國內(nèi)燃料電池汽車小規(guī)模示范應(yīng)用 未來氫能產(chǎn)業(yè)最重要的應(yīng)用發(fā)展方向

• 黃江 2023年10月24日 來源：新浪 996 63
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氫燃料電池被大眾熟悉，離不開2022年北京冬奧會(huì)助力。冬奧會(huì)使用的氫燃料電池汽車約1000輛，是迄今為止全球最大規(guī)模的一次氫燃料電池汽車示范運(yùn)營。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈分別為上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)以及下游用氫。上游制氫工藝目前大部分還是通過化石能源作為原料制取的“灰氫”，但隨著清潔能源發(fā)電規(guī)模的提高以及技術(shù)的進(jìn)步，通過電解水制取的“綠氫”將是未來主流的工藝方式。氫的儲(chǔ)運(yùn)根據(jù)使用場景的不同，形成以長管拖車為主，液氫槽罐車、管道運(yùn)輸為輔的多元化運(yùn)輸體系。下游最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是氫能源汽車以及與之配套的加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施，目前還處于快速發(fā)展階段。

受頂層設(shè)計(jì)、政策利好驅(qū)動(dòng)，氫能產(chǎn)業(yè)正穩(wěn)步發(fā)展。預(yù)計(jì)未來 10 年內(nèi)將形成完整氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)。氫能最終將納入我國終端能源體系，對能源綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展起到重要支撐作用。

國內(nèi)燃料電池汽車小規(guī)模示范應(yīng)用

目前，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)積極發(fā)展態(tài)勢，已初步掌握氫能制備、儲(chǔ)運(yùn)、加氫、燃料電池和系統(tǒng)集成等主要技術(shù)和生產(chǎn)工藝，在部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)燃料電池汽車小規(guī)模示范應(yīng)用。

全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)超過 300 家，集中分布在長三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀等區(qū)域。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈分別為上游制氫企業(yè)、中游儲(chǔ)運(yùn)商以及下游用氫企業(yè)，包括加氫站的建設(shè)運(yùn)營商，氫能源汽車是目前我國氫能應(yīng)用最主要的領(lǐng)域，或也是未來氫能產(chǎn)業(yè)最重要的應(yīng)用發(fā)展方向。

作為推進(jìn)“碳達(dá)峰、碳中和”的有效路徑，氫能被推上了風(fēng)口，尤其是在燃料電池領(lǐng)域。與電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池汽車在使用過程中消耗氫氣和氧氣，通過電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，最后排出的是水，“零碳”是其最大優(yōu)勢。

2023氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈需求量與投資前景

氫燃料電池被大眾熟悉，離不開2022年北京冬奧會(huì)助力。冬奧會(huì)使用的氫燃料電池汽車約1000輛，是迄今為止全球最大規(guī)模的一次氫燃料電池汽車示范運(yùn)營。

目前氫燃料電池汽車比普通電動(dòng)汽車價(jià)格高出30%到50%，為了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，近兩年，上海、重慶、河南等地出臺(tái)氫能相關(guān)政策，涉及氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，并且補(bǔ)貼力度不小。某地出臺(tái)的政策，給加氫站的補(bǔ)貼最高已達(dá)500萬元，氫能投資更是最高有600萬元的補(bǔ)貼。

中國氫能聯(lián)盟分析，至2050年，氫能在我國終端能源體系中占比至少達(dá)到10%，氫氣需求量接近6000萬噸。其中，交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫2458萬噸，約占該領(lǐng)域用能比例的19%;氫燃料電池車產(chǎn)量達(dá)到每年520萬輛。

近年來，在氫燃料電池乘用車領(lǐng)域，廣州、上海等地啟動(dòng)氫燃料電池網(wǎng)約車。有觀點(diǎn)認(rèn)為，網(wǎng)約車試點(diǎn)開啟并常態(tài)化運(yùn)營后，下一個(gè)要攻克的難題是氫燃料電池家用轎車的推廣和普及。真正進(jìn)入尋常百姓家，預(yù)計(jì)要到“十四五”結(jié)束后。乘用車燃料電池的市場拐點(diǎn)或在2025年左右到來。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國氫燃料電池市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》顯示：

2021年我國氫氣產(chǎn)量為3300萬噸，同比增長32%，增速創(chuàng)歷史新高。據(jù)《中國 2030年“可再生氫100”發(fā)展路線圖》預(yù)測，2030年我國氫氣的年需求量將達(dá)到3700萬噸左右，可再生能源制氫產(chǎn)量約 770萬噸，占比21%;2060年我國氫氣的年需求量將增至1.0-1.3億噸，其中，可再生能源制氫產(chǎn)量約0.75-1.0億噸。據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》預(yù)測，2030/2060年氫能將在我國終端能源消費(fèi)中占比達(dá)到6%/20%。

我國于2022年發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》明確提出支持氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。氫能產(chǎn)業(yè)正處于爆發(fā)前夜，未來將成為繼光伏、鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈后，5至10年內(nèi)清潔能源中的中堅(jiān)力量。

目前氫能的成本較高，使用范圍較窄，氫能應(yīng)用處于起步階段。從結(jié)構(gòu)上看，2019年氫氣主要應(yīng)用于化工領(lǐng)域的合成 氨、合成甲醇、煉化等，氫氣用量合計(jì)占比84%，在建筑、發(fā)電和發(fā)熱等領(lǐng)域仍然處于探索階段(來源于《一文讀懂氫 能產(chǎn)業(yè)》) 。展望未來，雙碳背景下，化工等工業(yè)領(lǐng)域、以氫燃料電池車為代表的交通領(lǐng)域等將成為用氫主流。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù) 測，到2060年工業(yè)領(lǐng)域和交通領(lǐng)域氫氣使用量占比將分別達(dá)到60%和31%。

