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能源矿产网报告 >> 氢能行业

一、氢能行业定义及分类

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二、氢能行业概况及现状

  氢气是一种优质的燃料,主要应用途径是燃料电池。当前燃料电池的主要应用场景包括交通运输、固定式应用以及便携式应用。下面进行氢能行业发展概况分析。

氢能行业发展概况分析

  氢能行业分析表示,从全球数据来看,2017年全球燃料电池的装机量增长了30%,达到670MW,移动类装机量455.7 MW,固定式装机量213.5 MW,便携式装机量0.5 MW。截至2017年12月,全球燃料电池乘用车销售累计接近6000辆。

  目前,我国氢能产业链中企业主要分布在燃料电池及零部件、应用等环节,而在氢能储运及加氢基础设施方面的发展较为薄弱。未来,氢能的储运将更为完善,到2050年全国加氢站将达到1万座以上。随着我国氢能产业加速发展,氢能的应用越来越广泛。

  在此背景下,氢气产量持续增长。据预测,2019年我国氢气产量将近2000万吨,到2020年将超2000万吨。随着氢能的进一步推广应用,氢能应用行业的工业产值预计将在2022年突破5000亿元。其中,2019年氢能应用行业工业产值或将接近4000亿元。

  随着我国氢能产业加速发展,氢能的应用越来越广泛,尤其在氢燃料电池汽车方面。氢能源汽车分为两种,氢内燃机汽车和氢燃料电池汽车。目前,发展较快的为氢燃料电池汽车。此前,中国汽车工程学会曾预测到2030年,我国氢能汽车产业产值有望突破万亿元大关。

  氢燃料电池汽车的快速发展带动产业链发展,同时形成京津冀、华东、华南以及华中四个区域性产业集群。四大氢能产业集群覆盖了氢能的制氢、储运及应用等领域。其中,氢燃料电池以及氢燃料电池车是重要的发展方向,并以此形成各自的产业配套、商业应用模式等。

  目前我国建成运营的加氢站在10座左右,分别位于北京、上海、郑州、深圳、大连、佛山、成都、常熟、六安等城市。不过,随着我国新能源汽车的发展,逐渐出现了一批做加氢站投资和运营的企业。以上便是氢能行业发展概况分析的所有内容了。

三、氢能政策及环境

  氢气是一种优质的燃料,主要应用途径是燃料电池。当前燃料电池的主要应用场景包括交通运输、固定式应用以及便携式应用。下面进行氢能行业发展政策分析。

氢能行业发展政策分析

  氢能行业分析表示,近年来,在燃料电池补贴不退坡的国家政策之下,各地涌现出了非常高涨的发展氢能的热潮。一些地方政府和产业基金加大了投资力度,开展燃料电池和氢能的工程化技术研发和示范,形势非常喜人。

  我国的制氢规模已居世界首位,煤气化制氢和碱性电解水制氢具有特色和优势,光催化和生物质制氢技术处于国际先进水平,但在可再生能源制氢技术等方面与国外相比有较大差距。在储氢方面,我国的储氢技术在国际上占有重要一席,固定式高压储氢技术和固态储氢材料研究处于国际先进水平,但在车载高压储氢及氢运输方面仍落后于国外先进技术。

  据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》,2020/2030 年氢能源产业链目标市场空间将分别达 3000/10000 亿元,能源形式利用氢规模将分别达到 720 亿立方米/年和 1000 亿立方米/年。国际氢能委员会预测到 2050 年全球氢能产业链产值将达到 2.5 万亿美元,占能源比重约为 18%。

  氢能源被认为是最有前途的零污染能源。氢气是一种良好的能源载体和化工原料,可通过燃料电池把化学能转换为电能,具有来源丰富、零污染、热值高、能量密度高的特点,能有效满足汽车、航空航天等轻量化发展需求,减少石油资源依赖。在常见燃料中,氢的热值(142KJ/g)约是汽油的 3 倍,乙醇的 5 倍。在储能材料中,氢的质量能量密度约是锂电池的100 倍,LNG 的 3 倍。

