氫能源行業(yè)分析 我國對氫能行業(yè)的重視不斷提高 氫能源行業(yè)應(yīng)用前景廣闊2023

• 陳觀秋 2023年1月3日 來源：光明日報 437 22
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近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展成熟，以及應(yīng)對氣候變化壓力持續(xù)增大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，氫能已經(jīng)納入我國能源戰(zhàn)略，成為我國優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)和保障國家能源供應(yīng)安全的戰(zhàn)略選擇。氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的前置條件，也是消納我國可再生能源結(jié)構(gòu)性過剩的

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應(yīng)用廣泛的二次能源，能幫助可再生能源大規(guī)模消納，實現(xiàn)電網(wǎng)大規(guī)模調(diào)峰和跨季節(jié)、跨地域儲能，加速推進工業(yè)、建筑、交通等領(lǐng)域的低碳化。我國具有良好的制氫基礎(chǔ)與大規(guī)模的應(yīng)用市場，發(fā)展氫能優(yōu)勢顯著。加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是助力我國實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要路徑。

近年來，隨著氫能利用技術(shù)發(fā)展成熟，以及應(yīng)對氣候變化壓力持續(xù)增大，氫能在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注，氫能已經(jīng)納入我國能源戰(zhàn)略，成為我國優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)和保障國家能源供應(yīng)安全的戰(zhàn)略選擇。氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的前置條件，也是消納我國可再生能源結(jié)構(gòu)性過剩的技術(shù)選擇，并能帶動高端裝備制造業(yè)快速發(fā)展、促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)涵豐富，主要包括氫源、氫能儲存與輸送、氫能加注及氫安全等。我國氫源資源豐富多樣，包括化石燃料制氫、可再生能源制氫及工業(yè)副產(chǎn)氣制氫等;水電解制氫及變壓吸附提純氫等制氫技術(shù)與裝備發(fā)展成熟;氫安全技術(shù)發(fā)展緊跟國際先進水平，高壓氫氣瓶和儲罐技術(shù)已取得重大突破;氫能加注基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后于美國、日本及德國等發(fā)達國家，但近幾年來呈現(xiàn)快速遞增趨勢;氫能與燃料電池技術(shù)標準體系構(gòu)建完成，積極與國際接軌，標準對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用逐步顯現(xiàn)。

據(jù)《藍皮書》路線圖規(guī)劃，到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)將成為我國新的經(jīng)濟增長點和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將突破10000億元;加氫站數(shù)量達到1000座，燃料電池車輛保有量達到200萬輛，高壓氫氣長輸管道建設(shè)里程達到3000km，氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)標準體系完善程度迫近發(fā)達國家水平，氫能與燃料電池檢驗檢測技術(shù)發(fā)展及服務(wù)平臺建設(shè)形成對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效支撐。中國應(yīng)進一步推動氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

能源危機開啟了氫能開發(fā)和利用的探索之路

氫能作為一種替代能源進入人們的視野還要追溯到20世紀70年代。其時，中東戰(zhàn)爭引發(fā)了全球的石油危機，美國為了擺脫對進口石油的依賴，首次提出“氫經(jīng)濟”概念，認為未來氫氣能夠取代石油成為支撐全球交通的主要能源。1960年至2000年，作為氫能利用重要工具的燃料電池獲得飛速發(fā)展，在航天航空、發(fā)電以及交通領(lǐng)域的應(yīng)用實踐充分證明了氫能作為二次能源的可行性。氫能產(chǎn)業(yè)在2010年前后進入低潮期。但2014年豐田公司“未來”燃料電池汽車的發(fā)布引發(fā)了又一次氫能熱潮。隨后，多國先后發(fā)布了氫能發(fā)展戰(zhàn)略路線，主要圍繞發(fā)電及交通領(lǐng)域推動氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展;歐盟于2020年發(fā)布了《歐盟氫能戰(zhàn)略》，旨在推動氫能在工業(yè)、交通、發(fā)電等全領(lǐng)域應(yīng)用;2020年美國發(fā)布《氫能計劃發(fā)展規(guī)劃》，制定多項關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟指標，期望成為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的市場領(lǐng)導者。至此，占全球經(jīng)濟總量75%的國家均已推出氫能發(fā)展政策，積極推動氫能發(fā)展。

