氢能源产业深度研究报告:氢能产业已开启商业化进程,清氢社会,碳和未来

本篇报告作为我们氢能领域的首篇报告,主要分析了当前我国氢能产业各主要环节的经济性,从现状出发,展望未来氢能产业的发展趋势。

本篇报告作为我们氢能领域的首篇报告,主要分析了当前我国氢能产业各主要环节的经济性,从现状出发,展望未来氢能产业的发展趋势。

氢能产业已初步迈入商业化阶段

发展氢能产业有其必要性,有助于促成我国顺利达成双碳目标、降低能源对外依存度、增强能源体系的灵活性。当前中央和地方政府密集出台氢能产业支持政策, “制、储、运、用”成为氢能产业发展的四大环节。

从全球来看,发展氢能产业也已成为众多国家的发力方向,部分欧美国家走在发展前列。展望未来,可再生能源电解水制氢成本或将显著降低,化石能源制氢将逐渐被可再生能源制氢取代;加氢站等基础设施建设提速,前瞻产业研究院预测,2026 年全球加氢站数量或接近 2020 年的 4 倍;IEA报告显示,各国氢储能项目基本都预计在 2030 年前陆续启动。

氢能应用体系:能源属性越来越受关注

现阶段,氢气主要用作工业原料,但在发电、供热、交通燃料等领域有巨大发展潜力。目前,氢气作为能源的应用比例尚不足 1%。燃料电池汽车产业作为拓宽氢能应用领域的重要方向,当前正处示范推广期,商用车为当前主流。当前燃料电池汽车购置成本高企,燃料电池电堆成本尚高,未来可通过规模效应和技术改进来降低成本。作为燃料电池电堆的核心部件,膜电极出货量在过去几年稳步增长,国内厂商生产能力也已可满足产业化需求,未来重点在于提升性能、寿命和降低成本等方面。氢冶金用氢气取代碳作为还原剂和能量源炼铁,可以大幅降低炼铁过程中产生的二氧化碳排放,国内外氢冶金研究已有部分进展,未来富氢竖炉可能成为钢铁工业中的重要路线。氢能特别是绿氢在化工领域也可助推企业实现减碳目标,国内已有企业在氢化工领域展开实践。

氢能供应体系:清洁制氢模式或开启长足发展,多领域有待突破

氢能供应体系包括制氢、储运和加注等环节,直接决定了氢气的成本。其中,氢气的制取方式多样,化石能源制氢因技术成熟、成本低廉,为现阶段主流。但化石能源制氢的碳排放太高,可再生能源电解水制氢为最终发展目标,降低电解水制氢过程的用电成本为当前最有效的方式。远期内若利用可再生能源供电的电价下降到 0.15 元/kWh,对应碱性电解槽和质子交换膜电解槽制氢成本将分别下降到约 17、29 元/kg,与煤制氢+碳税、煤制氢+CCUS 或工业副产氢+PSA 提纯的成本接近。

储运方面,高压气态储运为当前主流,国内Ⅳ型车载储氢瓶尚在产业化早期,GGII 预计,随着我国燃料电池汽车不断推广,到 2030 年,储氢瓶需求量和市场规模年均增长有望超 60%。

加注方面,当前加氢站氢气使用成本尚高,压缩机、储氢瓶及加氢系统是外供氢加氢站建设成本中的主要部分,约占 60%,现场制氢加氢站还需额外考虑制氢系统成本。

总结来看,氢气作为理想的能源有其广阔的应用空间,但当前氢能产业链还存在①制取过程碳排放较高;②氢气纯度较低;③储运密度较低;④氢气成本较高;④商业模式不成熟等问题。针对上述问题,未来可关注①可再生能源发电成本;②电解槽、储氢瓶、燃料电池系统、压缩机等核心设备制造能力;③质子交换膜、催化剂等关键材料研发进展;④CCUS、电极涂布、纤维带压缠绕等工艺技术成熟度;以及其他氢能产业发展动向。

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