫獲得，為實現(xiàn)碳減排和化石能源替代的目標，后續(xù)主要有兩種發(fā)展路徑，一是發(fā)展藍氫，二是發(fā)展綠氫，這些路徑各有各的優(yōu)缺點。

產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為成熟的主流制氫路徑。氫氣目前主要有三種主流制取路徑：以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫，以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，以及電解水制氫。我國氫能的生產(chǎn)利用已較為廣泛，制成的氫氣主要應(yīng)用在工業(yè)原料或生產(chǎn)供熱中。此外還有其它制氫方式，包括生物質(zhì)制氫、太陽能光催化分解水制氫、核能制氫等，但仍然處于試驗和開發(fā)階段，尚未形成工業(yè)化應(yīng)用。

主流制氫路徑的優(yōu)缺點比較。國內(nèi)現(xiàn)階段氫氣主要由化石能源制氫或副產(chǎn)氫獲得，為實現(xiàn)碳減排和化石能源替代的目標，后續(xù)主要有兩種發(fā)展路徑：一是發(fā)展藍氫，即在灰氫制作過程中結(jié)合CCUS降低碳排放，但化石能源制氫及工業(yè)副產(chǎn)氫最多只能降低80%碳排放，更多是向綠氫轉(zhuǎn)變中的過渡階段;二是發(fā)展綠氫，即待可再生能源占比提升電價成本下降后，全面推廣電解水制氫。

化石能源制氫以煤制氫和天然氣制氫兩種主要制氫方式為代表，是國內(nèi)最主流的制氫方式。煤制氫技術(shù)路線穩(wěn)定高效，制備工藝成熟，也是成本最低的制氫方式。經(jīng)測算，在原料煤價格在800元/t時，制氫成本約為12.64元/kg。天然氣制氫為國外主流應(yīng)用，國內(nèi)天然氣制氫經(jīng)濟性低于海外。其中，蒸汽重整制氫較為成熟。經(jīng)測算，在天然氣價格為0.838元/m3時，天然氣制氫的成本約為12.83元/kg，天然氣原料成本占據(jù)總成本的70%以上。中國天然氣資源供給有限且含硫量高，預(yù)處理復(fù)雜，制氫經(jīng)濟性遠低于國外。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國氫能行業(yè)深度分析及發(fā)展研究報告》顯示：

工業(yè)副產(chǎn)氫為生產(chǎn)化工產(chǎn)品的同時所得氫氣，主要有焦爐煤氣、氯堿化工、輕烴利用、合成氨醇等工業(yè)副產(chǎn)氫。目前我國排空的工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量約為450萬t。其中，PDH及乙烷裂解副產(chǎn)氫約為30萬t，氯堿副產(chǎn)氫約為33萬t，焦爐煤氣副產(chǎn)氫約為271萬t，合成氨醇等副產(chǎn)氫約為118萬t。國內(nèi)工業(yè)副產(chǎn)氫呈現(xiàn)向下游利用發(fā)展的趨勢，實現(xiàn)下游產(chǎn)品多元化。電解水制氫成本主要包括設(shè)備成本、能源成本(電力)、原料費用(水)及其它運營費用等。能源成本即電力成本占比最大，一般為40%~80%。設(shè)備成本包括以下幾個方面：電解槽(電解電堆)是電解水制氫系統(tǒng)的核心部分，成本占比約40%~50%，包含電池、PTL、雙極板、端板和其它小部件，其中最核心的部分為膜電極組件。

系統(tǒng)輔機包括整流器、水凈化單元、氫氣處理(壓縮和存儲)和冷卻組件，成本占比約50%~60%。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2021年上半年，中國累計建成146座加氫站(不含3座已拆除加氫站)，其中已投運加氫站136座，已建成待投運加氫站10座，在建加氫站71座，規(guī)劃建設(shè)加氫站117座。從歷史數(shù)據(jù)來看，2016-2020年，我國建成加氫站數(shù)量迎來快速增長階段。2016-2019年建成的加氫站數(shù)量均呈現(xiàn)翻倍增長態(tài)勢，2020年我國新建成加氫站51座，2021年上半年建成加氫站20座。通過山東、河北等地區(qū)的“氫進萬家”及2022年北京冬奧會等項目的帶動，加氫站布局速度加快，同時，其它非氫燃料電池汽車城市群示范的省市亦開始布局加氫站基礎(chǔ)設(shè)施，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。

2023服貿(mào)會“氫能碳中和論壇暨H2-Eco第三屆國際氫生態(tài)峰會”4日在北京國家會議中心召開。論壇上，發(fā)布了大興國際氫能示范區(qū)三年建設(shè)成果、京津冀智慧氫能大數(shù)據(jù)平臺，中和新興能源科技研究院有限公司與北京市政路橋建材集團有限公司在會上完成全國首筆氫能領(lǐng)域碳交易意向簽約，京能集團、氫璞創(chuàng)能等6家重點企業(yè)在會上與大興區(qū)政府簽署合作意向書。中和新興作為碳減排量開發(fā)主體，依托氫燃料電池汽車碳減排監(jiān)測與分析平臺，在精準計量的基礎(chǔ)上，以“普惠”方式，聚合了20家氫車運營企業(yè)，涵蓋7類車型、1000余輛氫燃料電池汽車，預(yù)計年碳減排量達到2.4萬噸。

氫能行業(yè)市場未來發(fā)展趨勢預(yù)測

隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，全球能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)也在不斷變化和調(diào)整，但石油、天然氣和煤炭仍然占據(jù)著能源供應(yīng)體系的主導(dǎo)地位。我國2022年3月也發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，提出到2025年使可再生能源制氫量達到10至20萬噸/年，2030年形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系，2035年形成氫能多元應(yīng)用生態(tài)，可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升等目標。

據(jù)《藍皮書》路線圖規(guī)劃，到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)將成為我國新的經(jīng)濟增長點和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元;加氫站數(shù)量達到1000座，燃料電池車輛保有量達到200萬輛，高壓氫氣長輸管道建設(shè)里程達到3000km，氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標準體系完善程度迫近發(fā)達國家水平，氫能與燃料電池檢驗檢測技術(shù)發(fā)展及服務(wù)平臺建設(shè)形成對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效支撐。中國應(yīng)進一步推動氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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