技術(shù)成熟、成本較低的化石能源制氫是我國氫能產(chǎn) 業(yè)發(fā)展中前期的供氫主體;工業(yè)副產(chǎn)氫作為中期低成本過渡性氫源，在分布式氫源在市場中起到補(bǔ)充作用;氫能產(chǎn)業(yè)發(fā) 展中期，更加清潔、高效的可再生能源電解水制氫占比逐漸擴(kuò)大，并逐步取代化石能源制氫成為市場供氫主體。

煤氣化制氫是目前我國主流制氫方式。據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2019年煤制氫在我國氫源結(jié)構(gòu)中占比高達(dá)63.5%。煤氣化制氫技術(shù)的工藝過程包括煤氣化、煤氣凈化、CO變換及氫氣提純等主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。具體來看，煤和氧氣在高溫氣 化爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成合成氣后，首先經(jīng)過水煤氣變換，一氧化碳與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成更多氫氣，再經(jīng)煤氣凈化除去硫化 氫等雜質(zhì)氣體，最終經(jīng)過變壓吸附后得到高純氫氣。

煤制氫成本主要由燃煤成本、設(shè)備折舊等構(gòu)成，其中，燃煤成本是主要 來源。根據(jù)我們測算，當(dāng)5500大卡煤價(jià)在700元/噸時(shí)，煤制氫成本為 10.1元/kg，煤炭成本6元/kg，占制氫成本比重約60%。煤價(jià)是影響煤制氫成本的主要因素，根據(jù)我們測算，5500大卡煤價(jià)每降 100元/噸，將降低制氫成本0.9元/kg。

碳排放是制約煤制氫未來大規(guī)模應(yīng)用的約束條件之一，而與CCS/CCUS技術(shù)結(jié)合對煤制氫的碳減排效果顯著。碳捕集與 封存技術(shù)(CCS)可以將二氧化碳捕集分離，通過罐車等輸送到適宜的場地封存，最終實(shí)現(xiàn)二氧化碳永久減排。而碳捕集 、利用和封存技術(shù)(CCUS)則是在CCS技術(shù)的基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳提純后進(jìn)行資源化再利用。根據(jù)《中國煤炭制氫成本及碳足跡研究》、 《中國煤制氫CCUS技術(shù)改造的碳足跡評估》 ，結(jié)合CCS技術(shù)可降低煤制氫 碳排放約50% ，結(jié)合CCUS技術(shù)則可降低約80%。

我國已具備大規(guī)模捕集利用與封存二氧化碳的工程能力。據(jù)《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報(bào)告(2021)》 ，中國CCUS技術(shù)項(xiàng)目遍布19個(gè)省份，已投運(yùn)或建設(shè)中的CCUS示范項(xiàng)目約為40個(gè)，捕集能力300萬噸/年。國家能源集團(tuán) 鄂爾多斯CCS示范項(xiàng)目已成功開展了10萬噸/年規(guī)模的CCS全流程示范。

從應(yīng)用CCUS技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性來看，根據(jù)我們測算，當(dāng)5500大卡煤價(jià)在700元/噸時(shí)，煤制氫成本將增加7.3元/kg至17.4元 /kg，但相較天然氣制氫(天然氣價(jià)格>2.5元/方)和電解水制氫仍有優(yōu)勢。根據(jù)《中國二氧化碳捕集利用與封存(CCUS) 年度報(bào)告(2021)》預(yù)測，第二代捕集技術(shù)突破后，其能耗和成本將比第一代技術(shù)降低30%，按此測算，則CCUS技術(shù)成本 將下降30%至5.6元/kg，煤制氫成本將下降至15.8元/kg。

天然氣制氫是目前全球最主要的制氫方式，據(jù)綠色能源統(tǒng)計(jì)，在全球每年約7000萬噸的氫氣產(chǎn)量中約48%來自于天然氣 制氫。與煤制氫相比，天然氣制氫初始設(shè)備投資低、二氧化碳排放量小、氫氣產(chǎn)率高，是化石原料制氫路線中理想的制 氫方式。天然氣制氫主要分為蒸汽轉(zhuǎn)化制氫、部分氧化制氫、催化裂解制氫、自熱重整制氫四種類型。其中，天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制 氫技術(shù)最為成熟，是當(dāng)前天然氣制氫的主流技術(shù)路線。

以應(yīng)用最為廣泛的天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氫為例，天然氣制氫的工藝路線為：天然氣經(jīng)脫硫裝置凈化后，在高溫轉(zhuǎn)化爐中與 水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成由氫氣、一氧化碳等氣體組成的合成氣。合成氣中的一氧化碳經(jīng)過水氣變換轉(zhuǎn)化為二氧化碳并產(chǎn)生更 多的氫氣，最終合成氣經(jīng)變壓吸附后可得到高純的產(chǎn)品氫氣。

隨著氫燃料電池行業(yè)競爭的不斷加劇，大型企業(yè)間并購整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國內(nèi)外優(yōu)秀的氫燃料電池企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的分析研究，特別是對當(dāng)前市場環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究，以期提前占領(lǐng)市場，取得先發(fā)優(yōu)勢。正因?yàn)槿绱?，一大批?yōu)秀品牌迅速崛起，逐漸成為行業(yè)中的翹楚。中研普華利用多種獨(dú)創(chuàng)的信息處理技術(shù)，對氫燃料電池行業(yè)市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地降低客戶投資風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。

《2023-2028年中國氫燃料電池市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告》由中研普華研究院撰寫，本報(bào)告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報(bào)告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動(dòng)態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2023-2028年中國氫燃料電池市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告

  氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰...

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