制氫行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析 制氫行業(yè)市場前瞻分析

• 黃文玉 2023年5月4日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 778 47
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氫氣是氫元素形成的一種單質(zhì)，化學(xué)式H2，分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。

一、中國制氫行業(yè)發(fā)展概況

氫氣是氫元素形成的一種單質(zhì)，化學(xué)式H2，分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣的密度為0.089g/L(101.325kpa,0°C)，只有空氣的1/14，是世界上已知的密度最小的氣體。所以氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體(由于氫氣具有可燃性，安全性不高，飛艇現(xiàn)多用氦氣填充)。氫氣與電負(fù)性大的非金屬反應(yīng)顯示還原性，與活潑金屬反應(yīng)顯示氧化性。

工業(yè)上一般從天然氣或水煤氣制氫氣，而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業(yè)的裂化反應(yīng)和生產(chǎn)氨氣。氫氣分子可以進入許多金屬的晶格中，造成“氫脆”現(xiàn)象，使得氫氣的存儲罐和管道需要使用特殊材料(如蒙乃爾合金)，設(shè)計也更加復(fù)雜。2018年2月，中國實現(xiàn)氫氣的低溫制備和存儲，獲得科技部2017年度中國科學(xué)十大進展。

開發(fā)先進的煤氣化工藝，膜分離制氧，合成氣膜分離提純氫氣，聯(lián)產(chǎn)發(fā)電以及CO2回收，是大規(guī)模煤制氫的方向。如果能進一步降低空分裝置投資，才可能從根本上降低氫氣的成本，給煤制氫技術(shù)帶來市場競爭力。國外正在進行離子膜的研究，目的是取代常規(guī)深冷制氧單元，空氣通過這種膜便可以實現(xiàn)N2和O2分離，降低裝置投資和煤氣化制氫的成本。

總之，煤、天然氣制氫技術(shù)的應(yīng)用與研究使得我國現(xiàn)階段的制氫水平進行較好的提高，滿足了氫氣需求量使得我國現(xiàn)階段的建設(shè)與發(fā)展有了顯著的提高。我國未來的發(fā)展離不開制氫技術(shù)的發(fā)展，只有進一步提高制氫技術(shù)，我國在未來建設(shè)中就能保證氫的供給量得到滿足，這將進一步保證我國快速穩(wěn)定的發(fā)展。

二、中國制氫行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

制氫，制取氫氣的工藝過程。氫能是一種二次能源，從長遠(yuǎn)看，以水制氫是最有前途的方法，原料取之不盡，而且氫燃燒放出能量后又生成水，不造成環(huán)境污染。常用的制氫方法有：各種礦物燃料制氫、電解水制氫、生物質(zhì)制氫、其他合氫物質(zhì)制氫、各種化工過程副產(chǎn)氫氣的回收等。各種礦物燃料制氫是最主要的制氫方法，但其儲量有限，且制氫過程會對環(huán)境造成污染。

制氫是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的最前端環(huán)節(jié)，當(dāng)前技術(shù)路線多元化不存在單一最優(yōu)模式，需要因地制宜選擇適合所在地資源稟賦、經(jīng)濟條件等客觀環(huán)境的制氫手段。制備氫氣的方法已較為成熟，從多種來源中都可以制備氫氣，每種技術(shù)的成本及環(huán)保屬性都不相同，主要分為四種技術(shù)路線：工業(yè)尾氣副產(chǎn)氫、電解水制氫、化工原料制氫、化石燃料制氫等。利用化石燃料制氫是目前工業(yè)制氫的主要途徑。在石化、鋼鐵、焦化工業(yè)領(lǐng)域，氫氣一般以副產(chǎn)品的形式出現(xiàn)，在循環(huán)經(jīng)濟模式下被當(dāng)作這些企業(yè)的重要化工原料或燃料。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國制氫行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略報告》顯示：

