國(guó)家相關(guān)扶持政策密集出臺(tái)，加速氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

　　

　　國(guó)家層面的氫能產(chǎn)業(yè)扶持政策密集出臺(tái)，氫能地位不斷提升。多省發(fā)布?xì)淠芗叭剂想姵剀嚠a(chǎn)業(yè)規(guī)劃，加速氫能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。自2019年以來北京、山東、河北、浙 江等省市相繼出臺(tái)氫能及燃料電池車發(fā)展規(guī)劃或扶持政策，并從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)數(shù)量、燃料電池汽 車、加氫站等方面明確階段目標(biāo)。

　　

　　2.氫能滲透率有望提升，長(zhǎng)期發(fā)展?jié)摿V闊

　　

　　氫能滲透率僅2.7%，至2050年需求有望達(dá)6000萬(wàn)噸

　　

　　據(jù)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與石油和化學(xué)規(guī)劃院的統(tǒng)計(jì)，2019年我國(guó)氫氣產(chǎn)能約4100萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量約3342萬(wàn) 噸，按照能源管理，換算熱值占終端能源總量份額僅2.7%。 至2050年，氫能在交通運(yùn)輸、儲(chǔ)能、工業(yè)、 建筑等領(lǐng)域廣泛使用，氫氣年需求量將提升至6000萬(wàn)噸，在我國(guó)終端能源體系中占比達(dá)10%，產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值 達(dá)到12萬(wàn)億；至2060年為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，氫氣年需求量將增加至1.3億噸左右，在我國(guó)終端能源體系 中占比達(dá)到20%。 至2050年氫能年需求量達(dá)6000萬(wàn)噸，可減排7 億噸二氧化碳。其中交通運(yùn)輸、工業(yè)領(lǐng)域、建筑及其他領(lǐng)域用氫占比分別達(dá)41%、57%、2%。

　　

　　3.生產(chǎn)-儲(chǔ)運(yùn)-加注-應(yīng)用構(gòu)成整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈

　　

　　三種主流制氫路徑，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為成熟

　　

　　氫氣目前主要由三種主流制取路徑：1）以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫；2）以焦?fàn)t煤 氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫；3）電解水制氫。我國(guó)氫能的生產(chǎn)利用已較為 廣泛，制成的氫氣主要應(yīng)用在工業(yè)原料或生產(chǎn)供熱中。 此外還有其他制氫方式包括生物質(zhì)制氫、太陽(yáng)能光催化分解水制氫、核能制氫等，但仍然處于試驗(yàn) 和開發(fā)階段，尚未形成工業(yè)化應(yīng)用。

　　

　　2019年我國(guó)化石能源制氫占比78%，煤制氫占據(jù)主導(dǎo)地位

　　

　　我國(guó)主要以煤炭為原材料，煤氣化制氫占據(jù)主導(dǎo)地位。 據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟及車百智庫(kù)數(shù)據(jù)，2019年中國(guó)氫氣產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，其中煤制氫產(chǎn)量2124萬(wàn)噸，占 比64%，工業(yè)副產(chǎn)氫708萬(wàn)噸，占比21%，天然氣制氫460萬(wàn)噸，占比14%，電解水制氫50萬(wàn)噸，占 比1%左右；據(jù)Hydrogen From Renewable Power 2017數(shù)據(jù)顯示，全球制氫中48%來自天然氣重整制 氫，30%來自石油制氫；18%來自煤制氫，4%為電解水制氫。（報(bào)告來源：未來智庫(kù)）

　　

　　三種主流制氫路徑及優(yōu)缺點(diǎn)比較

　　

　　國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段氫氣主要由化石能源制氫或副產(chǎn)氫獲得，為實(shí)現(xiàn)碳減排和化石能源替代的目標(biāo)，后續(xù)主 要有兩種發(fā)展路徑：1）發(fā)展藍(lán)氫，即在灰氫制作過程中結(jié)合CCUS降低碳排放，但化石能源制氫及 工業(yè)副產(chǎn)氫最多只能降低80%碳排放，更多是向綠氫轉(zhuǎn)變中的過渡階段。2）發(fā)展綠氫，即待可再 生能源占比提升電價(jià)成本下降后，全面推廣電解水制氫。

