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行業要聞

中國氫能產業發展現狀與未來分析

  一、氫能產業已經初具雛形

  1 氫氣產能不斷提高

  根據中國煤炭工業協會數據,2021年我國氫氣產能約4000萬噸/年,產量3300萬噸,產量同比增長32%,達到工業氫氣質量標準的約1200萬噸,我國已經成為世界第一產氫大國。目前,我國主要以煤製氫、工業副產氫為主,煤製氫技術成熟,製氫工藝體係和產業鏈條相對完整,各製氫技術占比分別為:煤製氫63.6%,天然氣製氫13.8%,工業副產製氫21.2%,電解水1% 。

  2 氫能儲運多點突破

  高壓氣態儲運技術是目前我國最為廣泛的氫能儲運方式,其技術相對成熟、基礎設施依賴度較小。管道輸氫可實現大規模、常態化、低成本的氫氣長途運輸,是未來氫氣儲運體係的重要組成部分。液氫存儲和固態儲氫基本無需壓力容器,運輸便捷,處於示範階段,是未來實現大規模氫能儲運的方向。預計到2025年,液態儲運和管道儲運的方式將得到進一步發展。

  3 加氫網絡逐步形成

  據國家能源局數據,截至2022年6月,全國已建成加氫站超270座,加氫站數量位居世界第一。從省市分布看,廣東建成的加氫站最多,累計達到30座,山東11座排在第二位,上海10座位居第三。

  4 氫能應用場景廣泛

  氫氣作為一種工業原料,可廣泛應用於石油、化工、网信快3等領域。預計到2060年,我國氫能需求可達1.3億噸,其中工業需求占比約60%,交通運輸領域達到31%。

  在交通領域,氫燃料電池汽車市場進入商業化初期。燃料電池汽車示範應用城市群初步形成“3+2”格局。示範期內推廣燃料電池汽車總量超過37000輛。氫燃料電池汽車產銷逐年上升,市場進入商業化初期。中國汽車工業協會的數據顯示,截至2021年底,我國氫燃料電池汽車年銷量1586輛,保有量8938輛。預計到2030年、2060年,氫燃料電池車年銷量將分別達到29萬輛、200萬輛。

  在工業領域,氫能网信快3、綠氫化工項目加速落地。氫能网信快3——目前,氫能在鋼鐵領域的應用主要是在富氫高爐冶煉、氫基直接還原、富氫熔融還原以及富氫燒結等方向。綠氫化工——氫能主要應用在合成化學品、加氫煉化和合成燃料等方麵,在這些領域實現綠氫對灰氫的替代可大幅降低化工行業碳排放。

  在建築領域,“氫進萬家”探索社區氫能應用新模式。氫能在建築領域的應用與傳統能源相類似,主要探索應用於空間供暖、製冷、烹飪和備用能源等。應用方式主要包括燃料電池熱電聯產/熱電聯供和天然氣管道摻氫。鑒於氫能製取、儲存、運輸尚未實現規模化,氫能在建築領域暫無明顯優勢。

  5 產業集聚效應初顯

  目前我國氫能產業逐步形成“東西南北中”五大發展區域,並逐漸輻射到周邊地區。分別是東部早期燃料電池車研發與示範區域、西部可再生能源製氫和燃料電池電堆研發區域、南部燃料電池車大規模示範和加氫網絡規劃成熟區域、北部燃料電池電堆和關鍵零部件研發區域,以及中部燃料電池零部件研發和客車大規模示範區域。

  6 大型央企陸續入局

  大型央企的陸續入局給氫能產業走向成熟提供了重要支撐。據不完全統計,目前超過三分之一的央企發揮各自產業優勢,已經在製定包括製氫、儲氫、加氫、用氫等全產業鏈的布局,並取得了一批技術研發和示範應用的成果。在氫能產業鏈上遊,2022年上半年,中石化、中石油、中海油、國家電投等央企國內落地的製氫項目已有18個。在氫能產業鏈中遊,國家電投、東方電氣等央企則側重於研發氫燃料電池及其核心部件,突破了核心技術。在氫能產業鏈下遊,東風集團、一汽集團和中國中車等在燃料電池汽車方麵進行了深度布局。

  二、政策支持產業發展提速

  1 頂層設計持續推進

  2019年,氫能首次被寫入政府工作報告。2020年9月,財政部、工業和信息化部等五部門聯合開展燃料電池汽車示範應用。2020年4月能源局發布《中華人民共和國能源法(征求意見稿)》,氫氣能源屬性正在明確。2021年3月,《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》首次把氫能產業寫入“五年規劃”。2021年10月,中共中央、國務院印發《關於完整準確全麵貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,統籌推進氫能“製-儲-輸-用”全鏈條發展。2022年3月,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》,氫能被確定為未來國家能源體係的重要組成部分和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。

  2 政策體係逐漸建立

  據不完全統計,2006年至今,我國發布國家層麵氫能相關政策80餘項。從整體上來看,我國氫能政策主要可以分為起步階段、推廣階段和快速發展階段三個階段,各階段的產業政策及主要特點是:起步階段(2006-2015年),氫能產業政策主要側重於以氫燃料電池等前沿技術的研發;推廣階段(2016-2018年),氫能產業政策從燃料電池延申到製儲運用全產業鏈研發;快速發展階段(2019年至今),明確將氫能納入我國能源戰略體係,列為前沿科技和產業變革重要領域,穩步推進氫能多元化示範應用。

