寫稿
投稿
一、中國氫氣供需規(guī)模預測
中國是世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，從2018年開始氫氣年產(chǎn)量已超過2000萬噸規(guī)模。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2012-2021年，中國氫氣產(chǎn)量從1600萬噸增長至3300萬噸，整體呈穩(wěn)步增長趨勢；自2020年“雙碳”目標提出后，我國氫能產(chǎn)業(yè)熱度攀升，發(fā)展進入快車道，2021年中國氫氣產(chǎn)量同比增長達32%。
預計到2030年碳達峰期間，我國氫氣的年需求量將達到3715萬噸；到2050年，氫氣的年需求量將增至9500萬噸左右，氫氣市場規(guī)模將達到7542億元，未來市場空間廣闊。
中國氫能市場規(guī)模（億元）
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會
二、中國氫氣供給與消費結(jié)構(gòu)分析
中國是全世界最大的制氫國家，初步評估現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能為4000萬噸/年左右，可為氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段提供氫源保障，62%的制氫量來自于煤或焦炭生產(chǎn)，電解水制氫占比不足1%。
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會
為實現(xiàn)“雙碳”目標，我國正大力發(fā)展光伏、風能等清潔能源，預計到2050年中國電解水制氫規(guī)模占比將達到49%，工業(yè)副產(chǎn)物和天然氣制氫融合CCUS技術(shù)實現(xiàn)低碳排放，煤炭制氫占比則大幅降至10%左右。
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會
國際能源署（IEA）《全球氫能回顧2022》數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球氫能需求達到9400萬噸，氫能需求的大部分增長來自煉油和傳統(tǒng)工業(yè)。與中國不同，目前全球范圍內(nèi)主要依靠天然氣和工業(yè)副產(chǎn)制氫，美國95%的制氫通過大型中央工廠的天然氣重整實現(xiàn)，主要原因是它是目前最經(jīng)濟實惠的做法；歐洲氫氣產(chǎn)量占全球21%，也主要依賴于天然氣重整。
數(shù)據(jù)來源：國際能源署（IEA）《全球氫能回顧2022》
三、不同制氫技術(shù)路線趨勢分析
目前主要的制氫方式包括化石燃料制氫、碳捕捉與封存（CCS）制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫和電解水制氫等類型：
化石燃料制氫（灰氫）：化石燃料制氫是傳統(tǒng)的制氫方法，目前有著絕對的成本優(yōu)勢。該方式由于離不開對化石燃料的依賴，仍會排出二氧化碳等溫室氣體，因此所制氫氣不屬于清潔氫能范疇。化石能源制氫主要包括煤制氫、天然氣制氫、石油制氫、甲醇制氫等，其中煤和天然氣制氫是化石能源制氫的主要方式；
碳捕捉與封存（CCS）制氫（藍氫），可以使碳排放量能夠減少90%以上，但CCS技術(shù)將增加制氫成本。作為未來的一種過渡路線，既能享受煤制氫、天然氣制氫的低成本，又能較大程度減少碳排放當量；
工業(yè)副產(chǎn)制氫：工業(yè)副產(chǎn)制氫是指將富含氫氣的工業(yè)尾氣作為原料，主要采用變壓吸附法（PSA法），回收提純制氫。目前主要尾氣來源有氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、焦爐煤氣、輕烴裂解副產(chǎn)氣。與其他制氫方式相比，工業(yè)副產(chǎn)品制氫的最大優(yōu)勢在于幾乎無需額外的資本投入和化石原料投入，所獲氫氣在成本和減排方面有顯著優(yōu)勢。由于其豐富的潛在供應(yīng)量，是燃料電池發(fā)展現(xiàn)階段可行的供氫解決方案；
電解水制氫（綠氫）：電解水制氫是在直流電下將水分子分解為氫氣和氧氣，分別在陰、陽極析出，所產(chǎn)生的氫氣純度高（＞99%）。該技術(shù)是目前最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能生產(chǎn)方式，特別是利用可再生能源進行電解水制氫是目前眾多氫氣來源方案中碳排放最低的工藝，與全球低碳減排的能源發(fā)展趨勢最為一致。
從未來發(fā)展路徑來看，工業(yè)領(lǐng)域，化石燃料制氫仍占據(jù)主導位置；交通領(lǐng)域，短期優(yōu)先選用工業(yè)副產(chǎn)氫作為主要來源，長期采用可再生能源電解水制氫。在供給結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程中，“藍氫”將成為“灰氫”過渡到“綠氫”的重要階段。雖然藍氫在灰氫的基礎(chǔ)上結(jié)合CCS技術(shù)，成本有所提升，但是依然低于綠氫成本，因此看好藍氫未來的增長空間。
綠氫其經(jīng)濟性受電價的影響較大。如果按照平均工業(yè)電價0.6元計算，產(chǎn)氫成本約40-50元/kg，明顯偏高。據(jù)估算，當電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。長期來看，綠氫占比有望大幅提升。受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束，預測到2030年綠氫比例將上升到13.5%左右。
