氢能源行业专题研究：氢能源产业链分析.docx

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1、氢能源行业专题研究：氢能源产业链分析1.政策体系逐渐明朗，行业预期不断升温国家相关扶持政策密集出台，加速氢能产业化进程国家层面的氢能产业扶持政策密集出台，氢能地位不断提升。多省发布氢能及燃料电池车产业规划，加速氢能产业化进程。自2019年以来北京、山东、河北、浙 江等省市相继出台氢能及燃料电池车发展规划或扶持政策，并从产业规模、企业数量、燃料电池汽 车、加氢站等方面明确阶段目标。2.氢能渗透率有望提升，长期发展潜力广阔氢能渗透率仅2.7%，至2050年需求有望达6000万吨据中国氢能产业联盟与石油和化学规划院的统计，2019年我国氢气产能约4100万吨/年，产量约3342万 吨，按照能源管理，

2、换算热值占终端能源总量份额仅2.7%。 至2050年，氢能在交通运输、储能、工业、 建筑等领域广泛使用，氢气年需求量将提升至6000万吨，在我国终端能源体系中占比达10%，产业产值 达到12万亿；至2060年为实现碳中和目标，氢气年需求量将增加至1.3亿吨左右，在我国终端能源体系 中占比达到20%。 至2050年氢能年需求量达6000万吨，可减排7 亿吨二氧化碳。其中交通运输、工业领域、建筑及其他领域用氢占比分别达41%、57%、2%。3.生产-储运-加注-应用构成整个氢能产业链三种主流制氢路径，产业基础较为成熟氢气目前主要由三种主流制取路径：1）以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；2）以

3、焦炉煤 气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；3）电解水制氢。我国氢能的生产利用已较为 广泛，制成的氢气主要应用在工业原料或生产供热中。 此外还有其他制氢方式包括生物质制氢、太阳能光催化分解水制氢、核能制氢等，但仍然处于试验 和开发阶段，尚未形成工业化应用。2019年我国化石能源制氢占比78%，煤制氢占据主导地位我国主要以煤炭为原材料，煤气化制氢占据主导地位。 据中国氢能联盟及车百智库数据，2019年中国氢气产量约3342万吨，其中煤制氢产量2124万吨，占 比64%，工业副产氢708万吨，占比21%，天然气制氢460万吨，占比14%，电解水制氢50万吨，占 比1%左右；据Hydrog

4、en From Renewable Power 2017数据显示，全球制氢中48%来自天然气重整制 氢，30%来自石油制氢；18%来自煤制氢，4%为电解水制氢。三种主流制氢路径及优缺点比较国内现阶段氢气主要由化石能源制氢或副产氢获得，为实现碳减排和化石能源替代的目标，后续主 要有两种发展路径：1）发展蓝氢，即在灰氢制作过程中结合CCUS降低碳排放，但化石能源制氢及 工业副产氢最多只能降低80%碳排放，更多是向绿氢转变中的过渡阶段。2）发展绿氢，即待可再 生能源占比提升电价成本下降后，全面推广电解水制氢。化石能源制氢：煤制氢技术成熟，性价比高化石能源制氢以煤制氢和天然气制氢两种主要制氢方式为代表

5、，是国内最主流的制氢方式。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，经我们测算，在原料煤价格在800元/吨时，制氢成 本约为12.64元/kg。天然气制氢为国外主流应用，国内天然气制氢经济性低于海外。天然气制氢技术中，是国外主流的制氢方式，其中蒸汽重整制氢较为成熟，经我们测算，在天然气价格为 0.838元/m3时，天然气制氢的成本约为12.83/kg，其中天然气原料成本占据总成本的70%以上。中国天然气 资源供给有限且含硫量高，预处理复杂，制氢经济性远低于国外。工业副产氢：氢能发展空间潜力亟待挖掘工业副产氢为生产化工产品的同时所得氢气，主要有焦炉煤气、氯碱化工、轻烃利用、

