内容概要:目前,我国已成为世界上最大的制氢国。2023年,全国氢气产量为3686.2万吨,同比增长4.5%。加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节,是由不同来源的氢气经氢气压缩机增压后,储存在高压储罐内,再通过氢气加注机为氢燃料电池车加注氢气。近年来,随着相关政策的逐渐完善,技术标准的逐步规范,装备技术的不断进步,中国加氢站建设将进入快速发展阶段。截至2024年上半年,全球累计建成加氢站达到1262座,其中中国456座,全球占比达到36.1%,为全球最大的加氢站保有量国家。
关键词:氢能、氢能产业链、氢能发展现状、氢能发展趋势
一、氢能行业概述
氢(H),在元素周期表中排名第一位,是地球的重要组成元素,也是宇宙中最常见的物质。氢主要以化合态的形式出现,通常的单质形态是氢气(H2)。氢气可从水、化石燃料等含氢物质中制取,是重要的工业原料和能源载体。氢能,是氢和氧进行化学反应释放出的化学能,是一种二次清洁能源,被誉为“21世纪终极能源”,也是在碳达峰、碳中和的大背景下,加速开发利用的一种清洁能源,可用于储能、发电、各种交通工具用燃料、家用燃料等。氢能具有来源多样、清洁低碳、灵活高效、应用场景丰富等特点。
近年来,随着国内氢能产业升温,中央政府及上海、广东、江苏、山东等地纷纷发布氢能发展规划,加快建立系统全面的标准、计量、检测、认证,以及产品售后服务保障标准体系,组织有实力的企业和科研院所重点对关键技术领域进行联合攻关。2024年以来,我国中央相关部门相继出台20多条产业政策,内容涵盖推动氢气市场体系建设,因地制宜给予电解水制氢电价政策优惠;积极研究液氢民用,鼓励开展天然气掺氢输运示范;视加氢站建设规模对配套设备和建设运营给予相应的补贴政策;加强基础研发,引导提升关键环节自主创新能力;完善不同应用场景的政策体系,为氢能技术应用和产业化发展提供良好的政策环境。
相关报告:智研咨询发布的《中国氢能行业竞争现状及投资策略研究报告》
二、氢能产业链
目前我国已基本构建了较为完整的制氢、储运、加注和应用的氢能产业链。产业链上游主要为制氢环节,其中化石能源重整制氢历史悠久,技术路线成熟高效,可大规模稳定制备,是当前成本最低的制氢方式。中游为氢能储运及加注环节,其中储氢运氢环节主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、固态储氢及多种输配技术;加氢主要依赖于加氢站完成。下游为氢能应用环节,氢能的清洁高效等特征使其应用领域广泛,包括轨道交通、新能源汽车、船舶、航空航天、冶金、化工、能源、电子、家用供电供暖等多个领域。
从产业链上游来看,氢的制取主要有三种较为成熟的技术路线:一是以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢;二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢,三是电解水制氢。此外,还有生物质直接制氢和太阳能光催化分解水制氢等技术路线,但仍处于实验和开发阶段,产收率有待进一步提升,尚未达到工业规模制氢要求。目前,我国已成为世界上最大的制氢国。2023年,全国氢气产量为3686.2万吨,同比增长4.5%。从氢气来源看,化石能源重整制氢仍然是我国制氢主力,其中,来源于煤制氢的氢气达2126.9万吨,占总氢气来源的57.7%;来源于天然气制氢的氢气产量为825.7万吨,占比为22.4%。可再生能源电力电解水制氢等其他技术制氢小幅提升至51.6万吨,占比较低。
从产业链下游来看,双碳大背景下,氢能作为一种储量大、污染小、热值高、可再生的清洁能源,为各行业脱碳提供了重要途径,目前氢能的应用已经渗透到传统能源的各个方面,其中工业是氢能的主要应用领域,主要作为合成氨、甲醇,以及炼化等工业过程中的中间原料,长期占据可观份额。根据2023年氢气消费结构,石油精炼领域的氢气消费量达到1145.0万吨,占比29.6%;制甲醇和合成氨增长较快,消费量分别占比28.9%、27.1%。交通、发电等其他领域的应用市场尚处于商业化推广阶段,氢气消费量仅占比0.1%。
三、氢能行业发展现状
氢具有燃烧热值高的特点,且燃烧的产物是水,是世界上最干净的能源,氢能在21世纪将成为世界能源舞台上举足轻重的能源,氢的储存、运输、加注技术也将成为21世纪备受关注的焦点。
