2022年中国制氢行业概览

www.leadleo.com 2022年中国制氢行业概览 OverviewofChina'shydrogenproductionindustryin2022 概览标签：燃料电池、制氢产业链、制氢技术、低碳能源 报告主要作者：孙搏文 2022/07 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外 ）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制 、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 摘要 01 由于传统燃料（化石能源）的大规模使用，使全球面临资源枯竭，环境污染，温室效应等问题。氢气、直接电力等绿色能源成为未来人类能源消费的主要选择 •氢气的热值大约是汽油和天然气的三倍左右，且氢气具备资源无限、清洁、方便和安全性高等特性，是其未来逐步替代传统化石能源成为未来人类主流能源消费选择的根本原因。 02 政策助力，氢燃料电池汽车配套设备及基础建设加快建设；政府规划大幅度提升氢燃料电池汽车渗透率促进上游制氢、储氢和加氢行业发展。 •2022年3月国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划 03 （2021-2035年）》以及2021年8月国家推出以北京、上海、广东、郑州和张家口为首的五个燃料电池汽车示范应用城市群，全面推动了中国氢燃料电池汽车的发展。 为达成“碳中和”、“碳达峰”，未来化石能源制造的灰氢会逐步被 搭载CCUS技术的蓝氢和电解水制造的绿氢替代。 04 •依靠CCUS（碳捕集、利用与封存）技术的蓝氢是灰氢向绿氢的过渡环节，目前煤制氢工艺及天然气制氢工艺在结合CCUS技术后，碳排放量的降幅均高达50%以上。绿氢制造工艺包括碱性水电解、质子交换膜电解、固体氧化物电解、碱性阴离子交换膜电解四种；碱性水电解、质子交换膜电解有规模化、商业化的潜力。 随着技术的持续进步，质子交换膜采购成本会逐步降低；其单位制氢成本也会逐步降低，预计未来其单位制氢成本会低于碱性电解水制氢，成为行业主流制氢工艺。 •质子膜电解槽的技术进步将集中于电催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心组件，同时技术进步也会导致电解槽整体性能的提升。国产设备效率低下，设备国产化率低可能成为行业潜在制约因素。 “3060”双碳政策下中国制氢行 业飞速发展 —— 2022年3月23日，由国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，为中国氢能发展注入活力。2019年全球终端能源石油、天然气、煤炭占比分别为42%、15%、11%，化石能源总占比为78%，是长久以来全球碳排放的主要来源。在零碳设想下的未来，终端能源消费将以直接电力和氢气为主。其中直接电力占比预计为68%；氢气及其衍生品占比约为13%。随着未来下游氢能需求越来越旺盛，上游制氢工艺也开始逐步发展。 ©2021LeadLeo 目录 CONTENTS 第一章：行业背景----------------------------------------04 •氢气的潜力----------------------------------------05 •氢气的优势----------------------------------------06 •全球氢能规划----------------------------------------07 •我国氢能相关政策----------------------------------------08 第二章：行业综述----------------------------------------10 •灰氢、蓝氢、绿氢的定义----------------------------------------11 •煤制氢&天然气制氢----------------------------------------12 •工业副产制氢----------------------------------------13 第三章：产业链分析----------------------------------------14 •制氢产业链----------------------------------------15 •上游原材料----------------------------------------16 •中游：制氢----------------------------------------17 •下游：储氢及加氢行业市场规模----------------------------------------18 •下游：应用领域----------------------------------------19 •下游：燃料电池发展历程&市场规模----------------------------------------20 第四章：制氢行业未来发展趋势----------------------------------------21 •过渡解决方案：蓝氢----------------------------------------22 •电解水制氢（ALK及PEM）----------------------------------------23 •发展趋势----------------------------------------27 •电解水制氢平价预测----------------------------------------28 