咨询热线

400-007-6266

010-86223221

我国清洁能源、绿氢行业市场发展前景浅析

1氢能成为未来绿色低碳发展的优势能源

由于氢气在燃烧时不会排放温室气体,只会产生对环境无害的水,因此,在全球气候变暖、温室气体减排的背景和趋势下,氢能也被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源。

在全球气候变暖、温室气体减排的背景下,氢能源是21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢的燃烧热值非常高,1千克氢完全燃烧后能产生1.43×108J热量,这一数值仅次于核燃料,是所有化石燃料和生物燃料中最高的。除此之外,氢还是一种真正的清洁能源,其燃烧后仅产生水,而无任何其他有害物质。在绿色低碳发展趋势下,氢作为一种零碳能源必将在未来脱颖而出。

除作为清洁能源外,氢还在许多其他工业领域有着广泛应用。在电子产业、金属冶炼行业、食品工业、医学领域等等发挥着举足轻重的作用,但氢的化学性质活泼,它主要以化合物形态存在于水等多种物质中。因此,氢能只能作为二次能源,从其他能源中制取,而无法像石油、天然气、煤炭那样被直接开采利用。这一特性在客观上限制了氢能的生产和使用。

氢能的优缺点

优点

存在的问题

供应量充足

氢是宇宙中分布最广泛的物质,它构成了宇宙质量的75%,是二次能源

生产难度大

氢在地球上主要以化合态的形式出现,将其与其他物质分离的难度较大

零碳排放

氢燃烧的产物是水,且能够重复利用,能够实现真正的零碳排放

储存难度大

氢在恒定温度的状态下为气态,且密度仅为空气的四分之一,极其容易挥发

燃烧热值高

氢的燃烧热值是汽油的3倍,酒精的3.9倍以及焦炭的4.5

易燃易爆

氢气的燃点较低,爆炸极限宽,当氢气浓度为4.1%-74.2%时,遇火即爆

无地域和时间限制

与风、光等能源相比,氢的制取无需受限于地域和时间

运输成本高

受氢气属性影响,氢气的运输难度大且成本高

储运形式多样

具有气、液、固三种储运形式

扩散系数大

氢气的扩散系数约为6.11*10-5平米/秒,远高于天然气、汽油蒸汽等能源

数据来源:观研天下数据中心整理

根据观研报告网发布的《中国氢能行业发展现状研究与投资前景预测报告(2023-2030年)》显示,目前,人类已经探索出了五条氢气制备技术路线,分别是化石燃料(石油、天然气、煤炭)、热化学制氢、电解水制氢、工业副产品制氢、太阳能光解水制氢、生物制氢。其中,生物制氢、太阳能光解水制氢目前还处于实验和开发阶段,尚未进入大规模工业生产,前三种制氢技术已较为成熟,有了广泛的工业生产实践。

主要制氢技术路线对比

制氢方式

氢气类型

优点

缺点

氢气价格(/kgH2

氢气成本(/Nm2

碳排放(kgc02/kgH2

化石能源制氢

天然气制氢

灰氢

产量高且成本低商业化技术成熟。产量高且成本低

资源储备有限,制取过程产生碳排放,且产品纯度较低,需进步提纯

13-20

0.6-1.2

10

煤制氢

10-15

1-1.2

20-25

工业副产物制氢

焦炉气制氢

灰氢

成本较低产品纯度高,原材料丰富

焦炉气具有污染性,且制取地点受限于原料供应,不能作为大规模集中化的氢能供应源

6-11

1.2

<5

氯碱制氢

10-17

1.3-1.5

<5

电解水制氢

绿氢

产品纯度高,且制取过程不产生碳排放

耗电量大,成本较高,尚未形成规模化应用

13-46

3-5

/

数据来源:观研天下数据中心整理

目前,天然气制氢占全球氢能源总规模的48%,烃、醇类制氢占比30%,煤炭制氢占比18%,全球电解水制氢规模较小,约占4%。

数据来源:观研天下数据中心整理

2022年中国氢气产量3,781万吨,同比增长14.58%,是世界第一大产氢国。从制氢原料来看,全球人工制氢原料主要为天然气和醇类,而我国由于资源禀赋差异,制氢原料以煤炭为主,该技术方式下制氢时的碳排放相对最高。此外,电解水在全球和中国的制氢原料中占比均不到5%,未来提升空间广阔。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

