制氫行業(yè)市場未來前瞻與中國制氫運營分析2023

• 黃文玉 2023年9月26日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 321 13
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制氫，制取氫氣的工藝過程。氫能是一種二次能源，從長遠看，以水制氫是最有前途的方法，原料取之不盡，而且氫燃燒放出能量后又生成水，不造成環(huán)境污染。

氫行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢預測分析

新近發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》顯示，2023年可再生能源制氫示范項目將持續(xù)釋放，產(chǎn)能有望達15萬噸。報告顯示，截至2022年底，我國已規(guī)劃超過300個可再生能源制氫項目，建成運營項目36個，累計可再生能源制氫年產(chǎn)能約5.6萬噸。其中，2022年我國新增建成運營可再生氫能源項目23個，新增年產(chǎn)能約3.3萬噸，同比增長超過140%。報告預計，2023年氫能產(chǎn)業(yè)將迎來技術(shù)創(chuàng)新，電解槽產(chǎn)品將快速迭代，每小時1000標方以上堿性電解槽和兆瓦級質(zhì)子交換膜電解槽將成為主流，自主化千瓦級固體氧化物電解槽將投入市場。

制氫，制取氫氣的工藝過程。氫能是一種二次能源，從長遠看，以水制氫是最有前途的方法，原料取之不盡，而且氫燃燒放出能量后又生成水，不造成環(huán)境污染。常用的制氫方法有：各種礦物燃料制氫、電解水制氫、生物質(zhì)制氫、其他合氫物質(zhì)制氫、各種化工過程副產(chǎn)氫氣的回收等。各種礦物燃料制氫是最主要的制氫方法，但其儲量有限，且制氫過程會對環(huán)境造成污染。

制氫是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的最前端環(huán)節(jié)，當前技術(shù)路線多元化不存在單一最優(yōu)模式，需要因地制宜選擇適合所在地資源稟賦、經(jīng)濟條件等客觀環(huán)境的制氫手段。制備氫氣的方法已較為成熟，從多種來源中都可以制備氫氣，每種技術(shù)的成本及環(huán)保屬性都不相同，主要分為四種技術(shù)路線：工業(yè)尾氣副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫、化石燃料制氫等。利用化石燃料制氫是目前工業(yè)制氫的主要途徑。在石化、鋼鐵、焦化工業(yè)領(lǐng)域，氫氣一般以副產(chǎn)品的形式出現(xiàn)，在循環(huán)經(jīng)濟模式下被當作這些企業(yè)的重要化工原料或燃料。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國制氫行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略報告》顯示：

世界氫能委員會提出，到2050年，全球環(huán)境20%的二氧化碳減排要靠氫氣來完成，氫能將占終端能源需求比例達到18%，為社會創(chuàng)造3000萬個工作崗位。根據(jù)中國的氫能現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，預計2040年氫能有望成為中國的主體能源，將支撐中國能源工業(yè)需求的10%。如此大的氫能需求將使制氫行業(yè)產(chǎn)能不斷擴大，未來發(fā)展前景良好。

21世紀，我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發(fā)展規(guī)劃，并且目前我國已在氫能領(lǐng)域取得了多方面的進展，在不久的將來有望成為氫能技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)先的國家之一，也被國際公認為最有可能率先實現(xiàn)氫燃料電池和氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的國家。在此背景下，氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2017年我國氫氣產(chǎn)量約為1915萬噸，2019年已經(jīng)超2000萬噸。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，當前國內(nèi)補貼后的氫價約為40元/kg，結(jié)合對氫氣產(chǎn)量的分析，現(xiàn)對我國制氫市場規(guī)模做出如下預測，2019年我國制氫行業(yè)的市場規(guī)模約為7175億元，到了2025年，市場規(guī)模將超過8800億元，達到約8802億元的水平。

目前，我國已有多個省市發(fā)布了氫能和氫燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃，上海、如皋、等城市積極謀劃氫能城市建設(shè)，形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六大氫能和氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)群。然而我國氫能和燃料電池相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨巨大挑戰(zhàn)，燃料電池和氫能核心技術(shù)能力、關(guān)鍵部件與裝備、標準體系建設(shè)等方面亟待加強。

