规划类政策解读  政策解读
规划类行业新闻  行业新闻
规划成果  规划成果
产业调研成果 产业调研成果
招商策划成果 招商策划成果
概念规划成果 概念规划成果
地产策划成果 地产策划成果
投融资顾问成果 投融资顾问成果
园区规划成果 园区规划成果
产业规划成果 产业规划成果
企业战略成果 企业战略成果
首页 > 行业新闻

氢能重点产业链 中国及海外氢能产业发展规划前景对比

来源:原创  时间:2022-06-07  点击:218
本文对中国及海外氢能产业发展规划进行了详细的介绍,并对氢能重点产业链 投资前景进行了深入的分析

  一、我国氢能发展规划介绍

  1、多部门支持氢能产业发展

  继2019年3月氢能被首次写入政府工作报告后,国务院、国家发改委、国家能源局等多部门陆续印发了支持、规范氢能源行业的发展政策,主要包括氢能发展 技术路线、氢能基础设施建设、燃料电池汽车发展等内容。


  2、三大氢燃料电池“示范城市群”落地,推动氢能跨区域发展

  2021年8月,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委和国家能源局《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》正式印发,宣告京津冀、上海、 广东成为国内三大氢燃料电池汽车示范城市群,示范期为期四年。国家将采取“以奖代补”的方式,按照示范城市群任务目标完成情况给予奖励。“示范城市群 ”的落地,将加快燃料电池关键核心技术自主化与产业化进程,有助于探索氢能商业化模式和燃料电池产业政策的建立,推动氢能跨省跨区域协同发展。


  3、多省市发布氢能产业建设目标

  目前,共有近30个省份及直辖市已发布氢能发展相关政策方案。其中,出台了专项氢能整体产业发展政策的共有5省,分别为北京、河北、四川、山东、内蒙古; 出台了氢燃料汽车细分领域专项政策的共有4省,分别为广东、重庆、浙江、河南。其他大多数省份地区均将氢能相关发展规划纳入新能源汽车产业、或整体能源 发展、或战略性新兴产业发展、或全省十四五规划当中。


  二、海外氢能发展规划介绍

  1、欧盟将氢能战略“ 三步走”计划,绿氢生产为首要任务

  2020年7月,欧盟发布了《欧盟氢能战略》,提出了欧洲长期发展氢能的战略蓝图。该战略旨在通过投资、监管、市场创建以及研究和创新等一系列措施来促进 氢能产业化,同时概述了全面的投资计划,包括制氢、储氢、运氢的全产业链,以及现有天然气基础设施、碳捕集和封存技术等投资,预计总投资超过4500亿 欧元。 欧盟明确主首要任务是开发绿色氢能。2024与2030年欧洲可再生能源产氢量要分别达到100万吨和1000万吨,可再生能源电解槽装机量要分别达到6GW和 40GW,而目前欧洲完成安装的可再生能源电解槽仅为1GW,占制氢总容量的1.4%。


  2、发展氢能将为欧盟带来巨大的社会经济和环境效益

  据《欧洲氢能路线图》预计,到2050年,欧盟的氢气需求约为5600万吨,约占总能源需求的四分之一,氢能产业发展具有显著环境效益和经济效益。到2030 年,氢能将为欧盟创造1300亿欧元的产业规模,出口潜力将达到700亿欧元,净出口额将达500亿欧元,氢能产业将为欧洲创造约100万个就业岗位。到2050 年,欧盟氢能产业将达到8200亿欧元,提供540万个就业岗位,氢能将减少欧盟约5.6亿吨碳排放。


  氢能将可能给交通、工业、建筑等领域用能带来巨大转变,并有希望带动欧盟能源体系的基础设施投资。2030年,欧盟将在电解槽领域新增240亿~420亿欧 元投资,2050年将达到1800亿~4700亿欧元。由于氢能生产对运输、贮存等行业的拉动,到2030年,氢能将带动欧盟新增可再生能源发电设施达到80GW~ 120GW水平,同时拉动氢能运输和储存行业650亿欧元投资。


  3、欧洲部分国家氢能战略:大力发展可再生能源制氢

  目前英国、法国、德国、意大利等主要欧洲国家纷纷发布了国家氢能战略,明确了2030年氢能发展目标以及相应的投资计划,这些战略不仅将带动能源结构 改变,更将带动相关技术集成,连带其他行业的技术革新。 确立以可再生能源为基础的氢气发展路径。截至2020年底,欧洲共有总装机量为21.3GW的151个电解水制氢项目在推进。其中有82个项目宣布了其制氢电 力来源,风能、太阳能和水能等可再生能源将为这些电解槽提供99%的动力