我国国家层面日益重视和认可氢能的战略重要性,加强对氢能的布局。2022年3月,国家发改委、能源局发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确了氢能的战略定位,并提出了氢能产业一系列发展目标。政策的重视和认可将推动氢能产业开启新篇。

我国国家层面发展氢能相关政策

年份 政策 主要内容
2023年1月 《新型电力系统发展蓝皮书(征求意见稿)》 提及了氢燃料电池车、氢储能等应用环节的推广;长期实现电能与氢能等二次能源深度融合利用
2022年3月 《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》 明确了氢能的战略定位。氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。提出了一系列阶段性目标。根据规划,到2025年,我国将初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10万吨至20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排100万吨至200万吨/年。
2021年12月 2022年能源工作七大重点任务 任务3“加快推进能源科技创新”,提出推动氢能技术装备攻关、产业创新等
2021年12月 《“十四五”工业绿色发展规划》 指出加快氢能技术创新和基础设施建设,推动氢能多元利用
2021年11月 《关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见》 引导企业加大可再生能源使用、推动电能、氢能、生物质能替代化石燃料;加快充电桩、换电站、加氢站等基础设施建设运营
2021年10月 《2030年前碳达峰行动方案》 从应用领域、化工原料、交通、人才建设等多个方面支持氢能发展
2021年3月 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要(草案)》 在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业
2021年2月 《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》 提升可再生能源利用比例,大力推动风电、光伏发电发展,因地制宜发展水能、地热能、海洋能、氢能、生物质能、光热发电
2020年10月 《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》 提出2030-2035年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用,燃料电池汽车保有量达100万辆左右。
2020年9月 《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》 采取“以奖代补”方式,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,示范期为4年
2020年4月 《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》 首次从法律上将氢能列入能源范畴
2019年3月 《政府工作报告》 首次将氢能写入政府工作报告:推动充电、加氢等设施建设

数据来源:观研天下数据中心整理、

2019年以来,国内至少有18个省级行政区公布了氢能发展规划目标。从已公布的规划目标来看,到2025年,我国将累计至少建成加氢站762座,燃料电池车保有量8.8万辆,氢能产业规模接近7000亿元。

地方政府氢能发展规划目标

地区 政策名称 发布时间 燃料电池车推广规划 加氢站建设规划 氢能产业规模
江苏 江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划 2019.8 2025年10000辆2030年20000辆 2025年50座2030年100座 2021年500亿元
重庆 重庆市氢燃料电池汽车产业发展指导意见 2020.3 2022年800辆2025年1500辆 2022年10座2025年15座 -
山东 山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年) 2020.7 2022年3000辆2025年10000辆2030年50000辆 2022年30座2025年100座2030年200座 2022年200亿元2025年1000亿元
河南 河南省氢燃料电池产业发展行动方案 2020.8 2023年3000辆2025年5000柄 2023年50座2025年80座 2025年1000亿元
四川 四川省氢能产业发展规划(2021—2025年) 2020.9 2025年6000辆 2025年60座 -
河北 河北省氢能产业发展“十四五”规划 2021.7 2022年1000辆2025年10000辆 2022年25座2025年100座 2022年150亿元2025年500亿元
北京 北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年) 2021.8 2023年3000辆2025年10000辆 2023年37座2025年新增37座 2023年京津冀合计500亿元2025年合计1000亿元
吉林 “氢动吉林”中长期发展规划(2021-2035年) 2022.1 2030年2035年 70座400座 2025年100亿元2030年300亿元2035年1000亿元
内蒙 内蒙古自治区“十四五”氢能发展规划 2022.2 2025年5000辆 2025年60座 2025年1000亿元
浙江 浙江省能源发展“十四五”规划 2022.5 2025年5000辆 2025年50座 -
上海 上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年) 2022.6 2025年10000辆 2025年70座 2025年1000亿元
山西 山西省氢能产业发展中长期规划(2022-2035年) 2022.8 2025年10000辆2030年50000辆 - -
宁夏 宁夏回族自治区氢能产业发展规划 2022.11 2025年500辆(重卡) 2025年10座 -
湖南 湖南省氢能产业发展规划 2022.11 2025年500辆 2025年10座 -
安徽 安徽省氢能产业发展中长期规划 2022.11 2025年产能5000辆2030年产能20000辆 2025年30座2030年120座 2025年500亿元2030年1200亿元
福建 福建省氢能产业发展行动计划(2022—2025年) 2022.12 2025年4000辆 2025年40座 2025年500亿元
青海 青海省氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)(2022-2035年) 2023.12023.1 2025年250辆2030年1000辆 2025年3-4座2030年15座 2035年500亿元
江西 江西省氢能产业发展中长期规划(2023-2035年) 2023.2 2025年500辆 2025年10座 2025年300亿元

