中國(guó)氫能行業(yè)發(fā)展如何？

• 劉春天 2024年5月22日 來(lái)源：中研網(wǎng) 1130 73
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能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷提升，我國(guó)已成為全球能源消費(fèi)大國(guó)。與此同時(shí)，我國(guó)能源對(duì)外依存度高、結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化、碳排放量大等問(wèn)題也不斷顯現(xiàn)，可持續(xù)發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型、能源安全等成為我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛

根據(jù)《“十四五”企業(yè)投資戰(zhàn)略研究報(bào)告2024-2029年氫能源行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局及》分析，能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷提升，我國(guó)已成為全球能源消費(fèi)大國(guó)。與此同時(shí)，我國(guó)能源對(duì)外依存度高、結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化、碳排放量大等問(wèn)題也不斷顯現(xiàn)，可持續(xù)發(fā)展、能源轉(zhuǎn)型、能源安全等成為我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。氫能是一種來(lái)源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要載體之一。2022年3月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，以實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)為總體方向，明確了氫能是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。氫能作為高效低碳的能源載體，綠色清潔的工業(yè)原料，在交通、工業(yè)、建筑、電力等多領(lǐng)域擁有豐富的落地場(chǎng)景，未來(lái)有望獲得快速發(fā)展。

從全球角度來(lái)看，當(dāng)前氫能產(chǎn)量約7,000萬(wàn)噸，且主要為化石能源制氫。隨著全球低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程的加快，氫能特別是清潔氫能將得到迅速發(fā)展。根據(jù)國(guó)際主要能源機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，到2050年，氫能產(chǎn)量將達(dá)到5-8億噸區(qū)間，且基本為以藍(lán)氫和綠氫為代表的清潔氫能。從占比角度來(lái)看，氫能有望從目前僅約0.1%全球能源占比上升到2050年12%以上的占比。

圖表：主要國(guó)際能源機(jī)構(gòu)對(duì)2050年全球制氫量的預(yù)測(cè)，億噸

數(shù)據(jù)來(lái)源：Statista，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

自2020年“雙碳”目標(biāo)提出后，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)熱度攀升，發(fā)展進(jìn)入快車道。2021年中國(guó)年制氫產(chǎn)量約3,300萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)32%，成為目前世界上最大的制氫國(guó)。中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟預(yù)計(jì)到2030年碳達(dá)峰期間，我國(guó)氫氣的年需求量將達(dá)到約4,000萬(wàn)噸，在終端能源消費(fèi)中占比約為5%, 其中可再生氫供給可達(dá)約770萬(wàn)噸。到2060年碳中和的情境下，氫氣的年需求量有望增至1.3億噸左右，在終端能源消費(fèi)中的占比約為20%，其中70%為可再生能源制氫。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游制氫，中游氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站，以及下游多元化的應(yīng)用場(chǎng)景。目前來(lái)看，其主要應(yīng)用場(chǎng)景分布于交通、工業(yè)、發(fā)電以及建筑領(lǐng)域。

制氫：電解水制氫是最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能生產(chǎn)方式，特別是利用可再生能源進(jìn)行電解水制氫是目前眾多氫氣來(lái)源方案中碳排放最低的工藝，與全球低碳減排的能源發(fā)展趨勢(shì)最為吻合。目前電解水制氫主要有3種技術(shù)路線：堿性電解（AWE）、質(zhì)子交換膜（PEM）電解和固體氧化物（SOEC）電解。其中堿性電解水制氫技術(shù)相對(duì)最為成熟、成本最低，更具經(jīng)濟(jì)性，已被大規(guī)模應(yīng)用。PEM電解水制氫技術(shù)已實(shí)現(xiàn)小規(guī)模應(yīng)用，且適應(yīng)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，效率較高，發(fā)展前景好。固體氧化物電解水制氫目前以技術(shù)研究為主，尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

圖表：三種氫能分類

資料來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

儲(chǔ)能和運(yùn)輸：高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，而有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫、固體材料儲(chǔ)氫尚處于技術(shù)研發(fā)階段。其中，氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前發(fā)展相對(duì)成熟、應(yīng)用較廣泛的儲(chǔ)氫技術(shù)，但該方式仍然在儲(chǔ)氫密度和安全性能方面存在瓶頸。長(zhǎng)管拖車為主的氣態(tài)運(yùn)輸，是當(dāng)前較為成熟的運(yùn)輸方式。

