氫能全產業(yè)鏈標準體系建設指南 2023年我國電解水制氫設備出貨量

• 黃江 2023年8月15日 來源：東方財富 882 54
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為后續(xù)出臺進一步的細化政策提供了指引。這是國家層面首個氫能全產業(yè)鏈標準體系建設指南。業(yè)內人士紛紛認為，在政策面的支持下，氫能有望實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

氫能能量密度高，而且能夠真正實現(xiàn)理論意義上的零碳排放，順應了“雙碳”背景下的大潮流。作為制約行業(yè)發(fā)展的因素之一，氫能行業(yè)標準逐步確定，還是有望迎來進一步向上發(fā)展的拐點。

氫能全產業(yè)鏈標準體系建設指南

近日國家六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產業(yè)標準體系建設指南(2023版)》，為后續(xù)出臺進一步的細化政策提供了指引。這是國家層面首個氫能全產業(yè)鏈標準體系建設指南。業(yè)內人士紛紛認為，在政策面的支持下，氫能有望實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

透過該項指南可以清晰看出氫能產業(yè)鏈體系，文件系統(tǒng)構建了氫能制、儲、輸、用全產業(yè)鏈標準體系，涵蓋基礎與安全、氫制備、氫儲存和輸運、氫加注、氫能應用五個子體系。

在氫儲存和輸運方面，主要包括氫氣壓縮、氫液化、氫氣與天然氣摻混、固態(tài)儲氫材料等氫儲運基本要求，容器、氣瓶、管道等氫儲運設備以及氫儲存輸運系統(tǒng)等方面的標準，推動安全、高效氫儲運相關標準的制修訂;在氫加注方面，主要包括加氫站設備、系統(tǒng)和運行與安全管理等方面的標準，推動加氫站安全、可靠、高效發(fā)展相關標準的制修訂;在氫能應用方面，主要包括燃料電池、氫內燃機、氫氣鍋爐、氫燃氣輪機等氫能轉換利用設備與零部件以及交通、儲能、發(fā)電核工業(yè)領域氫能應用等方面的標準，推動氫能相關新技術、新工藝、新方法、安全相關標準的制修訂。

氫能源受到如此高度的關注，自然有其優(yōu)勢。氫能能量密度高，而且能夠真正實現(xiàn)理論意義上的零碳排放，順應了“雙碳”背景下的大潮流。氫元素是宇宙中含量最多的元素，氫能儲量豐富。損耗少、形態(tài)多變、利用率高等也是氫能源具備的不可忽視的優(yōu)勢。但是，氫氣的密度很低，如何安全壓縮氫氣是一大問題;氫氣過于活躍很難保證穩(wěn)定;目前的氫氣多是“灰氫”，這是以二氧化碳排放為代價的，與綠色能源概念相悖。此外，成本過高的弊端也是不少企業(yè)最終放棄布局的一大原因。作為制約行業(yè)發(fā)展的因素之一，氫能行業(yè)標準逐步確定，還是有望迎來進一步向上發(fā)展的拐點。

據(jù)介紹，電解水制氫(綠氫)有4種路徑，中國在堿性電解槽技術上處于世界領先水平，這方面布局的企業(yè)眾多，三桶油等國家隊均下場。

國內30家電解水制氫公司競爭

“我國也具備實現(xiàn)大規(guī)模堿性電解水制氫的能力?！庇醒?廣東)新材料技術研究院劉慶林博士對新京智庫說。截至目前，我國已經有多家企業(yè)成功研發(fā)了大規(guī)模(≥1500Nm3/h)、低能耗(≤4.4kWh/Nm3)的堿性電解水制氫系統(tǒng)。

《2022中國電解水制氫產業(yè)藍皮書》顯示，我國目前有西安隆基氫能科技有限公司、中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司、考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司和陽光氫能科技有限公司等30家堿性電解水制氫設備供應公司，總產能11GW。

堿性電解水制氫是一項古老的技術。公開資料顯示，1789年，荷蘭科學家發(fā)現(xiàn)了電解水現(xiàn)象。1888年，俄國物理學家將堿性電解水過程成功運用到工業(yè)生產中。20世紀中葉，堿水電解已基本實現(xiàn)工業(yè)化。

