2022年氢能源行业发展现状及制氢供给分析.docx

2022年氢能源行业发展现状及制氢供给分析1.前言：寻找双碳战略下制氢供给格局演变逻辑氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。经过多年的工业积累，我国已是世界上最大的制氢国，2021年我国氢气产量约3300万吨。从供给结构来看，目前我国氢气供给仍然以化石能源制氢为主；根据中国氢能联盟统计，目前煤制氢占比63%，天然气制氢占比13%，工业副产气制氢占比21%，电解水制氢3%。2020年我国发布“2030年碳达峰、2060年碳中和”宣言；2021年国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》。从降碳的路径来看，主要包括需求端节约能源、提高能源利用效率，供给端调整能源结构、大力发展低碳能源，同时发展碳汇、碳捕集。氢能在这三方面都发挥着不可替代的作用：在节能和能效提升方面，氢能在燃料电池应用上，能量转换不受“卡若循环”限制，能量转换效率高于传统发电模式和燃油车，大大提高能效，通过带来一次能源化石能源的使用减少，从而实现降碳。在调整能源结构方面，氢能能够很好地解决光伏、风力等可再生能源的时空不稳定性，通过储能方式与需求端形成匹配。是连接可再生能源和用户的桥梁，能够促进一次能源中可再生能源占比的提升，最终实现能源供给低碳化。在碳捕集方面，煤炭清洁利用可以借助煤制氢、大规模碳捕集（CCU）实现蓝氢，实现能源供给；同时CO2通过加氢催化，能够制造甲醇、甲烷、乙烯等重要化工品。氢能与碳捕集形成协同发展，共同降碳。2022年3月国家发改委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，规划对氢能的定位是：氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体、氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。规划对氢能未来的供给和需求都做出了战略设计，氢能在国内经济结构地位再次提高。规划目标：到2025年形成较为完善的氢能产业发展制度政策环境，产业创新能力显著提高，基本掌握核心技术和制造工艺，初步建立较为完整的供应链和产业体系。氢能示范应用取得明显成效，清洁能源制氢及氢能储运技术取得较大进展，市场竞争力大幅提升，初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，成为新增氢能消费的重要组成部分，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，产业布局合理有序，可再生能源制氢广泛应用，有力支撑碳达峰目标实现。到2035年，形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升，对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。从需求端来看，作为氢能最重要的应用领域，规划提出到2025年燃料电池车辆保有量5万辆。根据中国汽车工业协会发布的数据，截止2021年国内燃料电池车保有量1.07万辆。2021年8月财政部等五部委发布《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》，在北京市、上海市、广东省等城市群将启动实施燃料电池汽车示范应用工作，开展已奖代补。2021年燃料电池车销量1596量。整体来看，十四五期间国内燃料电池车销量需要实现高增长，才能实现保有量目标。作为工业代碳的重要方式，氢能在重化工行业产业化探索也在逐步推进。《十四五工业绿色发展规划》明确提出鼓励氢能等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用；2021年国内最大的钢铁企业集团中国宝武发布碳达峰行动方案，明确高炉富氢、氢冶金是为未来六大降碳技术路径，目前中国宝武在新疆、广东湛江投资建设相关涉氢项目。从氢气市场来看，2021年年末以来国内大部分地区高纯氢价格出现一波大幅上涨。根据隆众化工统计的数据，4月广东市场4N级高纯氢平均价格4.5元/Nm3，相比2021年年中上涨29%；陕西上涨40%；北京、江苏、重庆等地区价格均有一定程度上涨。从供给端来看，氢作为二次能源，在地球上几乎没有现存的氢，必须将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的的含氢物质是水（H2O），其次就是各种化石燃料及各种生物质。从技术原理来看，制氢方式有十多种。目前国内的主流制氢工艺模式有工业副产氢、煤气化、天然气制氢、甲醇制氢、水电解等五种方式。本报告将从资源、成本、碳排放约束、技术等四方面入手，对上述五种制氢方式进行研究，分析制氢供给格局演变逻辑。2.焦炉煤气制氢：成本低、潜力大，但面临焦炭供给减少带来的原料气下降的影响焦炉煤气制氢工艺简单、技术成熟：焦炉煤气制氢采用变压吸附回收焦炉煤气的氢，其主要原理是使用固体吸附剂来选择气体吸附，并且随着气压的下降，气体在吸附剂中的吸附特性会降低。气体混合