  氢能产业链图谱

氢能产业链图谱

  三、氢能产业链上游

  我国氢能产业具备长期发展潜力

  根据中国氢能联盟的预测,在2030年碳达峰愿景下,我国氢气的年需求量预期达到3,715万吨,在终端能源消费中占比约为5%;可再生氢产量约为500万吨,部署电解槽装机约80GW。在2060年碳中和愿景下,我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%。其中,工业领域用氢占比仍然最 大,约7,794万吨,占氢总需求量60%;交通运输领域用氢4,051万吨,建筑领域用氢585万吨,发电与电网平衡用氢600万吨。


  1、制氢——化石能源制氢是我国目前主要氢源

  2019年,我国氢气主要来源于化石能源制氢(煤制氢、天然气制氢);其中,煤制氢与产量达到2,124吨,占我国氢能产量的63.54%,天然气制氢产量为460 万吨,占我国氢能产量的14%,而电解水制氢产量仅约为50万吨。 煤制氢技术路线稳定高效,制备工艺成熟,也是成本最低的制氢方式,经测算,在原料煤价格在800元/吨时,制氢成本约为12.64元/kg。 • 天然气制氢技术中,蒸汽重整制氢较为成熟,是国外主流的制氢方式,经测算,在天然气价格为2.5元/Nm3时,天然气制氢的成本约为12.79/kg,其中天然气 原料成本占据总成本的70%以上。


  2、储氢运氢

  气、液、固三种方式比较

  氢储存的方式有高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。目前高压气态储运氢技术相对成熟,是我国现阶段主要的储运方式。 气氢通常以20MPa钢制氢瓶储存,并通过长管拖车运输,适用于短距离、小规模输运。管道输氢是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式,但建设成本较 大,目前我国仅有100km管道建设。液态储氢是指在标准大气压下,将氢气冷却至零下252.72摄氏度液化储存在特制的高度真空的绝热容器中,常温常压下液氢的密度为气氢的845倍,适用于距 离较远、运输量较大的场合,但装置投资较大,能耗较高。 固态储运是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体,通过化学吸附和物理吸附的方式实现氢的存储。固态储氢具有储氢密度高、安全性好、氢 气纯度高等优势。但技术复杂,成本高,尚无规模化使用。


  三种形式的结合应用前景

  对于高压气态运氢运输,当运输距离为50km时,运输成本为3.6元/kg,随着距离的增加长管拖车运输成本大幅上升,当运输距离为500km时,氢气的运输成 本达到29.4元/kg。因此,长管拖车只适合短距离运输(小于200km)。 液氢槽罐车运氢成本对距离不敏感,当加氢站距离氢源点50-500km时,运输价格在10.4-11.0元/kg范围内,这是由于液氢成本主要来源于液化过程中的耗电 费用,仅与载氢量有关,而与距离无关。因此,液氢罐车在长距离运输下更具成本优势。 管道运氢成本主要来源于与输送距离正相关的管材折旧及维护费用,当输送距离为100km时,运氢成本仅为0.5元/kg。但管道运氢成本很大程度上受到需求 端的影响,在当前加氢站尚未普及、站点较为分散的情况下,管道运氢的成本优势并不明显。但随着氢能产业逐步发展,氢气管网终将成为低成本运氢方式的 最佳选择。


  四、氢产业链中游(燃料电池动力系统)

  我国氢燃料电池汽车发展现状

  在政策的支持下,2016-2020年我国氢燃料电池汽车产量逐年提升;2020年受疫情影响,行业产量下滑至1199辆。截止2020年底,我国氢燃料电池汽车保有 量为7352辆,进入商业化初期。 2020年,燃料电池商用车价格约为200万/辆,随着燃料电池系统生产规模化与燃料电池电堆核心零部件国产化,在2025年燃料电池汽车保有量达到5-10万辆 的预期下,我们预计燃料电池汽车销售价格将以每年10%的幅度下降。


  1、氢燃料电池汽车结构

  氢燃料电池汽车的核心为燃料电池发动机系统,其结构主要包括燃料电池发动机、车载储氢系统、冷却系统等。其中,燃料电池发动机系统主要由燃料电池电堆、 氢气供给系统、氧气供给系统、发动机控制器等构成。 供氢系统将氢从氢气罐输送到燃料电池电堆;由空气过滤器、空气压缩机和加湿器组成的供气系统为燃料电池堆提供氧气;水热管理系统采用独立的水和冷却剂 回路来消除废热和反应产物(水)。燃料电池系统产生的电力通过动力控制单元驱动电动机,从而驱动车辆行驶,辅助电池则在需要时提供额外的电力。(报告来源:未来智库)


