• 勢銀觀點 | 解讀“氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)”

    發布時間:2022年03月24日  瀏覽量:

    3月23日上午10:00,國家發展改革委召開新聞發布會,介紹《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》有關情況。

    勢銀觀點 | 解讀“氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)” 

    《規劃》科學分析了我國氫能產業的發展現狀,明確了氫能在我國能源綠色低碳轉型中的戰略定位、總體要求和發展目標,提出了氫能創新體系、基礎設施、多元應用、政策保障、組織實施等方面的具體規劃,為我國氫能產業中長期發展描繪了宏偉藍圖。

    勢銀(TrendBank)對該《規劃》進行了解讀,具體如下——

    1.交通領域依舊重點推進中重型車輛應用

    在2020年9月由五部委發布的“以獎代補”政策中,是首次官方層面提出重點發展中重型車輛,且補貼積分也有傾斜,此次《規劃》依然是重點推進中重型車輛,對于客、貨車市場需要拓展市場空間,并與鋰電池純電動汽車形成互補發展模式。

    預計在示范期內,交通領域主要以中重型車輛替換為主,根據不同城市和區域,客、貨車將在新增市場空間有一定增量,純電動發展較為完善的領域將會有一段較長的蟄伏期,如乘用車、公交等。

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    截至2021年底全國燃料電池重卡投運情況和分布

    來源:勢銀(TrendBank)

    2.儲能領域發力,燃料電池發電系統市場增長空間將大幅提升

    隨著儲能領域的發力,燃料電池系統將在除交通領域外多領域多地區有更大的發展空間。包括:

    熱電聯供:主要推動在社區、園區、礦區、港口等區域布局燃料電池分布式熱電聯供設施;

    備用電源:主要在通信基站、數據中心、鐵路通信站點、電網變電站等基礎設施工程建設中推動燃料電池備用電源的裝機市場;

    電網調峰:主要探索在可再生能源基地,以燃料電池為基礎進行的發電側調峰技術的研發和示范;

    微電網:主要在特點地區和區域開展氫電融合的微電網示范,推動燃料電池分布式發電的應用實踐。

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    近一年內國內燃料電池發電系統示范項目

    來源:勢銀(TrendBank)

    3.進一步擴大試點示范區域

    《規劃》原文提到,在供應潛力大、產業基礎實、市場空間足、商業化實踐經驗多的地區穩步開展試點示范,目前除了已經確定的北京、上海、廣州、河北、河南五大城市群外,國內還有非常多地區和城市擁有較為完善產業鏈以及氫能示范經驗,如成渝、湖北、山東、江蘇、山西等省市和區域,預計在已確定的城市群獲得可復制可推廣的經驗后續會有更多的中央財政支持。

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    五大城市群產業現狀匯總

    來源:勢銀(TrendBank)

    4.持續支持推進國產化關鍵核心材料的技術水平

    《規劃》中對于燃料電池技術的推進主要在技術創新方面,防止地區、企業盲目跟風、同質化競爭、低水平建設。

    1)在關鍵材料方面重點提高關鍵性能指標和批量化生產的能力,從而提升燃料電池的可靠性、穩定性和耐久性,目前我國在關鍵材料技術儲備上已經較為充分,從專利數據分析來看,近五年國內校企專利數明顯增多,且從專利技術路線來看基本涵蓋了國際范圍內在研的所有技術,并無技術斷層和缺失現象;

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    來源:勢銀(TrendBank)

    2)在核心零部件的研發制造方面需要著力推進,目前我國的核心零部件產業國產化進度是非常明顯的,2021年推廣的燃料電池汽車中,核心零部件包括空壓機、循環泵在內國產化率超過了90%;

    3)在車載供氫系統方面需要探索70MPa儲氫瓶車輛應用驗證,主要是由于我國目前所有燃料電池汽車中的車載儲氫瓶基本以35MPa為主,其中70MPa儲氫瓶車型在2022年冬奧會上由福田汽車裝車示范;

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    2021年不同儲氫壓力儲氫瓶裝車情況

    來源:勢銀(TrendBank)

    5.制氫端清潔化、低碳化、低成本;水電解裝備企業迎重大利好

    規劃提出制氫端的重點是圍繞清潔化、低碳化、低成本三個方面。

    目前工業上應用的制氫有煤制氫、天然氣制氫、甲醇制氫、工業副產氫、水電解制氫,生物質制氫等。中國已成為世界第一產氫大國,其中80%的氫氣源自煤炭和天然氣等傳統制氫方式。

    煤制氫、天然氣制氫、甲醇制氫等都伴有大量的二氧化碳排放。據勢銀了解,每使用煤炭生產1千克氫氣,產生的碳排放接近20千克。因此,國家需要發展清潔化、低碳化的氫氣并嚴格控制煤制氫等化石能源制氫。

    成本方面目前所有制氫技術中屬工業副產氫提純成本最低,跟煤制氫、天然氣制氫比,副產氫的二氧化碳排放也較低,因此是提倡的也是會發展的一種制氫技術,2025年前副產氫的利用仍將是主流。

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    2021年中國氫氣來源

    來源:勢銀(TrendBank)

    針對傳統制氫方式碳排放高的特點,本次國家能源局提出未來氫能發展的目標之一是不新增碳排放,重點發展可再生能源制氫,嚴格控制化石能源制氫,在2025年達到10-20萬噸/年的可再生能源制氫規模。

    隨著國家對可再生能源制氫的重視,勢銀(TrendBank)認為,這對推動可再生能源制氫產業鏈發展具有重大的積極意義。

    為滿足2025年每年10-20萬噸的可再生能源制氫規模,中國未來需要制造和投產700-1400MW的水電解制氫設備來滿足可再生能源的制氫需求,這大大超過了目前中國的水電解制氫設備出貨量。

