中國氫能行業(yè)發(fā)展如何？

• 劉春天 2024年5月22日 來源：中研網 1130 73
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能源是國民經濟的命脈。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的不斷提升，我國已成為全球能源消費大國。與此同時，我國能源對外依存度高、結構有待優(yōu)化、碳排放量大等問題也不斷顯現，可持續(xù)發(fā)展、能源轉型、能源安全等成為我國重點發(fā)展領域。氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛

根據《“十四五”企業(yè)投資戰(zhàn)略研究報告2024-2029年氫能源行業(yè)競爭格局及》分析，能源是國民經濟的命脈。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的不斷提升，我國已成為全球能源消費大國。與此同時，我國能源對外依存度高、結構有待優(yōu)化、碳排放量大等問題也不斷顯現，可持續(xù)發(fā)展、能源轉型、能源安全等成為我國重點發(fā)展領域。氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發(fā)展的重要載體之一。2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯合印發(fā)《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，以實現“雙碳”目標為總體方向，明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體，也是戰(zhàn)略性新興產業(yè)和未來產業(yè)的重點發(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、電力等多領域擁有豐富的落地場景，未來有望獲得快速發(fā)展。

從全球角度來看，當前氫能產量約7,000萬噸，且主要為化石能源制氫。隨著全球低碳轉型進程的加快，氫能特別是清潔氫能將得到迅速發(fā)展。根據國際主要能源機構的預測，到2050年，氫能產量將達到5-8億噸區(qū)間，且基本為以藍氫和綠氫為代表的清潔氫能。從占比角度來看，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：主要國際能源機構對2050年全球制氫量的預測，億噸

數據來源：Statista，中研普華產業(yè)研究院整理

自2020年“雙碳”目標提出后，我國氫能產業(yè)熱度攀升，發(fā)展進入快車道。2021年中國年制氫產量約3,300萬噸，同比增長32%，成為目前世界上最大的制氫國。中國氫能產業(yè)聯盟預計到2030年碳達峰期間，我國氫氣的年需求量將達到約4,000萬噸，在終端能源消費中占比約為5%, 其中可再生氫供給可達約770萬噸。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，在終端能源消費中的占比約為20%，其中70%為可再生能源制氫。

氫能產業(yè)鏈主要包括上游制氫，中游氫儲運、加氫站，以及下游多元化的應用場景。目前來看，其主要應用場景分布于交通、工業(yè)、發(fā)電以及建筑領域。

制氫：電解水制氫是最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能生產方式，特別是利用可再生能源進行電解水制氫是目前眾多氫氣來源方案中碳排放最低的工藝，與全球低碳減排的能源發(fā)展趨勢最為吻合。目前電解水制氫主要有3種技術路線：堿性電解（AWE）、質子交換膜（PEM）電解和固體氧化物（SOEC）電解。其中堿性電解水制氫技術相對最為成熟、成本最低，更具經濟性，已被大規(guī)模應用。PEM電解水制氫技術已實現小規(guī)模應用，且適應可再生能源發(fā)電的波動性，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研究為主，尚未實現商業(yè)化。

圖表：三種氫能分類

資料來源：中研普華產業(yè)研究院整理

儲能和運輸：高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫已進入商業(yè)應用階段，而有機液態(tài)儲氫、固體材料儲氫尚處于技術研發(fā)階段。其中，氣態(tài)儲氫是目前發(fā)展相對成熟、應用較廣泛的儲氫技術，但該方式仍然在儲氫密度和安全性能方面存在瓶頸。長管拖車為主的氣態(tài)運輸，是當前較為成熟的運輸方式。

加氫站：從規(guī)模來看，2021年中國新建100座加氫站，累計建成數量達218座，位居世界首位。2022上半年國家進一步統(tǒng)籌推進加氫網絡建設，全國已建成加氫站超270座。從區(qū)域分布來看，當前我國加氫站可實現除西藏、青海、甘肅外的省份全覆蓋，同時又具有一定的區(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。

應用場景：目前工業(yè)和交通為主要應用領域，建筑、發(fā)電等領域仍然處于探索階段。據預測，到2060年工業(yè)領域和交通領域氫氣使用量分別占比60%和31%，發(fā)電領域和建筑領域占比分別為5%和4%。交通領域：燃料電池汽車是交通領域主要應用場景，未來有望實現高速增長。2020年由于受到疫情等因素影響，我國燃料電池汽車產銷量出現下降，但2021年燃料電池汽車產量和銷量分別同比增加49%和35%；今年以來燃料電池汽車產銷量進一步增加，上半年燃料電池汽車產量1,804輛，已經超過去年全年。我國《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》顯示，計劃到2025年我國燃料電池車輛保有量達到5萬輛。據此計算，未來幾年我國燃料電池汽車保有量的年均增長率將超過50%。燃料電池汽車主要包括燃料電池系統(tǒng)、車載儲氫系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)等。其中，燃料電池系統(tǒng)是核心，成本有望隨著技術進步和規(guī)模擴大而下降。燃料電池汽車適合重型和長途運輸，在行駛里程要求高、載重量大的市場中更具競爭力。

工業(yè)領域：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)燃料等的帶動下，2060年工業(yè)部門氫需求量將達到7,794萬噸，接近交通領域的兩倍。例如，在鋼鐵領域，2020年國內鋼鐵行業(yè)碳排放總量約18億噸，占全國碳排放總量的15%左右。按照2030年減碳30%目標，需減排5.4億噸，面臨巨大挑戰(zhàn)。氫冶金是鋼鐵行業(yè)實現“雙碳”目標的革命性技術，綠氫有望逐漸成為化工生產常規(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)電價格持續(xù)下降，到2030年國內部分地區(qū)有望實現綠氫平價，綠氫將進入工業(yè)領域，逐漸成為化工生產常規(guī)原料。

發(fā)電領域：氫能發(fā)電主要有兩種方式。一種是將氫能用于燃氣輪機，帶動電機產生電流輸出，即“氫能發(fā)電機”。氫能發(fā)電機可以被整合到電網電力輸送線路中，以此實現電能的合理化應用，減少資源浪費。另一種是利用電解水的逆反應，氫氣與氧氣（或空氣）發(fā)生電化學反應生成水并釋放出電能，即“燃料電池技術”。燃料電池可應用于固定或移動式電站、備用峰值電站、備用電源、熱電聯供系統(tǒng)等發(fā)電設備。目前兩種氫能發(fā)電均存在成本較高的問題。燃料電池發(fā)電成本大約2.5-3元/度，而其他技術發(fā)電成本基本低于1元/度。降低成本是氫能在發(fā)電領域發(fā)展的關鍵。

建筑領域：氫能供熱供暖在建筑中不占優(yōu)勢，初期在建筑中主要采用混合氫氣。氫氣在建筑中的應用相對有限，與天然氣供熱等比較，氫氣供熱在效率、成本、安全和基礎設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混合氫氣。

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