《金正縱橫:2023中國氫能產業發展藍皮書(45頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《金正縱橫:2023中國氫能產業發展藍皮書(45頁).pdf(45頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)中國氫能產業發展 藍皮書(2023)北京金正縱橫信息咨詢有限公司北京金正縱橫信息咨詢有限公司 能源戰略研究中心能源戰略研究中心 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)序言序言 氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。氫能產業鏈較長(圖 1),氫能產業的快速發展有望帶動全球就業、促進經濟發展、減少二氧化碳排放、保障國家能源安全等。根據國際氫能委員會(Hydrogen Council)預測,到 2050 年,氫能產業將創造 3000 萬個工作崗位,減少 6
2、0 億噸二氧化碳排放,創造2.5 萬億美元產值,在全球能源中所占比重有望達到 18%。圖圖 1 氫能產業鏈示意圖氫能產業鏈示意圖1 近年來,氫能在世界各國國家戰略布局中的地位日益凸顯,以日本、韓國、歐盟、美國為代表的世界發達國家和地區都開展了氫能戰略布局,紛紛制定氫能發展政策,積極探索氫氣制備、儲運及應用的全產業鏈技術路線,致力于建設“氫能社會”,助力國家實現能源轉型、節能減排、保障國家能源安全以及刺激經濟增長。氫能是我國實現“雙碳”戰略目標的重要抓手,近年來,隨著國家政策的密集出臺,我國氫能產業呈現出快速發展的趨勢,但是相較于日本、歐洲、美國等國家,我國氫能產業仍存在政策引導不夠、統籌協調不
3、足、關鍵零部件未完全自給、基礎設施建設不充分、產業經濟性較差等方面的挑戰2。如何應對這些挑戰,是我國政府、企業、學者需要持續思考和探索的問題。本報告基于全球氫能產業發展現狀及趨勢的分析,重點梳理了我國氫能“制、儲、運、用”產業鏈發展中存在問題,并提出針對性的建議,以期對我國氫能產業的可持續發展并提出針對性的建議,以期對我國氫能產業的可持續發展提供參考。提供參考。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)目目 錄錄 1、全球氫能產業發展現狀及趨勢、全球氫能產業發展現狀及趨勢.1 1.1 全球氫能產業政策及規劃現狀.1 1.2 全球氫能需求、應用現狀.2 1.3 全球氫能項目
4、、投資現狀.4 1.4 全球氫能產業技術發展現狀.6 1.5 全球氫能產業總體發展趨勢.8 2、我國氫能產業發展現狀及存在問題、我國氫能產業發展現狀及存在問題.9 2.1 我國氫能產業發展現狀.9 2.1.1 國家及地方政策.9 2.1.2 制氫:我國是世界最大產氫國,氫源以煤炭為主,電解水制氫占比小.19 2.1.3 儲氫:以 III 型儲氫瓶高壓氣態儲氫方式為主,儲氫技術及設備與國外差距較大.25 2.1.4 運氫:以 20MPa 高壓氣氫拖車運輸為主,正在逐步探索管道摻氫輸送方式.27 2.1.5 應用:主要應用于能源及石化、化工領域,其他領域處于試驗或小規模應用階段.28 2.2 我國
5、氫能產業發展存在的問題.30 2.2.1 各地方政策規劃同質化嚴重,缺乏統籌協調,全國統一大市場尚未形成.30 2.2.2 技術創新不足,產業鏈各環節部分關鍵技術水平與國外差距較大.31 2.2.3 基礎設施建設不足,影響氫能應用場景的推廣.32 2.2.4 氫能產業處在培育初期,產業鏈各環節成本較高,商業化推廣困難.32 2.2.5 標準規范建設尚未形成完整體系,儲運、加氫、安全等領域的標準規范仍不健全.33 3、我國氫能產業發展政策建議、我國氫能產業發展政策建議.33 3.1 加強政策引導,統籌氫能產業發展布局.33 3.2 實施龍頭企業保鏈穩鏈工程,以技術創新為價值引領,加強關鍵技術的研
6、發攻關.33 3.3 依托我國成熟的加油站點布局及管道建設基礎,加快推進氫能基礎設施建設.34 3.4 加強財政扶持及企業間合作,創新運營模式、加強示范應用,提升氫能經濟性.35 3.5 加強國際合作,依托氫能制儲輸用示范工程,建立完善氫能產業標準體系.35 附表一附表一 我國氫能相關的國家標準我國氫能相關的國家標準.36 附表二附表二 我國氫能相關的行業標準我國氫能相關的行業標準.38 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)1 1、全球氫能產業發展現狀及趨勢、全球氫能產業發展現狀及趨勢 1.1 全球氫能產業政策全球氫能產業政策與與規劃規劃現狀現狀 目前全球已有 30
