氫能產業鏈圖譜及發展情況分析

Insigne · 發表于 2023-7-21 10:49:16

氫能產業發展情況

從全球來看，早在20世紀70年代，日本和美國就開始探索氫能和燃料電池技術。近年來，受傳統化石能源價格波動以及氣候壓力增大影響，各國加大了低碳和綠色轉型發展的步伐，發展氫能成為世界各主要國家的共識。目前氫經濟的全球布局已經初步展開，全球直接支持氫能發展的國家約為50個，2019年，歐盟、韓國、日本、美國等紛紛制定、更新氫能發展路線，進一步加快氫經濟全球布局步伐。

圖3全球主要國家和地區氫能發展里程碑事件

來源：火石創造根據公開資料整理

從國內來看，我國已將碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，將氫能規劃為未來國家能源體系的重要組成部分、用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體、戰略性新興產業和未來產業重點發展方向。2022年3月，國家發改委、國家能源局聯合出臺《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》，不僅明確了氫是未來國家能源體系的組成部分，而且明確了氫能是發展戰略性新興產業的重點方向，是構建綠色低碳產業體系、打造產業轉型升級的新增長點。自《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》發布以來，各地方政府已累計發布70余項相關配套政策，構建了涵蓋科技創新、應用示范、基礎設施、產業布局等各環節的綜合氫能發展體系。截至2022年年底，我國規劃在建或已運營的氫能產業園約有60個，分布在中國超60%的省份中。

表2我國氫能產業園匯總

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03氫能產業鏈情況

圖4氫能產業鏈圖譜

來源：火石創造根據公開資料繪制

（一）氫能產業鏈上游

氫能產業鏈上游主要為制氫。主要有化石燃料制氫、工業副產氫、電解水制氫、光解水制氫和生物質制氫五種制氫方式。國外主要制氫方式為天然氣重整制氫，我國主要利用工業制氫，現有工業制氫產能約2500萬T/A，其中煤制氫產能約1000萬T/A，約占總量的40%，占比最大，成本最低，約為10-13元/公斤。其次是工業副產氫約800萬T/A，制氫成本約為10-16元/公斤。而電解水制氫的成本約為30-40元/公斤。對比五種制氫方式優缺點，隨著電解水制氫成本的持續下降，未來電解水制氫成為各國瞄準的方向和攻關重點。

表3制氫方式優缺點及成本

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（二）氫能產業鏈中游

氫能產業中游主要包括儲運氫和加氫站建設。儲運氫環節，主要有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固體儲氫和有機液體儲氫等方式。日本、美國和歐洲國家儲運氫產業化水平較高，氣氫儲運達70MPa，并且可以實現長距離液氫儲運；我國氣氫儲運大部分停留在35MPa水平，液氫尚不能實現路上運輸。此外，美國、歐洲已分別建成2600km、1500km的輸氫管道，中國僅100km。儲運氫環節成為我國氫能產業亟待攻克的環節。

表4儲運氫環節各儲存方法優缺點及成本

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在加氫站建設方面。截止到2021年底，日本擁有全球最多的加氫站，達159座。美國的加氫站數量逐年提升，到2030年將超過韓國、日本、中國數量的總和。我國計劃到2030年建設1500座加氫站，加氫站數量正穩步提升。未來，美國和亞洲將成為加氫站數量領先的國家和地區。

圖5全球主要國家加氫站建設情況氣泡圖

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（三）氫能產業鏈下游

氫能產業鏈下游包括燃料電池以及終端應用，其中燃料電池是核心也是最具發展潛力的環節。在燃料電池環節，日本、美國、韓國均已研發出氫燃料電池車輛并投放市場，我國氫燃料電池領域整體處于成長上升階段，與發達國家技術水平有一定差距，特別是燃料電池電堆和核心零部件、關鍵材料等核心技術，與發達國家相比相對落后，一些關鍵零部件和材料仍依賴進口。

表5國內外燃料電池系統技術指標對比

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在終端應用環節，氫能應用領域廣泛，交通領域是氫能應用的主要發力點。目前，我國燃料電池車產業處于導入期，國產燃料電池乘用車制造成本約在150萬人民幣左右，而國外燃料電池乘用車售價已經降至5.5-6萬美元。按照市區工況百公里電耗15-18千瓦時和油耗6-10升汽油測算，燃料電池乘用車成本需控制在30元/公斤和45元/公斤方具有競爭力。

除交通領域外，氫能還可應用于家庭供電、氫能煉鋼等領域。日本和德國在家庭供電方面發展勢頭良好。日本、德國、瑞典等還在探索“氫能煉鋼”項目示范。我國在交通領域的應用探索不斷向前，已經基本掌握了燃料電池車的核心技術，具備進行大規模示范運行的條件。但其他應用領域還與國際水平存在較大差距，在熱電聯供、天然氣與氫氣摻燒、加氣站摻氫供應等領域有較大發展空間。

表6國內外主要燃料電池乘用車比較

來源：火石創造根據公開資料整理