    因此,為了匹配未來巨大的制氫規模,水電解制氫設備產業鏈相關企業必將在未來幾年快速發展。

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    水電解制氫設備出貨量對比

    來源:勢銀(TrendBank)

    據勢銀(TrendBank)統計,2021年前中國涉及電解槽設備制造的企業有7家,其中5家企業聚焦于堿性電解槽的開發,2家企業專注于質子交換膜電解槽的開發。

    而在2021年,水電解產業“百花齊放”,有9家企業先后推出不同類型的電解槽產品,其中5家企業推出了堿性電解槽設備,4家企業推出了質子交換膜電解槽設備。

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    國內部分電解槽及相關零部件企業

    來源:勢銀(TrendBank)

    6.規劃提倡氫能多元化應用,綠氫工業應用也將迎來爆發

    勢銀(TrendBank)觀點:在氫能消費端,可再生能源制氫的推廣也可以加快包括交通、工業、鋼鐵等多個高碳領域向低碳進行轉型。

    氫氣作為工業氣體,應用于石油煉化、化工合成(合成甲醇、合成氨等)和鋼鐵等領域,例如作為化工合成的原料或者鋼鐵冶煉的還原氣體。氫氣在石油煉化、合成氨、合成甲醇等領域應用占比較高,約占70%,具體領域應用占比見下圖:

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    氫氣應用領域

    來源:勢銀(TrendBank)

    勢銀(TrendBank)認為,可再生能源生產的低碳氫氣將對化工和鋼鐵領域脫碳產生巨大幫助。例如,在甲醇工業中應用低碳氫氣,可以有效減少甲醇合成工藝中是二氧化碳排放。

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    將綠氫和煤制甲醇相耦合后的工藝過程

    來源:勢銀(TrendBank)

    勢銀(TrendBank)估測,若在一個年產150萬噸的甲醇合成工廠投產10臺1000Nm3/h的堿性水電解制氫設備,每年可以生產7000噸以上的低碳氫氣,減少14萬噸左右的碳排放。

    7.明確加氫站的建設方向

    國家發改委指出,目前國內已建成加氫站200余座,以35兆帕為主,液氫、制氫加氫一體站經驗不足;目前加氫站設計能力以500到1000公斤每天為主,大規模的加氫站需要進一步建設布局。

    加氫站建設需統籌布局,堅持安全為先,節約集約利用土地資源,支持依法依規利用現有加油加氣站的場地設施改擴建加氫站。探索站內制氫、儲氫和加氫一體化的加氫站等新模式。

    勢銀(TrendBank)統計數據顯示,截至2021年底,我國已建成加氫站日加注能力500到1000公斤的占比54%。

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    來源:勢銀(TrendBank)

    目前全國范圍內制氫加氫一體站僅少量示范。

    勢銀觀點 | 解讀“氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)” 

    來源:勢銀(TrendBank)

    2021年中國新建的具備70MPa加氫能力的加氫站數量較2020年接近翻倍。

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    來源:勢銀(TrendBank)

    2021年全國新建加氫站中近一半為合建站。

    勢銀觀點 | 解讀“氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)”

    來源:勢銀(TrendBank)

    2018年至今,中國建成加氫站中1000kg/d及以上的大站占比越來越高。

     

    勢銀觀點 | 解讀“氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)”

    來源:勢銀(TrendBank)

    勢銀(TrendBank)認為,國家層面已明確加氫站的建設方向,一是高壓化(70MPa),二是大規?;?000公斤/天以上),三是合建站,四是制儲用一體化探索。以2025年燃料電池車輛保有量約5萬輛,每站消納100輛燃料電池車輛來估算,2025年我國至少需要建成加氫站500座。

    8.構建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系

    目前儲運體系主要為20 MPa高壓氣體應用,有機液態與固態儲運仍處于產業化初期階段,低溫液態與管道儲運規模較小。規劃明確指出逐步構建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。

    勢銀(TrendBank)認為,第一,提高高壓氣態儲運效率,加快降低儲運成本,有效提升高壓氣態儲運商業化水平。

    其中,碳纖維是高壓氣態儲氫容器的關鍵材料,國內科學技術領域仍需推進,以達到氫能源燃料電池車領域的輕量化需求,從而推動高壓儲氫瓶規?;a。

    并且,規?;纳a會降低材料成本,據勢銀(TrendBank)測算,當儲氫瓶生產規模由 1萬套提高到 50 萬套時,氫氣瓶成本會下降 20%。

    第二,推動低溫液氫儲運產業化應用,探索固態、深冷高壓、有機液體等儲運方式應用。據勢銀(TrendBank)統計,自2020年至2022年3月,國內上馬了27項大型液氫產業項目(含示范性項目),預計2022-2025年大部分將投產,屆時將大幅度提升液氫產能。

    目前最長的氫氣運輸管道為巴陵-長嶺輸氫管道,2014 年,岳陽市巴陵石化就建成了全長 42 公里的全國最長輸氫管道。該管道的建成利用和解決了企業間的供需屏障,是輸氫管道建設的良好范本。

    有機液態儲氫能夠很好的解決氫儲運過程中的安全問題,脫氫是目前的技術難點,固態儲氫在燃料電池有著很好的應用,同樣存在諸多技術難點。因此在有機液態和固態儲氫領域,政府方面應給予企業和科研院所一定的產業支持,企業與科研院所之間應通力合作,提前布局,力求突破儲氫體系發展。

    以下為《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》全文(重點已用黃色底色標注)——

    勢銀觀點 | 解讀“氫能產業發展中長期規劃(2021-2035)”

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    文章來源:勢銀能鏈


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