数据来源:观研天下数据中心整理

2发展低碳经济,促进绿氢产业繁荣

可以看出,氢虽然是一种零碳能源,但在其制备过程中仍然要消耗化石燃料(电解水所用电也主要来自化石燃料),产生大量二氧化碳,因此这类氢仍然是“高碳”氢,一般也称为“灰氢”“黑氢”。要实现氢气的全生命周期低碳化甚至零碳化,目前看主要有两条路可走。一是在化石燃料制氢系统中增加碳捕捉、收集和封存装置,这是未来中短期实现低碳“蓝氢”的有效过渡方式。二是采用非化石燃料发电,通过电解水制氢进而逐步实现低碳、零碳制氢,这是未来实现零碳“绿氢”的重要方式。

现阶段电解水制氢的成本较化石燃料制氢更高,导致其大范围应用受到限制。以目前国内较为成熟的碱性电解水制氢(ALK)为例,其成本中电费占比近70%。考虑到电费等于度电价格乘以电耗,因此通过降低可再生能源度电成本以及降低电耗,将能够显著降低制氢成本。

电解水制氢成本估算

碱性电解 PEM电解
电价(元/kWh) 0.35 0.35
单位电耗(kWh/Nm3) 4.8 4.5
单位体积电耗成本(元/Nm3) 1.68 1.58
单位质量电耗成本(元/kg) 18.81 17.64
设备单价(元/kW) 2000 9000
设备功率(kW) 4800 2250
设备购置价格(万元) 960 2025
设备折旧年限(年) 25 25
设备年折旧额(万元) 38.40 81.00
单槽制氢量(Nm3/h) 1000 500
年运行小时数(h) 3000 3000
年制氢量(Nm3) 3000000 1500000
单位体积折旧成本(元/Nm3) 0.13 0.54
单位质量折旧成本(元/kg) 1.43 6.05
单位制氢耗水量(kg/Nm3) 2 2
用水单价(元/吨) 5 5
单位体积用水成本(元/Nm3) 0.01 0.01
单位质量用水成本(元/kg) 0.11 0.11
年运维成本(万元) 40 20
单位体积运维成本(元/Nm3) 0.13 0.13
单位质量运维成本(元/kg) 1.49 1.49
单位体积制氢成本(元/Nm3) 1.95 2.26
单位质量制氢成本(元/kg) 21.85 25.29

数据来源:观研天下数据中心整理

在氢能市场发展初期,工业副产制氢由于具备成本优势和技术成熟优势,是我国氢气制取最为主流的方式;随着氢能制取技术的持续发展以及氢能供需量的增长,煤制氢配合CCS技术以及电解水制氢的占比将有所提高。预计2050年我国氢气供给结构中,可再生能源电解水制氢占比将达到70%,成为最有效的供氢主体之一。

数据来源:观研天下数据中心整理

氢能能够实现能源体系从骨干到终端应用的脱碳,其在能源转型中发挥的作用包括实现可再生能源大规模集成和发电、允许跨地域和跨季节能源分配、为能源系统的弹性提供缓冲以及助力工业、交通、建筑、电力系统等多个行业实现脱碳,是我国实现绿色低碳转型的重要载体。电解水制氢是利用水的电解反应制备氢气的技术,可再生电力制氢称为“绿氢”,是零碳排、可持续的“终极路线”,但目前成本仍是制约其普及的瓶颈因素,其规模化应用需要产业链各环节推动降本。近年来,我国各地相继开展绿色氢能产业计划,未来随着产业深入推进,绿氢将成为氢能源产业有力的推动者。