加氫站：從規(guī)模來(lái)看，2021年中國(guó)新建100座加氫站，累計(jì)建成數(shù)量達(dá)218座，位居世界首位。2022上半年國(guó)家進(jìn)一步統(tǒng)籌推進(jìn)加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，全國(guó)已建成加氫站超270座。從區(qū)域分布來(lái)看，當(dāng)前我國(guó)加氫站可實(shí)現(xiàn)除西藏、青海、甘肅外的省份全覆蓋，同時(shí)又具有一定的區(qū)域集中性特征，位列前4的省份依次為廣東省、山東省、江蘇省和浙江省。

應(yīng)用場(chǎng)景：目前工業(yè)和交通為主要應(yīng)用領(lǐng)域，建筑、發(fā)電等領(lǐng)域仍然處于探索階段。據(jù)預(yù)測(cè)，到2060年工業(yè)領(lǐng)域和交通領(lǐng)域氫氣使用量分別占比60%和31%，發(fā)電領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域占比分別為5%和4%。交通領(lǐng)域：燃料電池汽車是交通領(lǐng)域主要應(yīng)用場(chǎng)景，未來(lái)有望實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)。2020年由于受到疫情等因素影響，我國(guó)燃料電池汽車產(chǎn)銷量出現(xiàn)下降，但2021年燃料電池汽車產(chǎn)量和銷量分別同比增加49%和35%；今年以來(lái)燃料電池汽車產(chǎn)銷量進(jìn)一步增加，上半年燃料電池汽車產(chǎn)量1,804輛，已經(jīng)超過(guò)去年全年。我國(guó)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》顯示，計(jì)劃到2025年我國(guó)燃料電池車輛保有量達(dá)到5萬(wàn)輛。據(jù)此計(jì)算，未來(lái)幾年我國(guó)燃料電池汽車保有量的年均增長(zhǎng)率將超過(guò)50%。燃料電池汽車主要包括燃料電池系統(tǒng)、車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)等。其中，燃料電池系統(tǒng)是核心，成本有望隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模擴(kuò)大而下降。燃料電池汽車適合重型和長(zhǎng)途運(yùn)輸，在行駛里程要求高、載重量大的市場(chǎng)中更具競(jìng)爭(zhēng)力。

工業(yè)領(lǐng)域：氫不僅作為工業(yè)燃料，也可以作為工業(yè)原料幫助工業(yè)減碳發(fā)展。在氫冶金、合成燃料、工業(yè)燃料等的帶動(dòng)下，2060年工業(yè)部門(mén)氫需求量將達(dá)到7,794萬(wàn)噸，接近交通領(lǐng)域的兩倍。例如，在鋼鐵領(lǐng)域，2020年國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)碳排放總量約18億噸，占全國(guó)碳排放總量的15%左右。按照2030年減碳30%目標(biāo)，需減排5.4億噸，面臨巨大挑戰(zhàn)。氫冶金是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的革命性技術(shù)，綠氫有望逐漸成為化工生產(chǎn)常規(guī)原料。就化工行業(yè)而言，氫氣是合成氨、合成甲醇、石油精煉和煤化工行業(yè)中的重要原料。目前，工業(yè)用氫主要依賴化石能源制取。隨著可再生能源發(fā)電價(jià)格持續(xù)下降，到2030年國(guó)內(nèi)部分地區(qū)有望實(shí)現(xiàn)綠氫平價(jià)，綠氫將進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，逐漸成為化工生產(chǎn)常規(guī)原料。

發(fā)電領(lǐng)域：氫能發(fā)電主要有兩種方式。一種是將氫能用于燃?xì)廨啓C(jī)，帶動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生電流輸出，即“氫能發(fā)電機(jī)”。氫能發(fā)電機(jī)可以被整合到電網(wǎng)電力輸送線路中，以此實(shí)現(xiàn)電能的合理化應(yīng)用，減少資源浪費(fèi)。另一種是利用電解水的逆反應(yīng)，氫氣與氧氣（或空氣）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成水并釋放出電能，即“燃料電池技術(shù)”。燃料電池可應(yīng)用于固定或移動(dòng)式電站、備用峰值電站、備用電源、熱電聯(lián)供系統(tǒng)等發(fā)電設(shè)備。目前兩種氫能發(fā)電均存在成本較高的問(wèn)題。燃料電池發(fā)電成本大約2.5-3元/度，而其他技術(shù)發(fā)電成本基本低于1元/度。降低成本是氫能在發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。

建筑領(lǐng)域：氫能供熱供暖在建筑中不占優(yōu)勢(shì)，初期在建筑中主要采用混合氫氣。氫氣在建筑中的應(yīng)用相對(duì)有限，與天然氣供熱等比較，氫氣供熱在效率、成本、安全和基礎(chǔ)設(shè)施的可得性等方面均有短板。早期氫氣在建筑中的使用將主要是混合形式，在2030年代后期，純氫在建筑中的使用有望超過(guò)混合氫氣。

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