2021年中國氫能源產(chǎn)品市場發(fā)展分析

• 2021年3月11日 HaoChenChong來源：互聯(lián)網(wǎng) 260 9
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根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國終端能源體系中占比至少達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，可減排約7億噸二氧化碳，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值約12萬億元。

1、中國氫能源產(chǎn)品市場發(fā)展分析

氫能在能源市場的多種應(yīng)用場景將降低氫能的整體使用成本

目前市場對氫能使用存在一個明顯的誤區(qū)，即將氫能的應(yīng)用范圍局限于傳統(tǒng)化工生產(chǎn)領(lǐng)域這一單一應(yīng)用場景，由此而擔(dān)憂氫能基礎(chǔ)設(shè)施投入開銷巨大，且使用成本高昂。

事實上，氫能作為儲能介質(zhì)能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領(lǐng)域，促使能源供應(yīng)端融合，提升能源使用效率，其應(yīng)用模式可以抽象為以下三個方面：

1、電能到電能的轉(zhuǎn)換

電解制氫實現(xiàn)電能向氫能的轉(zhuǎn)化，必要時氫能可通過燃料電池再次轉(zhuǎn)化為電能。

2、電能到燃氣的轉(zhuǎn)換

電解制氫后，將氫氣直接混入天然氣管道，或者合成甲烷后混入天然氣管道;混合天然氣在終端作為燃料提供熱能。

3、電能到燃料的轉(zhuǎn)換

電解制氫后，氫氣作為燃料電池車的燃料，為汽車提供動力。

而氫能作為能源載體的具體應(yīng)用模式涉及新能源制氫補充發(fā)電、燃料電池汽車、分布式發(fā)電等領(lǐng)域。

所以氫能的應(yīng)用場景具有很強的多樣性，如未來能夠形成電力、供熱和燃料相互交叉的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，將大幅降低其使用成本。

圖表：氫能作為儲能介質(zhì)能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領(lǐng)域

資料來源：中研普華

應(yīng)用一：傳統(tǒng)石油化工生產(chǎn)的原材料

中國目前年產(chǎn)氫氣中50%用于石油和煤化工領(lǐng)域，45%用于合成氨。所以中國對于氫氣的應(yīng)用主要集中在石化生產(chǎn)領(lǐng)域，即氫氣的傳統(tǒng)使用領(lǐng)域。

在這些生產(chǎn)過程中，氫氣是直接參與反應(yīng)的原材料。相對于傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，氫能在新能源方面的應(yīng)用份額很低，說明中國氫能經(jīng)濟的發(fā)展還處于萌芽階段。

圖表：氫氣的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

資料來源：中研普華

應(yīng)用二：氫能可實現(xiàn)再生能源補充發(fā)電

近幾年，以德國為首的西歐國家正嘗試探索風(fēng)電、太陽能電解制氫，并用天然氣管道輸送氫氣或氫氣制甲烷的氫能發(fā)展模式，即電轉(zhuǎn)氣(power togas，P2G)模式。

電轉(zhuǎn)氣(P2G)模式的第一步是利用風(fēng)能和太陽能等可再生能源產(chǎn)生的電能電解水制取氫氣。

第二步是氫氣與二氧化碳反應(yīng)制備甲烷，再通過天然氣管道與天然氣混合儲存運輸;或者直接將制得的氫氣與天然氣按一定比例混合后，再通過天然氣管道進行儲存運輸。

目前中國主要城市的天然氣管道建設(shè)已經(jīng)較為完備，具有發(fā)展電轉(zhuǎn)氣(P2G)的初步基礎(chǔ)。中國發(fā)展電轉(zhuǎn)氣(P2G)具有多重重大意義。

一是通過發(fā)展電轉(zhuǎn)氣(P2G)可實現(xiàn)可再生能源補充發(fā)電。目前風(fēng)能和太陽能等可再生能源發(fā)電的難點在于發(fā)電的波動性。波動的可再生能源使發(fā)電高峰和用電高峰產(chǎn)生錯配，造成并網(wǎng)困難。

但如果波動的可再生能源先轉(zhuǎn)化成氫能儲存起來，在用電高峰時，再轉(zhuǎn)化為電能，就可實現(xiàn)可再生能源補充發(fā)電。

二是降低氫能的儲運成本。目前氫氣主要通過高壓壓縮和液化等方式儲存和運輸，儲運費用占氫氣售價的40%至70%。儲運費用過高成為阻礙氫能推廣的一個重要原因。

如果通過現(xiàn)有天然氣管道輸送氫氣，則輸送壓力較低，且能夠連續(xù)供氣，所以氫氣的儲運成本可以大幅降低。

三是電轉(zhuǎn)氣(P2G)的應(yīng)用能夠提高可再生能源在中國能源消費中的占比，減少化石燃料的使用，有助于減少污染和碳排放。

應(yīng)用三：以氫燃料電池為核心的分布式能源網(wǎng)絡(luò)可提高能源利用率

氫能不但能夠?qū)崿F(xiàn)前文所述的并網(wǎng)發(fā)電，還因其儲運的機動性，可以依托氫燃料電池技術(shù)，建立分布式能源網(wǎng)絡(luò)，做到區(qū)域或城市電力、熱能和冷能的聯(lián)合供應(yīng)。

燃料電池自身的能源轉(zhuǎn)化效率高，且分布式能源系統(tǒng)的能源輸送距離短，以氫燃料電池為核心的能源網(wǎng)絡(luò)的能源利用率明顯高于傳統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)。

日本東京天然氣公司和松下公司聯(lián)合研發(fā)的家庭分布式能源系統(tǒng)Ene-Farm已經(jīng)在日本成功推廣。

該系統(tǒng)的燃料電池以天然氣管道輸送的氫氣為燃料，發(fā)電和用電地點相同，且發(fā)電產(chǎn)生的熱量也被用來供熱。整個系統(tǒng)的能源利用效率高達95%，而傳統(tǒng)天然氣發(fā)電加鍋爐供熱的能源效率僅有68.7%。

根據(jù)東京天然氣公司和松下公司公布的數(shù)據(jù)，Ene-Farm可以減少37%的一次能源使用量和49%的二氧化碳排放量。

應(yīng)用四：燃料電池客車或成為中國氫燃料電池汽車發(fā)展的突破口

國外汽車生產(chǎn)廠商經(jīng)過多年技術(shù)積累，已經(jīng)為燃料電池車的商業(yè)化打下了良好基礎(chǔ)。配合靈活的銷售方案，包括美國、德國、丹麥、英國在內(nèi)的國家的燃料電池汽車，正在從概念車逐步向商業(yè)化生產(chǎn)過渡。

目前豐田Mirai、現(xiàn)代iX35以及本田Clarity燃料電池汽車已實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。

而燃料電池的研發(fā)和技術(shù)進步速度也在加快，預(yù)計未來2-3年內(nèi)，會有多輛概念車型步入商業(yè)化。

而燃料電池客車因技術(shù)門檻相對較低、具有良好的宣傳推廣效應(yīng)、以及加氫站布局存在優(yōu)勢的原因，有可能成為中國燃料電池汽車發(fā)展的突破口。

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