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大有可為!氫能產業鏈各環節發展現狀盤點-每日熱議
2023-05-05 15:11:01 來源:火石產業大腦

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“高質量發展新底色”系列3,帶您了解氫能產業鏈各環節發展現狀。高質量發展新底色系列回顧:

開啟氫能時代!國內外重點政策盤點?


(資料圖片僅供參考)

“雙碳”戰略下,我國綠色低碳產業發展解析

01

氫能產業鏈圖譜

氫能作為二次能源,必須從一次能源轉換得到,再運輸至用能終端,轉化為電力、熱能或機械動力。因此,氫能主產業鏈可概括為“氫能制取、氫能儲運、氫能加注、氫能源能量轉化、氫能使用”等環節。其中,上游制氫、中游儲運氫和加氫、下游多元化應用場景,主要分布于交通、工業、發電以及建筑領域。氫能源主要應用在工業領域和交通領域中,建筑、發電等領域仍然處于探索階段。

圖1:氫能產業鏈圖譜

來源:火石創造繪制

02

氫能產業鏈各環節概況

1.制氫

從制氫市場規模來看,中國已成為全球最大的制氫國,總規模保持快速增長。2022年中國制氫產值規模達到4833億元,隨著國家對制氫產業的不斷支持及投入,預計到2026年我國制氫產值規模將達到7825億元。依托化石能源資源優勢,西北和華北地區是制氫生產主要區域。其中,內蒙和山東產量超過400萬噸,達到最大;新疆、陜西和山西產量超過300萬噸,而長三角、珠三角制氫產量較少。

從制氫結構來看,我國制氫以化石原料和工業副產氫為主,電解水制氫規模小,可再生能源制氫將成主導。2022年化石能源制氫、工業副產制氫、電解水制氫的產值規模分別為3271億元、1120億元、435億元;占比分別為68% 、23%、9%。根據相關數據預測,中短期中國氫氣來源仍以化石能源制氫為主,以工業副產氫作為補充,可再生能源綠氫制取占比將逐年升高;到2050年,由可再生能源綠氫約占70%、化石能源制氫占20%、生物制氫等占10%。

圖2:2017年-2026年中國制氫產值規模及預測(單位:億元)

來源:火石創造根據公開資料整理

圖3:2017-2026年中國各制氫方式產值規模及預測(單位:億元)來源:火石創造根據公開資料整理

從市場競爭格局來看,我國制氫規模市場格局分散,國家能源集團和中國石化是國內氫氣產量最大的兩家企業,合計占比30%,其他多為中小企業,制氫規模小。企業主要集中在化石能源等灰氫領域,綠色制氫領域企業布局較少,寶豐能源等綠氫制造企業具有先發優勢。寶豐能源是我國首家實現規模化生產綠氫的企業,目前已形成全球最大的3億標方綠氫/年、1.5億標方綠氫/年產能,計劃將通過以新能源制氫代替化石燃料制氫。

從制氫技術來看,質子交換膜、電解槽等核心技術尚未突破,高速率制氫設備還在研發階段。目前國內電解水制氫路線以堿性電解槽為主,主要是堿性電解槽技術路線成熟,成本具有顯著優勢。PEM電解槽由于成本高,商業推廣依然需要時間,且技術優勢不明顯。固體氧化物水電解槽采用水蒸氣電解,高溫環境下工作,能效最高,但尚處于實驗室研發階段。目前,電催化劑、質子交換膜、膜電極、雙極板等核心組件技術國內外差距較大,大量依賴外國進口。其中,質子交換膜作為PEM制氫技術的核心材料被國外企業占據主導,全球市場占有率超過90%。國內的質子交換膜制造企業面臨技術、市場、人才和資金的四大壁壘,目前山東東岳集團已研制出接近杜邦Nafion性能的產品,陽光電源與中國科學院大連化學物理研究所合作推出SEP50PEM電解槽,功率為250kW,是目前國內具備量產能力的PEM電解槽。

表1:中國制氫主要技術及優缺點比較對比

資料來源:火石創造根據公開資料整理

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