我國對氫能行業(yè)的重視不斷提高

我國氫能產(chǎn)業(yè)和發(fā)達國家相比仍處于發(fā)展初級階段。近年來，我國對氫能行業(yè)的重視不斷提高。

2019年3月，氫能首次被寫入《政府工作報告》，在公共領(lǐng)域加快充電、加氫等設(shè)施建設(shè);

2020年4月，《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》擬將氫能列入能源范疇;2020年9月，財政部、工業(yè)和信息化部等五部門聯(lián)合開展燃料電池汽車示范應(yīng)用，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵;

2021年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，統(tǒng)籌推進氫能“制—儲—輸—用”全鏈條發(fā)展;

2022年3月，國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》，氫能被確定為未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要載體，氫能產(chǎn)業(yè)被確定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向。

近年來，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，基本涵蓋了氫氣制—儲—輸—用全鏈條。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈分析

氫能產(chǎn)業(yè)鏈的上游為制氫，我國是世界第一產(chǎn)氫大國，氫氣產(chǎn)能約3300萬噸。根據(jù)制取過程的碳排放強度，氫被分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”?；覛涫侵竿ㄟ^化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣，在生產(chǎn)過程中會有大量二氧化碳排放;藍氫是在灰氫的基礎(chǔ)上，應(yīng)用碳捕集和封存技術(shù)，實現(xiàn)低碳制氫;綠氫是通過太陽能、風力等可再生能源發(fā)電進行電解水制氫，在制氫過程中沒有碳排放。目前，我國氫氣制取以煤制氫方式為主，占比約80%。未來，隨著可再生能源發(fā)電成本持續(xù)降低，綠氫占比將逐年上升，預計2050年將達到70%。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈的中游是氫儲運，高壓氣態(tài)儲運技術(shù)已商業(yè)化，是最為廣泛的氫能儲運方式。長管拖車運輸靈活性高，適用于短距離、小體量輸氫;液氫存儲和固態(tài)儲氫無需壓力容器，運輸便捷，是未來實現(xiàn)大規(guī)模氫能儲運的方向。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈下游為氫的綜合應(yīng)用，氫氣作為一種工業(yè)原料可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電子、醫(yī)療等領(lǐng)域，此外，氫氣還可通過氫燃料電池或氫內(nèi)燃機轉(zhuǎn)化為電能和熱能，可覆蓋社會生產(chǎn)生活的方方面面。到2060年，我國氫能需求預計達1.3億噸，其中工業(yè)需求占主導地位，占比約60%，交通運輸領(lǐng)域?qū)⒅鹉陻U大規(guī)模達到31%。

氫能源行業(yè)應(yīng)用前景廣闊

氫能在交通、工業(yè)、建筑和電力等諸多領(lǐng)域均有廣闊應(yīng)用前景。

在交通領(lǐng)域，公路長途運輸、鐵路、航空及航運將氫能視為減少碳排放的重要燃料之一?，F(xiàn)階段我國主要以氫燃料電池客車和重卡為主，數(shù)量超過6000輛。在相應(yīng)配套基礎(chǔ)設(shè)施方面，我國已累計建成加氫站超過250座，約占全球數(shù)量的40%，居世界第一。根據(jù)北京冬奧組委公布的數(shù)據(jù)，本屆冬奧會示范運行超1000輛氫燃料電池汽車，并配備30余個加氫站，是全球最大規(guī)模的一次燃料電池汽車示范應(yīng)用。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2022-2027年中國氫能源行業(yè)發(fā)展趨勢與投資咨詢報告》分析：