隨著我國氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，氫能的應(yīng)用越來越廣泛。在此背景下，氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2017年我國氫氣產(chǎn)量約為1915萬噸，2019年已經(jīng)超2000萬噸。

2050年中國氫氣需求中性情況下將達(dá)到近6000萬噸，主要增量來自于交通運輸?shù)娜剂想姵剀?。?030年中國的氫氣需求量將達(dá)到3500萬噸/年，產(chǎn)能缺口約1000萬噸/年;到2050年中國的氫氣需求量將達(dá)到6000萬噸/年，其中交通運輸方面的氫氣需求量將達(dá)到2458萬噸/年，產(chǎn)能缺口約2500萬噸/年。

三、中國制氫經(jīng)營模式分析

制氫工藝的不同，決定了制氫的運營路線不同。目前我國主流的制氫方法是中央制氫，其運營模式是在城市周邊地區(qū)建設(shè)大規(guī)模氫氣生產(chǎn)廠，然后通過運氫車將氫氣運輸?shù)匠鞘兄械募託湔?，再由加氫站出售給消費者。

與中央制氫相對應(yīng)的是分布式制氫，其工藝路線主要為電解水制氫，城市中的加氫站在站內(nèi)裝有氫氣發(fā)生器，實現(xiàn)氫氣生產(chǎn)、壓縮、儲存、出售一體化，或者在應(yīng)用端直接安裝氫氣發(fā)生器，實現(xiàn)應(yīng)用端自產(chǎn)自供氫氣。雖然電解水制氫耗費大量電能，不過我國結(jié)合我國分布式能源并網(wǎng)裝機與棄風(fēng)、棄水電量情況，可以發(fā)現(xiàn)分布式制氫運營模式前景廣闊。

四、制氫市場未來投資趨勢預(yù)測

2017年底，世界氫能委員會提出，到2050年，全球環(huán)境20%的二氧化碳減排要靠氫氣來完成，氫能將占終端能源需求比例達(dá)到18%，為社會創(chuàng)造3000萬個工作崗位。根據(jù)中國的氫能現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，預(yù)計2040年氫能有望成為中國的主體能源，將支撐中國能源工業(yè)需求的10%。如此大的氫能需求將使制氫行業(yè)產(chǎn)能不斷擴大，未來發(fā)展前景良好。

21世紀(jì)，我國和美國、日本、加拿大、歐盟等都制定了氫能發(fā)展規(guī)劃，并且目前我國已在氫能領(lǐng)域取得了多方面的進展，在不久的將來有望成為氫能技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)先的國家之一，也被國際公認(rèn)為最有可能率先實現(xiàn)氫燃料電池和氫能汽車產(chǎn)業(yè)化的國家。在此背景下，氫氣產(chǎn)量持續(xù)增長。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2017年我國氫氣產(chǎn)量約為1915萬噸，2019年已經(jīng)超2000萬噸。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)前國內(nèi)補貼后的氫價約為40元/kg，結(jié)合對氫氣產(chǎn)量的分析，現(xiàn)對我國制氫市場規(guī)模做出如下預(yù)測，2019年我國制氫行業(yè)的市場規(guī)模約為7175億元，到了2025年，市場規(guī)模將超過8800億元，達(dá)到約8802億元的水平。

我國已有多個省市發(fā)布了氫能和氫燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃，上海、如皋、等城市積極謀劃氫能城市建設(shè)，形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六大氫能和氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)群。然而我國氫能和燃料電池相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨巨大挑戰(zhàn)，燃料電池和氫能核心技術(shù)能力、關(guān)鍵部件與裝備、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等方面亟待加強。進入2021年，氫能等新能源已被寫入多省區(qū)的“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)等相關(guān)建議稿中，并對綠色低碳發(fā)展、清潔能源轉(zhuǎn)型進行重點強調(diào)，敲定了未來5-10年的新能源發(fā)展藍(lán)圖。截至目前，已有廣東、山東、吉林、陜西、上海等多省市明確將推動氫能發(fā)展作為未來五年重要工作。

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