  3 區域政策密集落地

  目前,全國已有30個省(市、自治區)均把氫能寫入“十四五”發展規劃中,北京、上海、內蒙古、天津、河南等十多個省(市、自治區)發布氫能源相關專項規劃。值得一提的是,北京、上海、內蒙古和山東等四個省(市、自治區)明確提出“2025年氫能產值千億”的目標。此外,保定、濮陽、寧波、嘉興等多個地級市也陸續發布了近百項氫能產業專項發展規劃。

  4 標準規範產業發展

  2020年,全國氫能標委會基於氫能技術進展和產業需求,係統構建了氫能全產業鏈標準體係,包括基礎與通用、氫安全、氫製備、氫儲存、氫輸運、氫加注、氫能應用等七個子體係,全麵梳理國內外氫能標準進展,編製了標準體係表,為全麵推動氫能標準化工作提供指導。根據國家標準全文公開係統統計,截至目前,我國氫能領域已發布相關標準101項,基本涵蓋製、儲、運、加、用全產業鏈。

  三、氫能產業發展前景光明

  在政策助力、企業投入加大、產需逐步形成合力的推動下,我國氫能產業發展前景光明。

  1 氫能需求將持續增長

  根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書2020》估算,2030年我國氫氣年需求量將達3715萬噸,在終端能源消費中占比約5%;2050年,氫氣年需求量將達6000萬噸,氫能在中國終端能源體係中的占比將達到10%,產值將達到1萬億元,氫能成為終端能源體係的消費主體;2060年增加至1.3億噸左右,可再生能源製氫占比70%,終端能源消費占比為20%。

  2 可再生能源製氫規模化發展

  我國可再生能源裝機居全球第一,我國電解水製氫能力每年可達到9億立方米,製氫成本降至25元/千克。隨著可再生能源大規模推廣,製氫成本有望持續下降。預計到2025年,可再生能源製氫成本將在目前的水平上降低35%-50%,2050年降幅可達60%。

  3 多元化示範應用場景不斷拓展

  未來隨著更多氫能投資項目落地,產業協同效應將逐步凸顯,氫能將在交通、儲能、工業等領域實現多元應用。

  四、產業發展依然麵臨挑戰

  一是政策體係仍需完善,協調合作機製亟需明確。氫能產業化發展政策保障體係與實施路線圖仍需進一步探索。與此同時,我國氫能產業尚未全麵建立產業垂直管理與監管體係,多部門多領域協調合作機製尚不完善。

  二是氫能供應鏈不完備,商業化應用仍存在差距。首先是氫氣資源分布與氫燃料電池汽車示範分布不匹配。其次是氫能運輸效率較低。最後是加氫站總體數量較少,建設運營成本偏高,建設和運營經驗不完善。

  三是產業創新能力不強,關鍵製備工藝亟需提升。氫能產業關鍵零部件主要依靠進口,燃料電池的關鍵材料包括催化劑、質子交換膜以及炭紙等材料大都采用進口材料;關鍵組件製備工藝亟需提升,膜電極、雙極板、空壓機、氫循環泵等和國外先進水平存在較大差距。

  四是氫能成本居高不下,綠氫發展存在多重障礙。從製氫環節看,現有製氫技術經濟性和環保風險依然存在;從儲氫環節看,儲氫密度、安全性和儲氫成本之間的平衡關係尚未解決,離大規模商業化應用還有距離;從用氫環節看,建設加氫站、輸氫管道所需關鍵零部件沒有量產的成熟產品,建設成本過高。綠氫項目在落地過程中仍麵臨技術、成本、基礎設施及政策保障等方麵的阻礙。

  五是氫能建設跟風冒進,各地區間產業協同欠佳。地方把氫能產業作為重要的新動能培育,競爭加劇,缺少氫能產業鏈上、中、下遊的統籌。地方已建成(或規劃)氫能產業園區30餘個,規劃的燃料電池、車、站數量超出市場容量,存在產能過剩風險。

  六是標準體係尚不健全,相關規範亟需盡快製定。各地在氫能發展過程中由於標準的不統一給地方帶來了管理歸屬不統一的問題。涉及氫能相關環節的規劃、安全、標準、項目核準等沒有明確主管部門。

  五、氫能產業發展措施建議

  氫能產業發展是一項涉及麵廣、綜合性強的係統工程。筆者認為,國家層麵氫能產業政策發展措施如下:

  一是繼續完善氫能產業頂層設計。從國家層麵統籌協調、完善相關政策體係,化解政策瓶頸和法律法規限製。首先加快出台國家氫能發展“1+N”政策支撐體係,製定詳細的氫能產業發展路線圖。其次明確氫能產業主管部門,建立完善的氫能基礎設施審批、建設和驗收流程,加強對氫氣製取、儲運、加注、應用等各個環節的安全監管。

  二是持續推動關鍵核心技術攻關。持續推動氫能關鍵核心領域技術攻關,助力創新鏈與產業鏈協同發展。建立科學長效的產業發展扶持與激勵政策,加強產業薄弱環節政策支持和引導,鼓勵自主創新,突破核心材料和關鍵技術瓶頸。

  三是鼓勵探索氫能多元利用模式。鼓勵各地因地製宜探索氫能多場景、高效利用新模式。從國家層麵統籌協調各地發展節奏,統籌推進氫能產業多元化示範,形成區域間協同創新、產業互補的發展格局。

  四是積極開展氫能標準規範編製。引導行業高質量開展標準規範編製,進一步完善我國氫能全產業鏈標準體係。不斷提升國際標準化工作水平,鼓勵國內更多技術專家參與國際標準製定,發表中國意見。

  

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