  氢能源是支撑未来能源清洁转型的二次能源,也是实现电力、热力、液体燃料等各种能源品种之间转化的媒介。当前能源体系主要由电网、热网、油气管网共同构成,凭借燃料电池技术,氢能可以在不同能源网络之间进行转化,可同时将可再生能源与化石燃料转化成电力和热力,也可通过逆反应产生氢燃料替代化石燃料或进行能源存储,从而实现不同能源网络之间的协同优化。

  在氢能产业发展的过程中,目前依然面临着“谈氢色变”的问题。全球学术界和产业界已形成共识,只要按照标准来发展氢能产业,安全程度是可保障的。目前氢能方面的标准已经超过21项,但远远不能满足产业发展的需求,而没有相应基础标准的支撑,新产品推广就会受限。以上便是氢能行业政策分析的所有内容了。

四、氢能统计数据

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五、氢能竞争分析

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六、氢能产业布局

  在目前已知的所有能源中,最为清洁的是氢能,氢气使用过程产物是水,可以真正做到零排放、无污染,被看做是最具应用前景的能源之一,或成为能源使用的终极形式。下面进行氢能行业产业布局分析。

氢能行业产业布局分析

  氢能行业分析表示,近年来,我国正在加快发展氢能产业,利好政策相继推出,氢能产业得到政策的支撑前景广阔。目前,我国氢能产业链中企业主要分布在燃料电池及零部件、应用等环节,而在氢能储运及加氢基础设施方面的发展较为薄弱。

  未来,氢能的储运将更为完善,到2050年全国加氢站将达到1万座以上。随着我国氢能产业加速发展,氢能的应用越来越广泛。在此背景下,氢气产量持续增长。据预测,2019年我国氢气产量将近2000万吨,到2020年将超2000万吨。

  中国发展氢能的优势在于具有良好的制氢基础与大规模应用市场空间,我国现有工业的制氢产能已达到2500万t,2018年中国弃风、弃光、弃水总电量约为1022.9千亿kW·h,国内化工行业还存在部分无法循环利用的副产氢,均可提供大规模氢源。

  同时,中国拥有全世界最大的汽车新能源汽车市场,在民用车之外,矿山港口重型车、物流车、重柴油车、轨道交通、船舶及岸电设施、甚至航空器,这些都是未来氢能创新应用的方向,中国已具备大规模氢能利用的供氢条件与市场空间。

  自2017年以来,中国氢能产业呈现爆发式发展,现阶段中国的应用市场主要以燃料电池大巴车与物流车为主,为了满足车辆应用示范,各地已开始大规模规划并建设保障性加氢站,截至2019年3月,中国已投产加氢站数量达到25座(包括两座内部整改站),较2017年增加14座。

  当前氢能以及氢燃料电池产业前景备受关注,对此中国机械工业联合会执行副会长张克林表示, “氢能燃料电池是全新的产业领域,它的发展和成熟将对未来的能源和动力体系产生颠覆性影响,涉及工业和经济的各个领域,因此,相关部门要充分调研,谨慎决策,选择有效的路径和发展措施,推动产业的发展。以上便是氢能行业产业布局分析的所有内容了。

七、氢能技术特点

  2017年年底,全球共有328座加氢站,欧洲拥有139座正在运行的加氢站,亚洲拥有118座,北美拥有68座。在氢能和燃料电池发展方面,我国一直紧随世界发达国家的脚步。以下对氢能行业技术分析。

  氢能行业技术分析,煤炭、柴薪碳氢比为1:1,石油碳氢比为1:2,天然气碳氢比为1:4,氢能行业分析指出,碳氢比越来越高,能源的转化历史就是减碳增氢的过程,而氢气的碳氢比是正无穷。

氢能行业分析

  氢是一种来源广泛且无污染的能源载体,它可以由电力和水转化而来,也可以由化石能源转化或者裂解而来,使用方式多元,可以用于燃料电池技术发电,使用过程中不产生污染物,比电力易储存。无序竞争、加氢站发展缓慢、成本高、缺乏核心技术等都制约着氢能产业的发展。建议要积极采取有效措施,推动产业的健康快速发展。现从四大发展障碍来分析氢能行业技术。