　　

　　化石能源制氫：煤制氫技術(shù)成熟，性價(jià)比高

　　

　　化石能源制氫以煤制氫和天然氣制氫兩種主要制氫方式為代表，是國(guó)內(nèi)最主流的制氫方式。煤制氫技術(shù)路 線穩(wěn)定高效，制備工藝成熟，也是成本最低的制氫方式，經(jīng)我們測(cè)算，在原料煤價(jià)格在800元/噸時(shí)，制氫成 本約為12.64元/kg。

　　

　　天然氣制氫為國(guó)外主流應(yīng)用，國(guó)內(nèi)天然氣制氫經(jīng)濟(jì)性低于海外。天然氣制氫技術(shù)中，是國(guó)外主流的制氫方式，其中蒸汽重整制氫較為成熟，經(jīng)我們測(cè)算，在天然氣價(jià)格為 0.838元/m3時(shí)，天然氣制氫的成本約為12.83/kg，其中天然氣原料成本占據(jù)總成本的70%以上。中國(guó)天然氣 資源供給有限且含硫量高，預(yù)處理復(fù)雜，制氫經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)低于國(guó)外。

　　

　　工業(yè)副產(chǎn)氫：氫能發(fā)展空間潛力亟待挖掘

　　

　　工業(yè)副產(chǎn)氫為生產(chǎn)化工產(chǎn)品的同時(shí)所得氫氣，主要有焦?fàn)t煤氣、氯堿化工、輕烴利用、合成氨醇等工業(yè)副 產(chǎn)氫。目前我國(guó)排空的工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量約為450萬(wàn)噸。其中，PDH以及乙烷裂解副產(chǎn)氫約為30萬(wàn)噸；氯堿副 產(chǎn)氫約為33萬(wàn)噸；焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫約為271萬(wàn)噸；合成氨醇等副產(chǎn)氫約為118萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)工業(yè)副產(chǎn)氫呈現(xiàn)向 下游利用發(fā)展的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)下游產(chǎn)品多元化。

　　

　　電解水制氫：成本分析——電價(jià)&設(shè)備折舊成本占比高

　　

　　電解水制氫成本主要包括：設(shè)備成本，能源成本（電力），原料費(fèi)用（水）以及其他運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等。能源成 本即電力成本占比最大，一般為40%~80%。設(shè)備成本：1）電解槽（電解電堆）：是電解水制氫系統(tǒng)的核心部分，成本占比約40%~50%，包含電池、 PTL、雙極板、端板和其他小部件，其中最核心的部分為膜電極組件；2）系統(tǒng)輔機(jī)：包括整流器、水凈化 單元、氫氣處理（壓縮和存儲(chǔ)）和冷卻組件，成本占比約50%-60%。

　　

　　截至2021H1我國(guó)累計(jì)建成加氫站146座，投運(yùn)比例超93%

　　

　　據(jù)香橙會(huì)研究院統(tǒng)計(jì)，截至2021年上半年中國(guó)累計(jì)建成146座加氫站（不含3座已拆除加氫站），其中已投 運(yùn)加氫站136座，已建成待投運(yùn)加氫站10座，在建加氫站71座，規(guī)劃建設(shè)加氫站117座。據(jù)日本次世代自動(dòng) 車振興中心數(shù)據(jù)，截止2021H1日本共有147座加氫站投入運(yùn)營(yíng)，位居世界第一位。從歷史數(shù)據(jù)來看，2016-2020年我國(guó)建成加氫站數(shù)量迎來快速增長(zhǎng)階段，2016-2019年每年建成的加氫站數(shù) 量均呈現(xiàn)翻倍增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2020年我國(guó)新建成加氫站51座，2021年上半年建成加氫站20座。

　　

　　廣東建成加氫站35座居首位，上海在建擬建加氫站突出

　　

