本单位完成《氢能行业现状深度分析及发展趋势研究报告》编制工作

  一、我国氢能市场总体概况

  2018年3月,我国共有31座加氢站,其中已建成12座,在建19座。目前全国有超过300个氢气站在计划阶段。加氢站建设关键在批准权,武汉市出台我国首个加氢站审批及管理办法,明确加氢站的行业主管部门为城管部门,必将引发各地借鉴,加速我国加氢站建设。我国加氢站将在2020年超过100座,在2025年超过300座,在2030年超过1000座。

  我国的氢能技术具有一定基础和特色,但是与美、日、德相比,我国的氢能技术整体上还处于第二方阵,与国外先进技术相比还有差距。目前,国内氢安全具备了一定的技术基础,在氢与材料相容性等方面具有特色,但总体落后于美国、日本、欧盟。国外已经建立了氢气泄漏和爆炸的研究设施,而国内仅仅开始基础研究。加氢站面临一个非常好的发展机会。

  (1)制氢成本高是瓶颈之一。氢属于二次能源,地球上单质氢含量微乎其微,只能由其它能源转化得到。化石燃料制氢消耗能源的同时排放出大量温室气体,污染环境。目前的关键问题是以尽可能小的代价和成本获得氢能源。

  (2)安全则是氢能经济的另一大挑战。氢气比石油更容易挥发,同时无色无味等独特物理特质决定了其火焰不可见、气味也闻不着、着火范围更宽、火焰传播速度更高、更容易泄漏、更容易爆炸。这使得氢气的储存、运输和补充都成为亟待攻关的难题。

  (3)氢能经济体系的建立是第三个亟待解决的问题,没有足够的车辆,燃料供应商不愿投资;而未建立起加氢站网络,汽车制造商又不会行动,造成了氢燃料网络投资和氢燃料汽车开发之间的矛盾,而这只是整个氢能经济体系建设众多矛盾中的一个缩影。

  氢能燃料电池是解决全球能源的最好途径,它与电网结合在一起,将成为氢能经济的基础。目前我国需要统筹规划氢能,特别重要的是应做好氢能基础设施的规划和建设。我国重视氢能,愿意与有意发展氢能的国家、地区、企业和个人发展良好的合作关系,推动氢能的全球化进程。

  二、我国氢能行业发展阶段

  1、中国氢能经济发展初期:中国工业副产氢产量充足

  中国当前化工工业基础具有强大和广泛的制氢基础,2015年国内副产氢(by-product production)的商用剩余量约为38万吨/年,是190万辆燃料电池车一年的燃料使用量(按每辆车年行驶两万公里计算)。

  中国另有198万吨/年的潜在专业制氢(captive production)产能可做后续氢源供应。不考虑物流运输问题,上述约240万吨氢源供应都无需新增资本投入。所以,在中国氢能经济发展的初期阶段,中国工业制氢基础有能力提供充足且廉价氢气资源。

  2、中国氢经济发展中期:煤制氢加碳捕捉技术将成为主流制氢路线

  中国煤炭资源丰富且相对廉价,故将来煤制氢很有可能成为中国规模化制氢的主要途径。但煤制氢工艺过程二氧化碳排放水平高,所以需要引入二氧化碳捕捉技术(Carbon Capture and Storage,CCS),以降低碳排放。

  目前二氧化碳捕捉技术(CCS)主要应用于火电和化工生产中,其工艺过程涉及三个步骤:二氧化碳的捕捉和分离,二氧化碳的输送,以及二氧化碳的封存。据美国环境保护局的统计数据,二氧化碳捕捉技术(CCS)的应用可以减少火电厂80%-90%的二氧化碳排放量。

  二氧化碳捕捉技术(CCS)在国际上早已被深入研究和实践。2014年加拿大建成了世界上首个商业化的二氧化碳捕捉项目—边界大坝火电厂。该项目在火电厂的基础上整合了二氧化碳捕捉装置,降低了发电过程中的碳排放量。而国内的神华集团也早在2009年就在鄂尔多斯建设二氧化碳捕集和封存项目,近期神华集团已经在鄂尔多斯成功示范30万吨二氧化碳封存技术。

  随着二氧化碳捕捉技术(CCS)的逐步成熟,煤制氢加二氧化碳捕捉技术的制氢工艺路线也会日益清晰,将为中国氢能经济中长期发展提供充足的氢气资源。

  3、中国氢能经济发展后期:可再生能源制氢将实现能源的清洁生产与利用

  国家能源局发布的《2015年度全国可再生能源电力发展监测评价报告》显示,2015年我国弃风电量339亿千瓦时,同比增加213亿千瓦时,甘肃、新疆和吉林的弃风率均超过30%;西北地区出现了较为严重的弃光现象,甘肃弃光电量26亿千瓦时、弃光率31%,新疆弃光电量18亿千瓦时、弃光率26%。

  西南地区弃水现象也同样严重,四川弃水电量达到102亿千瓦时,云南弃水电量152.6亿千瓦时。据此推算,2015年我国至少有642亿千万时的可再生能源没有利用。如这些可再生能源用来电解制氢,则可以制备160.5亿立方米的氢气(按照制备每立方米氢气耗费4度电来计算)。

  目前弃光、弃风和弃水发电的成本价格为0.15元/度,据此计算出的电解水制氢成本为1.5元/立方米,这已经远低于利用上网电电解水制氢的成本,且与化石燃料(煤、焦炭和天然气)制氢的成本上限接近。所以,未来氢能产业链下游储运等环节一旦取得突破,新能源支持的大规模电解水制氢的市场份额将出现增长,氢能成本也会进一步降低。

  三、我国氢能行业发展特点分析

  氢能源是一种热值高、无污染、来源广的二次能源,被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢能产业包括氢燃料的制取、储存、运输和终端应用等诸多环节,具有创新研发起点高、产业链条长、涉及技术范围广、市场空间大的特点。当前,全球氢能产业正处于技术研发和示范推广的关键期。

  杭州先略投资咨询有限公司发布的《氢能行业现状深度分析及发展趋势研究报告》数据显示,2013年全球氢能需求量为6312.05万吨,2017年为7004.37万吨,同比2016年增长了2.56%。

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    杭州先略投资咨询有限公司发布的《氢能行业现状深度分析及发展趋势研究报告》数据显示,2013年中国氢能需求量为2143.57万吨,2017年增长至2479.06万吨,同比2016年增长了3.97%。

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