  一是成本障碍。氢能行业技术分析,高成本是制约燃料电池产业化的关键因素。燃料电池成本中占比最高的是燃料电池组,其次是氢燃料罐和电池配件。如果未来要实现燃料电池商业化,并与内燃机、锂离子电池汽车进行竞争,降低燃料电池的铂催化剂、电解质膜和双极板三个关键部件的成本势在必行。此外,其他燃料电池配件价格也是燃料电池成本居高不下的因素。

  二是氢的来源。氢能行业技术分析,传统工业制氢的方法以化石原料制氢、或者采用电解水制氢。分散小规模制约氢能应用。从成本角度来看,在燃料电池推广初期,应以分散式制氢为主,可进一步控制成本,且使用便利。但随着未来燃料电池规模化发展,对大规模制氢需求、集中制氢的成本和环保优势将会进一步突出。

  三是氢基础设施。氢能行业技术分析,燃料电池汽车的推广,其中最主要的制约因素是缺乏加氢站等配套设施,带来加氢困难,加氢站高昂的建设成本和燃料电池汽车数量不多也使得建设加氢站的驱动力不足,虽然加氢站建设已列入氢能应用规划中,但还远远不足以满足燃料电池产业化推广的要求。

  四是氢储运与安全。通常氢气以三种形态存储和运输:高压气态、液态和氢化物状态。短期内,高压罐储氢仍是主要氢气储存运输手段。氢能行业技术分析,从长期来看,更需要具备高储氢容量、高安全性、吸/放氢速率快、长寿命和低成本的储氢材料。但轻质储氢材料、有机液态储氢材料等低压或常压储氢材料技术水平制约着新型储运技术的发展,成为氢能推广应用的瓶颈。

  氢能行业技术分析,目前,我国氢能产业刚刚起步,和其他产业一样,在发展壮大的过程中不可避免的会遇到一些问题,但是随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展,随着国家对氢能产业的加强重视和企业的自我提升,在以市场为导向、以企业为核心、产学研协同创新的驱动模式下,对于推进氢能产业发展,实现燃料电池产业化,构建良好产业生态起到积极作用。

八、氢能市场分析

  目前中国氢燃料电池行业尚未进入商业化阶段,截止至2017年中国氢燃料电池出货量增长至16MW左右,同比2016年的13.5MW增长了18.5%。下面进行氢能行业市场现状分析。

氢能行业市场现状分析

  氢是二次能源,能通过多种方式制取,资源制约小,利用燃料电池,氢能通过电化学反应直接转化成电能和水,不排放污染物,相比汽柴油、天然气等化石燃料,其转化效率不受卡诺循环限制,发电效率超过 50%,是零污染的高效能源。

  当前能源体系主要由电网、热网、油气管网共同构成,凭借燃料电池技术,氢能可以在不同能源网络之间进行转化,可以同时将可再生能源与化石燃料转化成电力和热力,也可通过逆反应产生氢燃料替代化石燃料或进行能源存储,从而实现不同能源网络之间的协同优化。

  站在新能源绿色环保的风口上,新能源汽车成为未来发展的方向,电动汽车成为目前行业主流。但由于电池生产制造过程中面临的资源和技术因素的限制,导致电动汽车的续航里程无法实现更大程度的突破。出于资源储备量和技术研发等考虑,氢燃料电池成为一些企业新能源汽车研发路线的另一种选择。

  目前氢燃料电池汽车在新能源汽车行业中规模很小,并未占据较大的市场份额。与此同时,中国氢气年产量已逾千万吨规模,位居世界第一大产氢国,2011年我国氢气产量已达1407万吨,2012年我国氢气产量约为1600万吨,截止至2017年我国氢气产量增长至1915万吨,年均增长率约为3.66%。

  从制氢的方式来看,目前,制氢技术主要有传统能源和生物质的热化学重整、水的电解和光解。全球96%的氢气来源于传统能源的热化学重整,还有4%来自于电解水,其中,天然气制氢是现今最主流的形式。

  但是,由于煤气化制氢和天然气重整制氢的CO₂排放量均较高,对环境不友好,即化石燃料制取氢气不可持续,不能解决能源和环境的根本矛盾。而电解水制氢是可持续和低污染的,有望成为未来氢气制取的主流方式,未来发展空间更为广阔。以上便是氢能行业市场现状分析的所有内容了。