　　截至2021年上半年，廣東省建成加氫站數(shù)量達(dá)35座，位居榜首；其次為山東、江蘇，加氫站數(shù)量分別為15 座、13座。同時(shí)貴州、海南等地實(shí)現(xiàn)了零突破，全國(guó)共有22個(gè)省市已布局加氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。 截至2021年上半年，上海市在建/擬建的加氫站數(shù)量達(dá)33座領(lǐng)先，其次為廣東、河北，在建/擬建加氫站數(shù)量 分別達(dá)27座、26座。 由此可得，山東、河北等地由于“氫進(jìn)萬(wàn)家”、北京冬奧會(huì)等示范項(xiàng)目的帶動(dòng)，加氫站布局速度加快，同 時(shí)其他非氫燃料電池汽車城市群示范的省市亦開始布局加氫站基礎(chǔ)設(shè)施，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。

　　

　　應(yīng)用：燃料電池是較為常見的終端應(yīng)用，交通領(lǐng)域優(yōu)先發(fā)展

　　

　　根據(jù)2021年1月8日召開的第三屆中國(guó)制氫與氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)，2020年我國(guó)產(chǎn)氫量超過2500萬(wàn)噸，基本 全部用于工業(yè)過程領(lǐng)域；根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)計(jì)，2060年氫氣需求量達(dá)1.3億噸，其中交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫 4051萬(wàn)噸（約總氫需求31%）。 燃料電池是氫能較為常見的終端應(yīng)用，也是氫能高效利用的重要途徑。中國(guó)氫能聯(lián)盟指出，美國(guó)、日本、 韓國(guó)等國(guó)家為全球燃料電池倡導(dǎo)者和領(lǐng)跑者，截至2018年底，全球氫燃料電池的裝機(jī)量超過2090.5MW，初 步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

　　

　　燃料電池類型眾多，示范應(yīng)用主要集中在物流、客車等商用車領(lǐng)域。

　　

　　根據(jù)燃料、載流子、電解質(zhì)化學(xué)成分物理形態(tài)等多種因素不同，燃料電池分為多種類型。質(zhì)子交換 膜燃料電池是研究和應(yīng)用熱點(diǎn)，主要用于燃料電池車，固體氧化物燃料電池也有相當(dāng)前景，主要用 于分布式發(fā)電。 當(dāng)前氫燃料電池的示范應(yīng)用主要集中在物流、客車等商用車領(lǐng)域。根據(jù)新能源汽車國(guó)家監(jiān)測(cè)與管理 平臺(tái)采集的數(shù)據(jù)，在產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼和國(guó)家政策的支持下，截至2019年底，國(guó)內(nèi)已接入平臺(tái)的氫燃料電池 汽共計(jì)3712輛，其中物流車占比60.5%，客車（公共客車、公路客車、通勤客車）占比達(dá)39.4%。乘 用車僅用于租賃，占比僅為0.1%。

　　

　　中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)針對(duì)乘用車&商用車燃料電池系統(tǒng)提出技術(shù)和規(guī)模目標(biāo)

　　中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)提出，對(duì)于乘用車燃料電池系統(tǒng)，2020-2025年技術(shù)性能持續(xù)提升，2030-2035年技術(shù)達(dá)到 規(guī)?；瘧?yīng)用水平；對(duì)于商用車燃料電池系統(tǒng)，2025年性能持續(xù)提升、系統(tǒng)成本持續(xù)下降、可靠性大幅提升、 實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用，2030-2035年全面達(dá)到產(chǎn)業(yè)化要求； 商用車用電池堆在耐久性、成本方面比乘用車要求更高，乘用車用電池堆在體積功率密度方面比商用車的目 標(biāo)要求高。 根據(jù)我國(guó)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》規(guī)劃，到2025年，新能源汽車銷量占總銷量的20%左右，氫燃 料電池汽車保有量達(dá)到10萬(wàn)輛左右；2030 年，新能源汽車銷量占總銷量的40%左右；到 2035 年，新能源汽 車成為主流，占總銷量的 50%以上，氫燃料電池汽車保有量達(dá)到 100 萬(wàn)輛左右。

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