2021年中国氢能相关企业注册量、氢气的年需求量及可再生能源制氢产量情况分析

时间:2021-11-30 09:37来源:未知作者:HL-2017 点击:次

氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，是二次能源。氢能在21世纪有可能在世界能源舞台上成为一种举足轻重的能源，氢的制取、储存、运输、应用技术也将成为21世纪备受关注的焦点。氢具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源。资源丰富，可持续发展。

氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在常温常压下为气态，在超低温高压下又可成为液态。

氢能源的特点

序号	氢的特点
1	所有元素中，氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/L；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为固体氢。
2	所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是很好的传热载体。
3	氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
4	除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。
5	氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。
6	氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氨气外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氨气经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。
7	氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。用氢代替煤和石油，不需对现有的技术装备作重大的改造现有的内燃机稍加改装即可使用。
8	氢可以以气态、液态或固态的氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。

资料来源：博研咨询整理

氢能产业链包括氢的制备、储运、加注、综合应用和公共服务等多个环节。其中：制备环节包括煤制氢、天然气制氢、工业副产气提纯制氢和电解水制氢等多种途径；氢气储存包括气态、液态、固态三种方式；氢气运输包括长管拖车、管道、输电、液氢罐车、船运、火车等途径；氢在交通领域的应用主要是质子交换膜燃料电池技术，涉及电堆、空压机、循环泵、质子交换膜、催化剂等多种零部件和关键材料；氢在发电领域应用技术有质子交换膜燃料电池和固体氧化物燃料电池。

氢能产业链

资料来源：博研咨询整理

中国氢能技术标准体系的总体框架包含8个标准子体系，37个具体领或截至2024年6月，我国已发布氢能技术相关国家标准（现行)95项。其中，氢能基础与管理方面的标准4项、氢质量方面的标准5项、氢安全方面的标准13项、氢工程建设方面的标准2项、氢制备与提纯方面的标准吕项、氢储运加注方面的标准11项、氢能应用方面的标准16项、氢相关检测方面的标准29项顶，氢脆方面的标准7项。氢应用及氢相关检测标准主要为氢燃料电池相关标准。

氢能技术标准体系

资料来源：博研咨询整理

随着全球应对气候变化行动的深入以及后疫情时代绿色经济复苏的加速，打造低碳清洁氢气供应系统逐步成为全球共识，中国已走在全球前列。

全世界发展氢能驱动力

资料来源：博研咨询整理

随着新能源、新材料和环保等新兴产业的快速发展，工业氢气的应用领域得到了极大的拓展。以来，中国氢气产量呈逐年增长趋势，2024年中国氢气产量2050万吨，同比增长1.49%。

2014-2024年中国氢气产量及增长

资料来源：博研咨询整理

中国低碳清洁氢供给能力丰富，可再生能源制氢有望在2030年实现平价。预计到2025年中国光伏与风电的新增装机发电成本将降低到0.3元/千瓦时，可再生能源电解水制氢成本降到25元/千克，并能够与天然气制氢进行竞争。2030年可再生能源发电成本降低到0.2元／千瓦时后，电解水制氢成本将低至15元/千克，具备与现在的石化能源加上CCUS捕集技术的氢的价格竞争。

不同制氢技术经济性与碳排放

制氢种类	制氢方式	原料价格	制氢成本（元/kg)	制氢碳排放（kgCO2e/kgH2)
电解水制氢	商业用电	0.8元/千瓦时	48	33.75-43.41
	谷电	0.3元/千瓦时	23	33.75-43.41
	可再生能源弃电	0.1元/千瓦时	14	0.4-0.5
化石能源制氢	煤制氢	550元/吨	9	22-35
化石能源制氢	天然气制氢	3元/立方米	27	10-16.
工业副产氢		-	10-16.	-

资料来源：中国氢能联盟研究院、博研咨询整理

中国将在2030年碳达峰值，预计中国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为6%，可再生能源制氢产量约500万吨，部署电解槽装机80吉瓦。2060年碳基本中，中国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为20%，可再生能源制氢产量约1亿吨，部署电解槽装机500吉瓦，仅可再生能源制氢减排量便有望达到15亿吨/年，约占当前中国二氧化碳总排放量的13%。

2030、2060年中国氢气的年需求量及可再生能源制氢产量情况

资料来源：中国氢能联盟研究院、博研咨询整理

2030、2060年中国氢气的年需求量在终端能源消费中占比

资料来源：中国氢能联盟研究院、博研咨询整理

化石能源制氢占63.54%，工业副产氢占21.18%，可再生能源电解制氢占1.52%，生物制氢等其他技术占13.76%；2024年化石能源制氢占67%，工业副产氢占30%，可再生能源电解制氢占3%；预计2030年化石能源制氢占60%%，工业副产氢占23%%，可再生能源电解制氢占15%，生物制氢等其他技术占2%。

2019-2050年中国氢源结构分布