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我国氢能产业链初具雏形 液氢运输或成主流 下游氢燃料电池汽车发展促产业成长

氢能产业链上游

氢能产业链上游为制氢。按照直接原料,制氢方式包括化石能源产氢、工业副产氢以及电解水制氢,其中化石燃料是中国最常见的制氢方式。按清洁程度,制氢途经分为灰氢、蓝氢和绿氢,其中灰氢具备天然成本优势,为主流技术。

氢能产业链上游为制氢。按照直接原料,制氢方式包括化石能源产氢、工业副产氢以及电解水制氢,其中化石燃料是中国最常见的制氢方式。按清洁程度,制氢途经分为灰氢、蓝氢和绿氢,其中灰氢具备天然成本优势,为主流技术。

资料来源:观研天下整理

氢能具有热值高、来源广、副产物只有水等优点,其作为清洁能源被寄予替代化石能源的厚望。近年来,在“碳达峰”和“碳中和”推动下,国内制氢项目投资大幅增加。截至2023年,国内已有9个省份公布35个氢能产业项目,总投资额超650亿。其中绿氢项目达到7项,商业化进程加快,产能有望进入高速增长期。

2023年各省氢能项目一览

省份 项目名称
广东 康明斯恩泽质子交换膜电解槽制氢装置研发生产基地项目(一期)国电投华南氢能产业基地(一期)宝钢湛江钢铁氢基竖炉系统项目(一步)东莞塘厦东益新能源汽车产业项目绿色化工和氢能产业园基础设施建设项目明阳智慧源集团总部基地项且广州石化安全绿色高质量发展技术改造项目现代汽车氢燃科电池系统/电堆建设项目
江苏 常熟示势能源氢能总部项目如东国华光氢储一体化项目
四川 成都市新都区厚普国际氢能产业集群一期项目
福建 泉港固态储氢系统活化及应用项目
宁夏 宁夏宝丰能源集团股份有限公司太阳能电解制氢储能及应用示范扩建项目宁夏鯤鹏清洁能源有限公司绿电制氢项目宁夏永利电子新材料有限公司光电制绿氢绿胺溶剂产业链延伸示范项目中广核灵武100万千瓦新能源高网制氢项目
山东 山东凯信重机有限公司制氢装备及关键零部件智能制造项目博远(山东)新能源科技发展有限公司年产300万套氢燃料电池金属双极板智能制造项目氢装上阵昌乐物联科技产业园项目山东东岳未来氢能材料股份有限公司500万n3/a全氟质子膜与0000/ aETFE及其配套化学品产业化项目鲁西化工集团股份有限公司轻经氢能综合利用项目烟台东德实业有限公司氢能核心装备产业园临沂钢投新能源有限公司氢能产业基地项目济南绿动氢能科技有限公司黄河流域氢能产业基地崔寨产业园二期项目
天津 华电重工机械c03车间转产氢燃料电池关键材料产线技术改造项目天津东丽氢能产业园及综合服务配套提升项目液化空气天津氢能源供应基地项目临港氢能产业低碳示范基地
河北 河北润丰低温高压储氢容器项目沧州天瑞航天氢能装备制造基地项目国华新能源风光氢储100万千瓦风光项目国电投滦源县300光伏制氢项目滦州美锦新能源14000m/h焦炉煤气制氢项目河北正元煤炭清洁高效综合利用项目
上海 彼欧新能源(上海)有限公司

资料来源:观研天下整理

氢能产业链中游

氢能产业链中游为储运以及加氢站建设环节。

1.氢能储运

根据观研报告网发布的《中国氢能行业现状深度分析与发展前景研究报告(2024-2031年)》显示,我国可再生能源制氢产能主要集中分布在三北地区,而氢能的主要消耗则处于内陆区域,因此氢气的长距离储运是氢能产业的重要环节。

按储存状态,氢气储存包括气态、液态以及固态运输。目前我国加氢站一般采用高压气态储氢,低温液态氢主要作为航天火箭推进器燃料,其储罐和拖车已在我国航天等领域应用,随着技术的不断成熟,液态储氢有望成为工业氢气的主要储存形式。