九、氢能发展趋势

  近年来,氢能源产业发展提速,随着下游应用的逐步推广,氢能源产业链日趋完善。但从产业链各个环节来看,目前,制氢和储氢环节的技术难度更高,是产业发展的关注焦点。下面进行氢能行业发展趋势分析。

氢能行业发展趋势分析

  氢能行业分析表示,从制氢的方式来看,目前,制氢技术主要有传统能源和生物质的热化学重整、水的电解和光解。全球96%的氢气来源于传统能源的热化学重整,还有4%来自于电解水,其中,天然气制氢是现今最主流的形式。

  但是,由于煤气化制氢和天然气重整制氢的CO₂排放量均较高,对环境不友好,即化石燃料制取氢气不可持续,不能解决能源和环境的根本矛盾。而电解水制氢是可持续和低污染的,有望成为未来氢气制取的主流方式,未来发展空间更为广阔。

  目前,在主流制氢方法中,煤气化制氢的成本最低,而电解水制氢成本远高于石化燃料,高达5.2美元/千克。此外,相对于石油售价而言,煤气化制氢和天然气重整制氢已经存在一定的利润空间,而电解水制氢远未实现盈利,故影响了该技术在市场上的应用推广。

  具体来看,电解水制氢成本主要来源于固定资产投资、电价、固定生产运维等开支,其中电价占其总成本的7成以上,是造成电解水成本高的主要原因。近年来,电价成本不断走低,有助于电解水制氢成本的大幅下降,进而助推电解水制氢技术的推广普及。

  随着我国氢能产业加速发展,氢能的应用越来越广泛,尤其在氢燃料电池汽车方面。氢能源汽车分为两种,氢内燃机汽车和氢燃料电池汽车。目前,发展较快的为氢燃料电池汽车。此前,中国汽车工程学会曾预测到2030年,我国氢能汽车产业产值有望突破万亿元大关。

  氢燃料电池汽车的快速发展带动产业链发展,同时形成京津冀、华东、华南以及华中四个区域性产业集群。四大氢能产业集群覆盖了氢能的制氢、储运及应用等领域。其中,氢燃料电池以及氢燃料电池车是重要的发展方向,并以此形成各自的产业配套、商业应用模式等。

  随着人们对环保问题的重视,发展清洁能源将成为主流趋势。氢能在工业生产、医疗健康、能源发电等方面均有应用,随着这种清洁能源的推广,未来发展前景可观。以上便是氢能行业发展趋势分析的所有内容了。

十、氢能投资分析

  氢是所有元素中最轻的,在常温常压下为气态,密度仅为0.0899kg/m3,是水的万分之一,因此其高密度储存一直是一个世界级难题。氢能要真正成为主导,还需要适合中国特点的政策,有些产业链技术还需要评估经济性,比如制氢技术路线、储氢罐等。以下对氢能行业投资分析。

  氢能行业投资分析,对比几种主要制氢技术的成本,煤气化制氢的成本最低,为1.67美元每千克,其次是天然气制氢2.00美元每千克,甲醇裂解3.99美元每千克,成本最高的是水电解,达到5.20美元每千克。氢能行业分析指出,相对于石油售价,煤气化和天然气重整已有利润空间,而电解水制氢成本仍高高在上。

氢能行业分析

  氢能作为能源载体,可在新能源制氢补充发电、燃料电池汽车、分布式发电等领域发挥重要作用。应用场景的多样性,将促使电力、供热和燃料能源系统之间形成相互交叉的应用网络,从而大幅降低氢能的使用成本。现从三大方向来分析氢能行业投资。

  氢能行业投资从制氢环节上看,现有制氢技术大多依赖煤炭、天然气等一次能源,经济、环保性问题依然突出。利用核能、生物质气化制氢尚不成熟,利用太阳能或风能等可再生能源则存在效率低、综合成本高等问题。

  氢能行业投资从储氢环节上看,虽然加压压缩储氢技术、液化储氢技术、金属氢化物储氢技术和有机化合物储氢技术均取得了较大进步,但储氢密度、储氢安全性和储氢成本之间的平衡关系尚未解决,离大规模商业化应用还有一定差距。