2023年第一季度国内电解槽招标情况

省份地区 项目 招标规模/MW 技术路线
吉林白城 大安风光制绿氢合成氨一体化项目 195 碱性
内蒙古鄂尔多斯 深能北方光伏制氢项目 45 碱性
宁夏宁东 国能宁东可再生氢碳减排示范区项目 105 碱性
山东潍坊 华电潍坊氢储能示范项目 25 碱性
吉林白城 大安风光制绿氢合成氨一体化项目 50 PEM
四川德阳 东方锅炉集装箱式电解槽制氢项目 1 碱性
新疆库尔勒 库尔勒绿氢制储加用一体化示范项目 5 碱性
甘肃张掖 华能清能院碱性电解槽采购项目 6.5 碱性
陕西榆林―― 北元化工制氢设备采购项目 1 PEM
浙江杭州 西湖大学500NL/hAEM电解槽采购项目 0 AEM
黑龙江七台河 黑龙江200MW风电制氢联合运行项目 7.5 碱性
河北保定 来源县300MW光伏制氢项目 6 碱性
新疆哈密 广汇绿电制氢及氢能一体化示范项目 5 碱性

数据来源:观研天下数据中心整理

更多好文每日分享,欢迎关注公众号

【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。

新一代信息技术融合推动我国电磁屏蔽材料市场扩大 填充复合类占比最高

新一代信息技术融合推动我国电磁屏蔽材料市场扩大 填充复合类占比最高

消费电子市场经过多年的高速发展,在受到宏观经济形势、市场饱和等影响下,市场整体需求量放缓,逐渐处于存量市场。但随着 5G、AI、大数据、云计算、新能源汽车等新一代信息技术的融合,为国内电磁屏蔽材料行业的市场需求添了动力。2023年国内电磁屏蔽材料销量约为837.91亿件,

2024年02月28日
我国新型储能行业发展迅猛  锂离子电池储能占比最大 压缩空气储能潜力十足

我国新型储能行业发展迅猛 锂离子电池储能占比最大 压缩空气储能潜力十足

尽管压缩空气储能存在一些缺点,但仍然是一种十分有潜力的储能发电技术,可以为能源转型和节能减排作出重要贡献。压缩空气技术市场规模占比较小,但近年来,随着新型储能产业的发展,压缩空气技术路线市场规模也保持快速增长,2022年市场规模达到3.90亿元。

2024年02月20日
我国导热材料行业市场及供需规模稳步增长 市场竞争同质性强 价格战激烈

我国导热材料行业市场及供需规模稳步增长 市场竞争同质性强 价格战激烈

随着近年来我国数据中心行业的不断发展,我国数据中心机架规模也随之稳步增长。按照标准机架2.5KW统计,2023年我国在用数据中心机架规模预计达790万架,近5年年均复合增长率达36.58%。

2024年02月19日
综合能源服务站项目加速落地 传统能源企业纷纷转型升级开启新赛道

综合能源服务站项目加速落地 传统能源企业纷纷转型升级开启新赛道

综合能源服务的核心业务涵盖电、冷、热、气等多个能源领域,其表面上是多种能源的耦合,但实际上涉及诸多功能与模式的优化。因此,只有摆脱传统以单一产品为中心的服务模式,真正做到以市场为导向、用户为中心,推行多元化的发展模式,才能真正打破发展壁垒,为用户提供更加优质、高效的综合能源服务。

2024年01月22日
我国优质炼焦煤资源稀缺 2024年供需局势依然紧绷

我国优质炼焦煤资源稀缺 2024年供需局势依然紧绷

全国焦煤生产以稳为主,上半年大矿和小矿均提高产量,但高产量带来安全隐患,山西多地矿难频发,导致产量和开工率下滑,预计到今年五月,安全生产为首要任务,产量难以大幅释放。2024年炼焦煤产能计划增加1600万吨,但主焦煤资源减少,将影响主焦煤价格,加大与非主焦煤价格差距。结合安全检查的严格要求,预计明年国产焦煤产量将保持稳

2024年01月15日
稀土产业供需两侧迎政策利好 2024年增长态势有望延续

稀土产业供需两侧迎政策利好 2024年增长态势有望延续

2023年稀土市场需求略显疲软,但考虑到行业所受的政策影响强烈,预计2024年的需求将有所回暖,尤其是在低碳经济的大背景下,磁性材料作为节能环保的基石电子功能材料,展现出广阔的发展前景。

2024年01月10日
微信客服
微信客服二维码
微信扫码咨询客服
QQ客服
电话客服

咨询热线

400-007-6266
010-86223221
返回顶部