目前我國氫能應(yīng)用占比最大的領(lǐng)域是工業(yè)領(lǐng)域。氫能除了具有能源燃料屬性外，還是重要的工業(yè)原料。氫氣可代替焦炭和天然氣作為還原劑，可以消除煉鐵和煉鋼過程中的絕大部分碳排放。利用可再生能源電力電解水制氫，然后合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品，有利于化工領(lǐng)域大幅度降碳減排。

氫能與建筑融合，是近年興起的一種綠色建筑新理念。建筑領(lǐng)域需要消耗大量的電能和熱能，已與交通領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域并列為我國三大“耗能大戶”。利用氫燃料電池純發(fā)電效率僅約為50%，而通過熱電聯(lián)產(chǎn)方式的綜合效率可達85%——氫燃料電池在為建筑發(fā)電的同時，余熱可回收用于供暖和熱水。在氫氣運輸至建筑終端方面，可借助較為完善的家庭天然氣管網(wǎng)，以小于20%的比例將氫氣摻入天然氣，并運輸至千家萬戶。據(jù)估計，2050年全球10%的建筑供熱和8%的建筑供能將由氫氣提供，每年可減排7億噸二氧化碳。

在電力領(lǐng)域，因可再生能源具有不穩(wěn)定性，通過電—氫—電的轉(zhuǎn)化方式，氫能可成為一種新型的儲能形式。在用電低谷期，利用富余的可再生能源電力電解水制取氫氣，并以高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)、有機液態(tài)或固態(tài)材料等形式儲存下來;在用電高峰期，再將儲存的氫通過燃料電池或氫氣透平裝置進行發(fā)電，并入公共電網(wǎng)。而氫儲能的存儲規(guī)模更大，可達百萬千瓦級，存儲時間更長，可根據(jù)太陽能、風能、水資源等產(chǎn)出差異實現(xiàn)季節(jié)性存儲。2019年8月，我國首個兆瓦級氫儲能項目在安徽六安落地，并于2022年成功實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

同時，電氫耦合，也將在我國構(gòu)建現(xiàn)代能源體系中發(fā)揮重要作用。

從清潔低碳角度看，大規(guī)模電氣化是我國多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)降碳的有力抓手，例如交通領(lǐng)域的電動汽車替代燃油汽車，建筑領(lǐng)域的電采暖取代傳統(tǒng)鍋爐采暖等。然而，仍有部分行業(yè)是難以通過直接電氣化實現(xiàn)降碳的，最為困難的行業(yè)包括鋼鐵、化工、公路運輸、航運和航空等。氫能具有能源燃料和工業(yè)原料雙重屬性，可以在上述難以深度脫碳的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

從安全高效角度看，首先，氫能可以促進更高份額的可再生能源發(fā)展，有效減少我國對油氣的進口依存度;其次，氫能可以進行化學儲能和運輸，實現(xiàn)能源的時空轉(zhuǎn)移，促進我國能源供應(yīng)和消費的區(qū)域平衡;此外，隨著可再生能源電力成本的降低，綠色電能和綠色氫能的經(jīng)濟性將得到提升，被大眾廣泛接納和使用;氫能與電能作為能源樞紐，更容易耦合熱能、冷能、燃料等多種能源，共同建立互聯(lián)互通的現(xiàn)代能源網(wǎng)絡(luò)，形成極具韌性的能源供應(yīng)體系，提高能源供應(yīng)體系的效率、經(jīng)濟性和安全性。

報告對中國氫能源及各子行業(yè)的發(fā)展狀況、上下游行業(yè)發(fā)展狀況、競爭替代產(chǎn)品、發(fā)展趨勢、新產(chǎn)品與技術(shù)等進行了分析，并重點分析了中國氫能源行業(yè)發(fā)展狀況和特點，以及中國氫能源行業(yè)將面臨的挑戰(zhàn)、企業(yè)的發(fā)展策略等。報告還對全球的行業(yè)發(fā)展態(tài)勢作了詳細分析，并對行業(yè)進行了趨向研判。

想要了解更多氫能源行業(yè)詳情分析，可以點擊查看中研普華研究報告《2022-2027年中國氫能源行業(yè)發(fā)展趨勢與投資咨詢報告》。

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