6、合成氨醇等工业副 产氢。目前我国排空的工业副产氢产量约为450万吨。其中，PDH以及乙烷裂解副产氢约为30万吨；氯碱副 产氢约为33万吨；焦炉煤气副产氢约为271万吨；合成氨醇等副产氢约为118万吨。国内工业副产氢呈现向 下游利用发展的趋势，实现下游产品多元化。电解水制氢：成本分析电价&设备折旧成本占比高电解水制氢成本主要包括：设备成本，能源成本（电力），原料费用（水）以及其他运营费用等。能源成 本即电力成本占比最大，一般为40%80%。设备成本：1）电解槽（电解电堆）：是电解水制氢系统的核心部分，成本占比约40%50%，包含电池、 PTL、双极板、端板和其他小部件，其中最核心的部分为膜电极组

7、件；2）系统辅机：包括整流器、水净化 单元、氢气处理（压缩和存储）和冷却组件，成本占比约50%-60%。截至2021H1我国累计建成加氢站146座，投运比例超93%据香橙会研究院统计，截至2021年上半年中国累计建成146座加氢站（不含3座已拆除加氢站），其中已投 运加氢站136座，已建成待投运加氢站10座，在建加氢站71座，规划建设加氢站117座。据日本次世代自动 车振兴中心数据，截止2021H1日本共有147座加氢站投入运营，位居世界第一位。从历史数据来看，2016-2020年我国建成加氢站数量迎来快速增长阶段，2016-2019年每年建成的加氢站数 量均呈现翻倍增长态势，2020年我国新

8、建成加氢站51座，2021年上半年建成加氢站20座。广东建成加氢站35座居首位，上海在建拟建加氢站突出截至2021年上半年，广东省建成加氢站数量达35座，位居榜首；其次为山东、江苏，加氢站数量分别为15 座、13座。同时贵州、海南等地实现了零突破，全国共有22个省市已布局加氢基础设施的建设。 截至2021年上半年，上海市在建/拟建的加氢站数量达33座领先，其次为广东、河北，在建/拟建加氢站数量 分别达27座、26座。 由此可得，山东、河北等地由于“氢进万家”、北京冬奥会等示范项目的带动，加氢站布局速度加快，同 时其他非氢燃料电池汽车城市群示范的省市亦开始布局加氢站基础设施，氢能产业发展提速。应

9、用：燃料电池是较为常见的终端应用，交通领域优先发展根据2021年1月8日召开的第三届中国制氢与氢能源产业发展大会，2020年我国产氢量超过2500万吨，基本 全部用于工业过程领域；根据中国氢能联盟的预计，2060年氢气需求量达1.3亿吨，其中交通运输领域用氢 4051万吨（约总氢需求31%）。 燃料电池是氢能较为常见的终端应用，也是氢能高效利用的重要途径。中国氢能联盟指出，美国、日本、 韩国等国家为全球燃料电池倡导者和领跑者，截至2018年底，全球氢燃料电池的装机量超过2090.5MW，初 步实现商业化应用。燃料电池类型众多，示范应用主要集中在物流、客车等商用车领域。根据燃料、载流子、电解质化

10、学成分物理形态等多种因素不同，燃料电池分为多种类型。质子交换 膜燃料电池是研究和应用热点，主要用于燃料电池车，固体氧化物燃料电池也有相当前景，主要用 于分布式发电。 当前氢燃料电池的示范应用主要集中在物流、客车等商用车领域。根据新能源汽车国家监测与管理 平台采集的数据，在产业补贴和国家政策的支持下，截至2019年底，国内已接入平台的氢燃料电池 汽共计3712辆，其中物流车占比60.5%，客车（公共客车、公路客车、通勤客车）占比达39.4%。乘 用车仅用于租赁，占比仅为0.1%。中国汽车工程学会针对乘用车&商用车燃料电池系统提出技术和规模目标中国汽车工程学会提出，对于乘用车燃料电池系统，2020

11、-2025年技术性能持续提升，2030-2035年技术达到 规模化应用水平；对于商用车燃料电池系统，2025年性能持续提升、系统成本持续下降、可靠性大幅提升、 实现大规模推广应用，2030-2035年全面达到产业化要求； 商用车用电池堆在耐久性、成本方面比乘用车要求更高，乘用车用电池堆在体积功率密度方面比商用车的目 标要求高。 根据我国节能与新能源汽车技术路线图2.0规划，到2025年，新能源汽车销量占总销量的20%左右，氢燃 料电池汽车保有量达到10万辆左右；2030 年，新能源汽车销量占总销量的40%左右；到 2035 年，新能源汽 车成为主流，占总销量的 50%以上，氢燃料电池汽车保有量达到 100 万辆左右。报告节选：