制取“綠氫”有光催化、電催化和熱催化裂解水制氫三種方式。其中效率最高、最環(huán)保的就是利用可再生能源發(fā)電耦合電解水制氫。目前市場上的電解水制氫技術可分為四類，即堿性電解水制氫、質子交換膜電解水制氫、陰離子交換膜電解水制氫以及固體氧化物電解水制氫。其中，前兩種技術已得到商業(yè)化，后兩種技術還處于實驗室研發(fā)階段或示范階段。

公開數(shù)據(jù)顯示，2022年我國電解水制氫設備出貨量為776MW(兆瓦)，而今年一季度即超過了2022年一年的出貨水平，達835MW。多家機構預測，2023年我國電解水制氫設備出貨量將超2GW，而全球將增加至5GW(IEA預測數(shù)據(jù))。

海水直接電解制氫技術發(fā)展

“綠氫”是未來能源結構的核心。目前傳統(tǒng)的電解水制氫高度依賴純凈水，預計2050年全球每年將在氫能生產上消耗62.1億噸純凈水。在淡水資源匱乏的時代，制氫用水從何而來?

海水占地球總水量的97.5%，向大海要水制氫是未來理想、可持續(xù)發(fā)展的方向。然而，由于海水復雜成分引起的腐蝕性和毒化問題，海水制氫面臨著諸多挑戰(zhàn)。

當前，海水制氫最成熟的技術路線是通過反滲透設備進行淡化處理后再電解，并在荷蘭、德國等國開展了規(guī)?；痉豆こ添椖?。但該類技術嚴重依賴大規(guī)模淡化設備，工藝流程復雜且占用大量土地資源，進一步增加了制氫成本與工程建設難度。

自20世紀70年代科學家提出海水直接電解制氫的概念以來，國內外多家知名研究團隊圍繞催化劑工程、膜材料科學等進行了大量探索研究，旨在破解海水直接電解制氫面臨的析氯副反應、鈣鎂沉淀、催化劑失活等難題。然而，迄今為止，未有突破性的理論與原理徹底避免海水復雜組分對電解制氫的影響，可規(guī)?；母咝Х€(wěn)定海水直接電解制氫原理與技術仍是世界空白。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》顯示：

隨著我國風能、太陽能等可再生能源電力裝機容量的快速增加，可再生能源電力價格也在持續(xù)下降。這也有利于電解水制氫的大規(guī)模投產——在電解水制氫成本影響因素中，電價是最大的影響因素。

不管是可再生能源電價還是電解水制氫設備都具備了價格在下降的條件。后者的產能已經遠遠超過了出貨量，而前者在國家的能源規(guī)劃中也是要進一步提高裝機量和發(fā)電量。

據(jù)國際可再生能源署2019年的調研數(shù)據(jù)顯示，自2010年以來，太陽能光伏發(fā)電、聚光太陽能熱發(fā)電、陸上風電和海上風電的成本分別下降了82%、47%、39%和29%。成本的下降為可再生能源提供了新的發(fā)展契機，也為制綠氫的成本大幅下降創(chuàng)造了有利條件。

國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國可再生能源發(fā)電量是2.7萬億千瓦時，占全社會用電量的31.6%。而《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，2025年時，我國可再生能源年發(fā)電量要達到約3.3萬億千瓦時，可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%，風電和太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻番。2022年，我國風電、光伏發(fā)電量是1.19萬億千瓦時。

氫的儲存主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固體儲氫三種方式。目前以氣態(tài)儲氫為主，因為氣態(tài)儲氫的技術成熟，但缺點是單位體積儲氫密度低、壓力高、安全性較低。在航天工程中成功使用了的低溫液態(tài)儲氫，具有儲氫密度高優(yōu)勢，但液氫裝置一次性投資較大，液化過程中能耗較高，儲存過程中有一定的蒸發(fā)損失等也影響了其大規(guī)模推廣應用。

固態(tài)儲氫雖然具有儲氫密度高、儲氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)勢，其體積儲氫密度高于液氫，但該項儲氫方式投資成本較高，而且目前尚處于示范應用階段。

《2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(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測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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