可再生能源制氢行业研究报告 :上下游产业双向驱动,释放可再生能源制氢发展潜力

2060 年左右,氢气年均总需求约 1.3 亿吨,可再生能源电解水制氢占比将超过 70%,将成为有效供氢主体。

❑ 新型电力系统构建及传统行业绿色转型双轮驱动,绿氢市场增量巨大

2060 年左右,氢气年均总需求约 1.3 亿吨,可再生能源电解水制氢占比将超过 70%,将成为有效供氢主体。以可再生能源为主体的电力系统长周期、大容量储能与调峰对可再生能源制氢产业的电力输出,叠加钢铁、化工、水泥、交通运输等行业通过与绿氢产业耦合释放大规模氢能消费需求潜力,将成为未来可再生能源制氢产业发展的两大主要驱动力。 

❑ 可再生能源发电装机增加助推可再生能源制氢占据氢能供应主体地位

结合我国未来可再生能源发电装机规模,2030 年,风电、太阳能发电总装机容量将达到 12-20 亿千瓦;2060 年风电、太阳能发电总装机容量将达到 66 亿千瓦,以 5%-10%配置电解水制氢装置测算,2030 年、2060 年可提供约 500 万吨、1 亿吨氢气,占碳中和氢能需求的 77%,支撑我国清洁氢供给结构需求。

❑ 高弹性、大功率 PEM 电解槽是可再生能源制氢的发展趋势

国家规划重点布局可再生能源电解水制氢及 PEM 电解槽技术攻关,提高转化效率及单台制氢规模是可再生能源制氢装置发展的主要趋势。离网制氢可有效提高电能利用效率、减少整流、并网等设备投资,适应可再生能源制氢大规模发展的需要,其对可再生能源功率波动的兼容性要求也将进一步推动 PEM 电解水制氢成为“绿电+绿氢”生产模式的主流发展趋势。

❑ 2025-2035 年有望实现可再生能源制氢与化石能源制氢平价,PEM 成本略有优势

现阶段 AWE 制氢成本相比于 PEM 具有 27%的优势。可再生能源制氢成本主要受固定成本、电价、运营时间的影响:

(1)2025 年,当电价为 0.3 元/kWh,在现有固定成本下可再生能源制氢成本约 17~25元/kg H2,与煤制氢+CCS 存在一定差距; 

(2)2025-2035 年,当电价下降到 0.2 元/kWh,可再生能源制氢成本开始下降至 15 元/kg H2,有望实现与煤制氢+CCS 平价; 

(3)2035 年之后,当电价成本降至 0.13 元/kWh 以下时,可再生能源制氢成本与煤制氢+CCS 相比具有一定竞争优势; 

(4)2050 年,PEM 制氢系统固定成本存在至少 75%的降本区间,在 0.1 元/kWh 的电价预期下,PEM 制氢成本达到 6-9 元/kg H2,与化石能源制氢(不含 CCS)相当或具有一定成本优势,与 AWE 制氢相比,略有优势。

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