隨著我國氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，氫能的應(yīng)用越來越廣泛。在此背景下，氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2017年我國氫氣產(chǎn)量約為1915萬噸，2019年已經(jīng)超2000萬噸。2050年中國氫氣需求中性情況下將達到近6000萬噸，主要增量來自于交通運輸?shù)娜剂想姵剀嚒５?030年中國的氫氣需求量將達到3500萬噸/年，產(chǎn)能缺口約1000萬噸/年;到2050年中國的氫氣需求量將達到6000萬噸/年，其中交通運輸方面的氫氣需求量將達到2458萬噸/年，產(chǎn)能缺口約2500萬噸/年。

中國制氫運營分析

制氫工藝的不同，決定了制氫的運營路線不同。目前我國主流的制氫方法是中央制氫，其運營模式是在城市周邊地區(qū)建設(shè)大規(guī)模氫氣生產(chǎn)廠，然后通過運氫車將氫氣運輸?shù)匠鞘兄械募託湔?，再由加氫站出售給消費者。與中央制氫相對應(yīng)的是分布式制氫，其工藝路線主要為電解水制氫，城市中的加氫站在站內(nèi)裝有氫氣發(fā)生器，實現(xiàn)氫氣生產(chǎn)、壓縮、儲存、出售一體化，或者在應(yīng)用端直接安裝氫氣發(fā)生器，實現(xiàn)應(yīng)用端自產(chǎn)自供氫氣。雖然電解水制氫耗費大量電能，不過我國結(jié)合我國分布式能源并網(wǎng)裝機與棄風、棄水電量情況，可以發(fā)現(xiàn)分布式制氫運營模式前景廣闊。

2019年10月消息，沽源風電制氫綜合利用示范項目進入最后階段的調(diào)試，該項目早在2015年就已經(jīng)啟動。作為國內(nèi)首個風電制氫工業(yè)應(yīng)用項目，沽源風電制氫綜合利用示范項目是河北省的重點項目，由河北建投新能源有限公司投資，與德國McPhy、Encon等公司聯(lián)合開展的中德合作示范項目——沽源風電制氫項目啟動。該項目在河北沽源投建10MW電解水制氫系統(tǒng)，配合200MW風電場制氫，項目建成后，可形成年制氫1752萬標準立方米的生產(chǎn)能力，成為我國目前最大的風電制氫示范項目。

沽源風電可開發(fā)容量約340萬千瓦，目前已建成風電場14個、總裝機容量133萬千瓦(其中河北建投48萬千瓦、國華35萬千瓦、華電25萬千瓦、大唐5萬千瓦、中廣核20萬千瓦)，全部實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。沽源縣太陽能可開發(fā)容量約300萬千瓦，目前已與9家光伏發(fā)電企業(yè)簽署了開發(fā)協(xié)議，總裝機容量33.87萬千瓦。

進入2021年，氫能等新能源已被寫入多省區(qū)的“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標等相關(guān)建議稿中，并對綠色低碳發(fā)展、清潔能源轉(zhuǎn)型進行重點強調(diào)，敲定了未來5-10年的新能源發(fā)展藍圖。截至目前，已有廣東、山東、吉林、陜西、上海等多省市明確將推動氫能發(fā)展作為未來五年重要工作。

中國制氫運營存在的問題

由于社會和公眾對氫能的認知度不深，一談到氫氣和氫能，大眾很容易聯(lián)想到氫彈，存在畏懼心理。然而，對比氣密性測試、系統(tǒng)碰撞試驗、泄漏點火測試等試驗結(jié)果顯示，氫氣其實還沒有汽油、天然氣危險系數(shù)高。氫氣擴散快，可縮短危險時間，而汽油蒸汽揮發(fā)后，會滯留在空氣中不易疏散，只要按照規(guī)范操作和使用，氫的安全性是可控的。

由于氫氣需要二次制取，同時儲氫、運氫、加氫各環(huán)節(jié)也成本較高，引發(fā)人們對氫能的經(jīng)濟性的質(zhì)疑。業(yè)內(nèi)專家表示，目前我國氫基礎(chǔ)設(shè)施相關(guān)核心技術(shù)和設(shè)備還不完善，還需要進行大量的科技創(chuàng)新和技術(shù)投入，才能提高氫能的經(jīng)濟性。另外，雖然采用液氫儲運的方式可降低用氫的成本，但我國液氫相關(guān)的裝備制造及產(chǎn)業(yè)化才剛剛起步，液氫儲運真正投入使用還有待時日。

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