  氢能行业投资从用氢环节上看,氢燃料电池汽车规模不足,导致加氢站建造成本居高不下、难以大规模铺设,加氢站数量不足反过来又导致用户难以选用氢燃料电池汽车。总体来看,用氢环节的便利性和成本控制难以兼顾。

  氢能行业投资分析,氢能利用产业正加速发展,受到世界发达国家政府和企业的高度重视,已成为世界经济新的增长点。我国发展氢能与燃料电池产业具有一定基础。从“十五”开始,科技部通过“973”计划、“863”计划和“科技支撑计划”三大计划持续对氢能与燃料电池领域进行支持,形成了以大学研究院所为主,涵盖制氢、储氢、输氢、氢安全以及燃料电池技术的初步的技术研发体系。

十一、氢能行业资讯

  面对能源安全、环境保护等压力,发展氢能已成为能源转型共识。氢能源成为各地产业布局的新亮点,不少地方纷纷推出氢能产业规划方案,产业发展不断提速。

  氢能产业链条构建完整

  发展氢能是我国能源转型的重要路径,各地布局相关产业也是在为能源转型提前铺路。业内专家告诉记者,氢能是指在以氢及其同位素为主导的反应中,或者氢在状态变化过程中所释放出的能量,具有来源广、可储存、用途多、零碳零污染及能量密度大等特征,可发电、可供热,还可作为交通工具燃料。同时,氢还是一个稳定介质,通过可再生能源制氢,可将不稳定的可再生能源变得稳定。

  氢能量密度是汽油的3倍,是锂电池的130倍,这让氢能燃料在替代过程中的比重不断增加。统计显示,目前国际制氢年产量6300万吨左右,中国每年产氢约2200万吨,占世界氢产量的三分之一,成为世界第一产氢大国。

  在氢能及燃料电池领域,我国已经初步形成从基础研究、应用研究到示范演示的全方位格局,布局了完整的氢能产业链,涵盖制氢、储运、加注、应用等4个环节。以制氢环节为例,目前主要包括煤炭气化、天然气、甲醇重整、水电解等制氢方法。未来,“可再生能源+水电解制氢”将成大规模制氢发展趋势。

  同时,中国燃料电池车产量逐年增加。国际氢能协会提供的数据显示,2017年中国共有8个品牌、10款车型的燃料电池汽车在产,总产量为1272辆,较2016年同比增长102.2%。2018年,中国燃料电池车产量达到1619辆,其中燃料电池专用车909辆、大客车710辆。

氢能资讯

  氢能源市场化尚需时间验证

  政策暖风劲吹之下,许多企业也加速跑马圈地。去年国家能源集团发起并牵头成立了中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟,国家电网等十几家央企参与其中。今年两会期间,中核集团表示与清华大学、宝武集团等国内主要相关单位,联合开展了核能制氢与氢能冶金结合的前期合作。

  多个上市公司近期也密集披露“涉氢”计划。鸿达兴业近日公告,子公司乌海化工在乌海市海南区海化工业园建设的第一座加氢站于日前投入使用。此前其与乌海市政府签署了《氢能项目战略合作协议》,拟在乌海开展氢能技术及应用研究,打造氢能城市。该公司还将利用中石化内蒙古分公司现有网点增添加氢功能及加氢站的建设工作。

  长盈精密公告称,公司拟在深圳投资设立全资子公司深圳市长盈氢能动力技术有限公司,注册资本1亿元,经营范围包括氢燃料电池金属极板的研发、生产和销售等。中泰股份、开尔新材等上市公司也表示,要成立公司布局氢能源行业。

  据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》预计,到2020年,中国氢燃料电池车辆将达到1万辆;到2030年,氢燃料电池车辆保有量将达到200万辆,占全国汽车总产量的比重约5%,氢燃料电池汽车产业产值有望突破万亿元大关。

  不过,业内人士也指出,作为新兴产业,氢能源市场化应用尚需时间验证,燃料电池车在成本、技术及配套设施建设方面还有待突破。

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