  2、膜电极关键材料

  质子交换膜

  膜电极(MEA)由质子交换膜、催化层和气体扩散层组成,是燃料电池发电的关键核心部件,同时也是多相物质传输和电化学反应的场所,决定了燃料电池的 性能、寿命和成本。主要性能指标包括单位表面积的输出功率(功率密度)、贵金属用量(单位功率输出的铂用量)、寿命和成本。膜电极生产目前采用的是 第二代生产技术——催化剂涂膜(CCM)技术,具有卷对卷(Roll-to-Roll)连续化高速生产能力。国际上,日、美、欧、加拿大等国家和地区凭借多年技术 积累,在膜电极的基础研究和制备技术上一直处于领先地位。目前,国际上最先进的膜电极商业化产品的功率密度在1.4~1.5W/cm2范围内,国内量产膜电极 的功率密度为1.0~1.2W/cm2。


  催化剂

  在燃料电池中,催化剂起到分解氢气和氧气进行电化学反应产生电流的作用。目前商用催化剂为铂碳催化剂,而稀有金属铂的高成本是燃料电池商业化的主要 阻碍之一。国外催化剂用量已实现<0.2g/kW,而我国催化剂用量普遍处于0.3-0.4g/kW的水平。因此低铂和非铂催化剂的开发成为降低燃料电池成本的关键。 催化剂需要平衡成本与耐久性两方面的需求,新型高稳定、高活性铂或非铂催化剂是研究热点。铂合金催化剂取得很大进展,如铂钴、铂镍等正在得到实际应 用;非铂催化剂性能与稳定性还有待提升。


  燃料电池电堆成本下降趋势

  国内燃料市场目前市场区域性订单多,同时批量供货的竞争者开始增多,市场竞争开始由一向多发展,市场集中度逐年下降,2020年CR5为64%,较2019年降 低14%,预计2-3年内仍会下降。 2020年,膜电极、双极板、燃料电池电堆、氢气循环泵、空压机等核心材料和关键部件价格均有明显下降,同比2019年降幅在20%-50%。其中,燃料电池电 堆、空压机价格接近腰斩;膜电极实现20%-30%降价;氢气循环泵价格从3万元降到1-2万元/台,国产氢气循环泵相比进口产品可便宜70%以上。


  氢能关键装备市场展望

  生产端市场前景——电解槽

  电解槽是制备绿氢的关键设备,其技术路线、性能、成本是影响绿氢市场走势的重要因素,目前质子交换膜(PEM)电解水和碱性电解水技术目前已经商业化 推广的条件,未来具备较强的商业价值。 碱性电解槽成本较低,经济性较好,我国碱性电解水制氢代表企业有中船重工718所、考克利尔竞立、天津市大陆制氢设备有限公司等,近期阳光电源、协鑫集 团等光伏企业也纷纷布局碱性电解水制氢设备项目。


  燃料电池汽车与电堆市场前景

  根据上海、北京、广东、山西、山东、江苏、河北、河南、四川、湖北等十个省份及直辖市明确规划,2023和2025年燃料电池汽车保有量分别达到3.01和7.95 万辆,2020年底国内燃料电池汽车保有量约7352辆。我们预测我国燃料电池汽车2025年销量从当前不足3000辆增长到2.5万辆,未来4年CAGR为88%。 根据燃料电池汽车平均功率为100kW,燃料电池电堆当前价格为3000元/kW以及年均下降幅度为200kW/元进行测算,2021-2025年燃料电池电堆新增市场需 求的CAGR为87%。2025/2030年,燃料电池电堆新增市场分别为75/238亿元。


  燃料电池核心零部件市场前景

  随着氢燃料电池产业发展,其上游零部件膜电极与双极板市场需求随之增长。我们根据目前各省市发布的氢燃料电池汽车投放量规划预测,2021-2025年我国 氢燃料电池车用膜电极与双极板的年新增市场需求的CAGR为83%。2025/2030年前我国膜电极新增市场37/173亿元,双极板新增市场将达到12/52亿元。


  储氢瓶市场前景

  未来几年,我国储氢瓶市场将主要由燃料电池商用车推动。据目前各省市发布的氢燃料电池汽车投放量规划测算,我们2021-2025年我国氢燃料电池车载储氢 瓶年新增市场需求的CAGR达到78%,2025/2030年前车载储氢瓶新增市场达到32/111亿元。与之对应,2021-2025年生产储氢瓶用碳纤维年增需求的CAGR 为88%,2025/2030年储氢瓶用碳纤维新增需求量将达到0.6/2.5万吨。


上一篇:碳达峰、碳中和视角下上海绿色金融发展规划4大对策建议
下一篇:深圳出台一揽子政策推动产业转型升级 重点培育“20+8”产业集群
规划首页 | 业务领域 | 规划收费标准 | 资源优势及资质 | 咨询业绩 | 官网地图
Copyright 2000-2020 中机产城规划设计研究院 版权所有 北元律师事务所提供法律支持
地址:北京市海淀区增光路55号紫玉写字楼13层
全国免费咨询热线:400-666-8495
传真:010-51667252-666
备案号:京ICP备08008382号-3
扫一扫关注
中机院
园区规划
产业规划
中机院微信