第五章：市场规模&驱动和制约因素----------------------------------------29 •氢气供给&需求----------------------------------------30 •氢气未来市场规模----------------------------------------31 •驱动和制约因素----------------------------------------32 第六章：国内电解液行业重点企业----------------------------------------35 第一部分：行业背景 主要观点： 预计2050年中国终端能源需求达28亿吨标准煤；当今能源体系中化石能源占比高达78%；在全球零碳经济的设想下氢气及其衍生品在 未来全球能源结构中占比约为13%，大约为3.64亿吨标准煤。 氢气相比传统化石能源具备能量密度大、资源无限、清洁、方便和安全性高等优势；是为来氢气对化石能源实现替代的主要原因。 美国、法国、德国、日本等发达国家都�台了一系列氢能产业相关规划，为氢能发展提供助力。 中国加快氢能配套基础设施的建设，规划增加燃料电池车辆保有量，在石油化工行业，实行绿氢炼化等降碳工程，为中国氢气上下游相关企业快速发展铺平道路。 4 60 单位：亿吨 50 40 30 20 10 0 2021 2025E 2035E 2050E 2060E 终端能源消费需求 一次能源消费需求 其他,14.00% 氢基氨和合成 燃料,5.00% 其他煤炭电力3.00%11.00% 19.00% 天然气 15.00% 直接电力, 68.00% 氢气,13.00% 生物能 10.00% 石油 42.00% 章节1.1 氢气的潜力 预计2050年中国终端能源需求达28亿吨标准煤；当今能源体系中化石能源占比高达78%；在全球零碳经济的设想下氢 气及其衍生品在未来全球能源结构中占比约为13%，大约为3.64亿吨标准煤。 终端能源需求有望于2025年前后达峰，需求峰值大约为37亿吨标准煤2019年全球能源体系结构及2050年零碳设想下的终端能源消费分布 头豹洞察： 中国终端能源需求有望于2025年前后达峰，需求峰值大约为37亿吨标准煤，预计2035年、2050年和2060年分别达到34亿吨、28亿吨和24亿吨标准煤左右。 2021年全年中国能源消费总量52.4亿吨标准煤，一次能源需求将于“十五五”期间达峰，需求峰值大约为57亿吨标准煤.预计2035年、2050年和2060年分别达到55亿 吨、51亿吨和46亿吨标准煤左右。 现阶段（2019）全球终端能源石油、天然气、煤炭占比分别为42%、15%、11%，化石能源总占比为78%，是目前碳排放的主要来源。目前终端能源消费结构中氢气能源几乎没有占比。为达成2050年全球零碳经济的愿景，未来全球终端能源消费结构将发生巨大变化。根据ETC的预测2050年零碳场景下，直接电力和氢气及其衍生品将是未来全球能源结构中最为重要的两个组成部分。其中直接电力占比预计为68%；氢气及其衍生品占比约为13%，大约为3.64亿吨标准煤。 氢气 能量大& 资源无限 清洁 可运输 章节1.2 氢气的优势 氢气相比传统化石能源具备能量密度大、资源无限、清洁和安全性高等优势；是为来氢气对化石能源实现替代的主要 原因。 氢气 汽油 天然气 常温下的物理状态 气体 液体 气体 热值（MJ/Kg） 120 41.84 46.03 燃烧点能量（MJ） 0.02 0.20 0.29 扩散系数（M^2 /s） 6.11×10^-5 0.55×10^-5（蒸汽） 1.6×10^-5 起爆体积浓度 4.1%~75% 1.4%~7.6%（蒸汽） 5.3%~15% 氢气主要优势为能量密度大、资源无限、清洁和可运输氢气和汽油及天然气相比在安全性及热值上更具优势 取之不尽能量密度高无碳排放可大批量运输可长期储存 头豹洞察：头豹洞察： 取之不尽：氢气属于可再生能源，且氢元素是宇宙中含量最丰富的的元素。 能量密度高：氢气的热值显著高于其他化石能源如汽油和天然气。 无碳排放：氢气不含碳元素，燃烧过程中不会产生二氧化碳，且氢气可以和天然气混合使用达到减少碳排放的目的。 可大批量运输：氢气可以通过混合和液化等手段实现大批量运输。 可长期储存：氢气可以通过压缩、低温液化等方式实现长期储存。 氢气的热值大约是汽油和天然气的三倍左右，证明其能量密度远远高于汽油和天然气。氢气的扩散速度是天然气的3.8倍，但泄露能量仅约为天然气的40%；氢气具有最大的浮力和扩散性，泄漏的氢气将会很快上升并向各个方向快速扩散，使得浓度难以达到爆炸所需浓度；氢气的爆炸能量也是常见燃气中最低的，仅为汽油气的1/22；因此氢气不仅具备了更高的能量密度，在安全性方面也相比天然气和汽油有了大幅度的提升。 章节1.3美国、法国、德国、日本等发达国家都出台了一系列氢能产业相关投资及战略规划，用于攻克制氢行业及下游氢燃料全球氢能规划电池汽车关键技术，助力制氢行业快速发展。 部分国家氢能产业规划 国家 主要措施 目标 美国 截至2025年，拟投资1亿美元进行关键技术研究 计划突破大规模、长寿命、高效率、低成本的电解槽技术，以及加速重型车辆（包括长途卡车）燃料电池系统的开发，以实现其与传统燃油发动机相当的经济性 法国 出资一亿欧元进行氢能在工业、交通等领域建设 到2028年，电解制氢成本降低至2~3欧元/公斤，加氢站规模建设增加至400-1000座，轻型商用车2~5万辆，重型车辆800-2000辆，工业用氢中无碳氢占20~40%。在2035年实现飞机的碳中和，并在未来三年投入15亿欧元用于研发。 德国 通过了国家氢能源战略，并在现有基础上投入70亿欧元用于氢能源市场推广、20亿欧元用于国际合作。 到2025年，氢燃料电池汽车规模扩大，加氢站达到400座 日本 发布《