氢气储存方式分类

类别 低温液态储氢 高压气体储氢 固态储氢
优点 较压缩气体能量密度大、规模经济强,技术成熟 资本成本较低、使用灵活,技术成熟 能量密度高,安全、气体纯度高
缺点 液化资金成本高、为法化大量消耗电力、易蒸发 储氢能量密度低,资金成本波态储存高,高压气瓶安全问题 资金成本高、规模不经济
适用范围 数量大、储存期长,电力成本低或者直接应用液态氢 数量较小、短期、路程较短 气体数量最小、折中的重量体积
容量(kg) 100-200000 0-1000 0-100
效率(%) 70-80 86-90 <90(不确定)
成本主要构成因素 能源(50%)、资金(50%) 能源(25-50%),资金(25%-75%) 金属材料(75%》

资料来源:观研天下整理

按运输载体,氢气运输分为气氢拖车和管道运输(气态),液氢罐车和有机液氢运输(液态),固态氢运输。目前国内氢气主要依靠35MpaⅢ型储氢瓶的长管拖车式气态运氢。长管拖车的经济性主要受限于运输距离,适用于山东青岛等兼备丰富氢能资源以及下游需求的区域,其他产地与下游需求之间存在地域错配,油费、人工费以及过路费成本较高。而液氢运输成本对距离敏感性较低,主要由于通过提升液化装置的生产规模可有效降低单位能耗成本,因此形成大规模液氢工厂可有效降低液氢运输成本。在短期无法实现全面建立氢能网络的情况下,液氢运输或将成为主流,未来也有望成为管道运输灵活且具备经济性的辅助手段。

氢气运输方式分类

类别 管道 液态氢,公路运输 压缩氢,公路运输
优点 大运输量、高效率、可储存、可变成本小 运输量比压缩氢大、高效率 小批量运输
缺点 资本密度大 氢液化时产生费用、蒸发损失 运输量小、能源效率降低
适用范围 运输量大 距离长 运输量小,距离短
重量(kg) <10万公斤小时 4000公斤/卡车 <400公斤/卡车
距离 250km 50km 50km
所需能量 压气机 燃料 燃料

资料来源:观研天下整理

2.加氢站建设

加氢站由压缩系统、储存系统、加注系统组成,是氢能发展基础设施网络的重要组成部分。随着中石化、中石油等能源央企的入局,近年来国内加氢站数量明显增加。截至2023年H1,我国累计建成加氢站351座,全球占比达到32.2%。

加氢站由压缩系统、储存系统、加注系统组成,是氢能发展基础设施网络的重要组成部分。随着中石化、中石油等能源央企的入局,近年来国内加氢站数量明显增加。截至2023年H1,我国累计建成加氢站351座,全球占比达到32.2%。

数据来源:观研天下数据中心整理

氢能产业链下游

氢能产业链下游为氢燃料电池汽车应用环节。氢燃料电池汽车(HFCVs)是指使用氢燃料电池系统作为单一动力源或氢燃料电池系统和可充电储能系统作为混合动力源的车辆。在汽车领域,氢气通过与燃料电池结合形成动力总成来替代传统的内燃机。

氢燃料电池汽车在使用过程中只需补充氢气,整个行驶过程无污染,符合环保要求。国家能源战略下氢燃料电池汽车将成为商用车领域清洁能源发展的主要方向,其保有量将持续快速增长,为氢能发展提供重要动力。数据显示,截至2023年底,我国氢燃料电池汽车保有量达到12682辆,预计2025年氢燃料电池汽车保有量将超过10万辆。

氢燃料电池汽车在使用过程中只需补充氢气,整个行驶过程无污染,符合环保要求。国家能源战略下氢燃料电池汽车将成为商用车领域清洁能源发展的主要方向,其保有量将持续快速增长,为氢能发展提供重要动力。数据显示,截至2023年底,我国氢燃料电池汽车保有量达到12682辆,预计2025年氢燃料电池汽车保有量将超过10万辆。

数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)

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根据数据显示,2023年,我国半固态电池行业在新能源车汽车市场中乐观需求量达2.5GWh,渗透率为1%,保守需求量为1.7GWh,渗透率为0.7%;预计到2030年,我国半固态电池在新能源汽车市场中乐观需求量为90.0GWh,保守需求量为61.4GWh。

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2024年04月11日
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