目前,我国氢能储运主要分为气态储运、液态储运和固态储运三大类。其中高压气态储氢具有充放氢速度快、容器结构简单等优点,是现阶段主要的储氢方式,主要使用高压氢瓶和高压容器。高压气态输运可分为长管拖车和管道输运两种方式。高压长管拖车是氢气近距离输运的重要方式,技术较为成熟;管道输运是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式,具有输氢量大、能耗小和成本低等优势,但建造管道一次性投资较大。液态储氢具有储氢密度高等优势,可分为低温液态储氢和有机液体储氢;液氢输运通常适用于距离较远、运输量较大的场合。固态储氢是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体,通过化学吸附和物理吸附的方式实现氢的存储。固态储氢具有储氢密度高、储氢压力低、安全性好、放氢纯度高等优势,其体积储氢密度高于液氢。固态氢可用轮船、大型拖车、火车等工具进行运输。
加氢基础设施是氢能利用和发展的中枢环节,是由不同来源的氢气经氢气压缩机增压后,储存在高压储罐内,再通过氢气加注机为氢燃料电池车加注氢气。根据氢气来源不同,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站两种。外供氢加氢站通过长管拖车、液氢槽车或者管道输运氢气至加氢站后,在站内进行压缩、存储、加注等操作。站内制氢加氢站是在加氢站内配备了制氢系统,制得的氢气经纯化、压缩后进行存储、加注。近年来,随着相关政策的逐渐完善,技术标准的逐步规范,装备技术的不断进步,中国加氢站建设将进入快速发展阶段。截至2024年上半年,全球累计建成加氢站达到1262座,其中中国456座,全球占比达到36.1%,为全球最大的加氢站保有量国家。
四、中国氢能发展趋势研判
1、多管齐下加速氢能降本,推动产业从量变到质变
未来,随着技术进步和规模化生产的推进,氢能市场持续火热,我国氢能全产业链多管齐下,加速氢能降本增效。一方面,上游制氢企业将持续优化电解槽等关键设备的设计和生产工艺,提高电解效率,降低能耗。同时,关注新材料的应用,如质子交换膜、催化剂等,以进一步提升制氢效率和降低成本。另一方面,我国将推动氢能与风电、光伏等其他清洁能源的协同发展,实现能源的互补利用,降低整体能源成本。此外,政府将加强税收减免、补贴奖励力度,减轻企业研发及运营压力,进而加速氢能降本。
2、储运技术国产化,基础设施建设加速
近年来,我国在氢能储运技术方面取得了显著进展。未来,随着技术的不断突破和研发力度的加大,国产储运技术将逐渐成熟,具备了与国际先进水平竞争的能力。同时,在政府补贴政策不断加大的背景下,国产氢能厂商将实现核心技术陆续攻关,加快国产替代进程。此外,在储运技术国产化以及市场需求扩大的支持下,我国氢能基础设施建设将进一步加速。加氢站作为氢能基础设施的重要组成部分,其建设速度、加注能力均将得到有效提升,以满足不同场景下的氢能加注需求。
3、应用领域不断拓展,绿氢供热大有可为
当前,化工、氢燃料电池汽车等已成为氢能应用的重要领域之一,随着技术的不断成熟和成本的降低,氢能在供热领域也展现出了巨大的潜力。一方面,在钢铁、化工等工业领域,传统的高炉煤气、焦炉煤气等供热方式存在碳排放高的问题,而氢能供热可以作为这些行业的替代供热方式,降低碳排放量。另一方面,家庭供暖,尤其是北方地区,冬季供暖需求市场庞大。随着我国氢能基础设施体系,包括制氢厂、储氢设施、输氢管道和加氢站等逐步完善,氢能供暖商业化应用进程将进一步加快。
以上数据及信息可参考智研咨询(www.chyxx.com)发布的《中国氢能行业竞争现状及投资策略研究报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构,提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号,每天及时掌握更多行业动态。
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2024-2030年中国氢能行业竞争现状及投资策略研究报告
《2024-2030年中国氢能行业竞争现状及投资策略研究报告》共八章,包含氢燃料电池汽车产业分析,中国氢能行业重点企业介绍,中国氢能源行业的发展前景等内容。
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