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2021年中国氢气制备行业市场现状与发展趋势分析

2021-06-08 15:43
前瞻网
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氢能是集中式可再生能源大规模、长周期存储的最佳途径。氢气可以从天然气、煤炭、生物质、废弃材料(例如塑胶)、水分子中实现零碳排放制取。我国具备大规模制氢潜力,氢气有望替代非电能源需求。

我国主要使用煤制氢技术路线

目前制氢技术路线按原料来源主要分为化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢和电解水制氢几种。常规的制氢技术路线中以传统化石能源制氢为主,全球范围内主要是使用天然气制氢,我国由于煤炭资源比较丰富,因此主要使用煤制氢技术路线,占全国制氢技术的60%以上。

图表1:不同制氢方式对比

煤制氢成本最低,电解制氢成本有较大下降空间

各类氢气来源存在一定的技术和成本差别,电解制氢与煤炭、天然气制氢成本仍有较大差距,其中煤炭制氢成本最低,为0.9-1.2元/立方米,天然气制氢成本为1.2-1.5元/立方米,而中国的电解制氢发展仍处早期,成本在3元/立方米左右,未来还有较大下降空间。

图表2:主流制氢技术路线成本对比(单位:元/立方米)

我国制氢企业集中于煤制氢和化工工业副产氢

从目前的几种制氢技术来看,新型技术制氢处于概念阶段,技术不成熟尚停留于实验室阶段;天然气制氢受制于我国天然气资源紧缺对外依存度较高以及定价等问题,暂时不适合用来制氢以支持氢能行业发展;电解水制氢虽然技术相对较为成熟,但是成本高而且产量小,适合氢气需求量不大或氢燃料电池车应用规模小的地区或城市。

因此短时间内我国氢能产业发展的氢源主要将来自化石燃料制氢(煤制氢)和化工工业副产氢(焦炉气副产氢、氯碱副产、PDH即丙烷脱氢副产等)。

目前,国内仅涉及煤制氢的企业就有数十家,而且大部分的煤制氢项目为石化行业炼化配套。同时,在化工工业副产氢方面,无论是焦炉气副产氢气、氯碱工业副产氢气还是丙烷脱氢副产氢气,涉及到的企业多达百家。其中,主要的企业有国家能源集团、中国石化、美锦能源、万华化学等。

图表3:中国主要制氢企业及产能汇总

电解水制氢具备发展潜力

中国是世界第一产氢大国,目前全国氢气产量超过2000万吨,中国发展氢能产业具有较好的基础。从氢气供给来看,一般由企业购买煤炭、天然气、石油等制氢原料,利用自有设备制得氢气。

在现有的制氢技术中,使用煤或天然气制氢具有显著的成本优势,而且我国具有丰富的煤炭资源,目前化石能源是主要的氢气来源。但使用化石能源作为原料终究不可持续,并会产生新的污染。使用甲醇等化工原料制氢受上游产品约束,产量和价格浮动较大,难以形成稳定有效的氢能供给。使用工业尾气制氢同样存在原料少、来源不稳定的问题。

目前看来,可以支撑未来巨大氢能需求量,原料来源稳定的制氢方式应为电解水制氢。虽然目前由于成本太高,电解水在氢能制备产业中只占4%左右,与其它方式相比暂时不具备竞争优势。但如果能考虑利用我国每年大量不能上网的风能和光伏等可再生能源电力作为能源,可以极大地降低制氢用电成本,推动电解水技术推广使用,同时可有效解决可再生电力消纳问题。

图表4:2020-2050年中国氢气供给结构预测(单位:%)

更多数据可参考前瞻产业研究院《中国氢能源行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》,同时前瞻产业研究院提供产业大数据、产业规划、产业申报、产业园区规划、产业招商引资、IPO募投可研、招股说明书撰写等解决方案。

来源:前瞻产业研究院

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