7、 多個國家推出氫戰略、制定了氫能發展路線圖。日本早在 2017 年就推出了基本氫能戰略,計劃在 2030 年形成 30 萬噸/年的供應能力,建設加氫站 900 座。之后,韓國、歐洲國家以及美國也已相繼推出氫戰略/氫能發展路線圖,支持氫能產業的發展。以歐洲為例,2020 年 4 月,荷蘭正式發布國家級氫能政策,計劃到 2025 年建設 50 個加氫站、投放 15000 輛燃料電池汽車和 3000 輛重型汽車,到 2030 年投放 30 萬輛燃料電池汽車。2020 年 6 月,德國政府正式通過了國家氫能源戰略,為清潔能源未來的生產、運輸、使用和相關創新、投資制定了行動框架。2020 年 7 月,歐
8、盟發布了歐盟氫能戰略和歐盟能源系統整合策略,希望借此為歐盟設置新的清潔能源投資議程,以達成在 2050 年實現碳中和的目標,同時在相關領域創造就業,進一步刺激歐盟在新冠疫情后的經濟復蘇。我國在 2022 年 3 月推出了氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)3,明確了氫能的戰略定位,并提出氫能產業 2030 年和 2035 年發展目標,為加快推動能源革命、科技革命和產業變革注入了新動能。表表 1 全球典型國家氫能戰略全球典型國家氫能戰略/規劃規劃 時間時間 國家國家 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 2017年 日本 基本氫能戰略 2030 年形成 30 萬噸/年的供應能力,加氫
9、站 900 座;燃料電池轎車 80 萬輛;燃料電池公共汽車 1200 輛;燃料電池叉車 1000 輛;2050年目標,形成 500-1000 萬噸/年的供應能力,主要用于氫能發電;加氫站取代加氣站;燃料電池汽車取代傳統汽油燃料車;引入大型燃料電池車。2019年 韓國 氫經濟發展路線圖 在 2030 年進入氫能社會,率先成為世界氫經濟領導者。政府計劃到 2040 年氫燃料電池汽車累計產量增至 620 萬輛,加氫站增至 1200個,燃料電池產能擴大至 15GW,氫氣價格約為 3000 韓元/kg(約 17.6元/公斤)。韓國計劃五年內投資 2.6 萬億韓元(約 152 億元人民幣),加大氫燃料電池
10、汽車的推廣普及。2020年 荷蘭 國家氫能戰略 計劃到 2025 年建設 50 個加氫站、投放 15000 輛燃料電池汽車和3000 輛重型汽車,到 2030 年投放 30 萬輛燃料電池汽車。2020年 德國 國家氫能戰略 為清潔能源未來的生產、運輸、使用和相關創新、投資制定了行動框架。第一階段為 20202023 年,國內氫能市場打好基礎,第二階段為 20242030 年,穩固國內市場,加強歐洲與國際市場,服務德國經濟。同時,德國政府任命了一個國家氫能源委員會,由多領域產學研專業人士組成,并將在現有基礎上投入 70 億歐元用于氫能源市場推廣、北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮
11、書(2023)2 時間時間 國家國家 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 20 億歐元用于相關國際合作。2020年 歐盟 歐盟氫能戰略 把綠氫作為未來發展的重點,主要依靠風能、太陽能生產氫,并制定了三大階段性目標。第一階段為 2020-2024 年,在歐盟境內建成裝機容量為 6GW 的電解槽(單槽功率達 100MW),可再生氫能年產量超過 100 萬噸。第二階段為 20252030 年,建成多個地區性制氫產業中心,電解槽裝機容量提升至 40GW 及以上,可再生氫能年產量達到 1000萬噸。第三階段為 20302050 年,重點是氫能在能源密集產業的大規模應用,典型代表是鋼鐵和物流行業。202
12、0年 美國 氫能項目計劃 20204 為美國的氫能研究、開發和示范活動提供戰略框架。其中一些關鍵的美國氫能項目目標如下:氫氣生產成本降至 2 美元/公斤、輸配成本2 美元/公斤;工業和固定發電部門用氫價格降至 1 美元/公斤;用于長途運輸的重型卡車的燃料電池成本降至 80 美元/千瓦,運行壽命達到25000 小時;車載氫氣存儲成本降至 8 美元/千瓦時、2.2 千瓦時/公斤、1.7 千瓦時/升;電解槽成本降至 300 美元/千瓦,運行壽命達到 80000小時,轉換效率 65%;用于燃料適應性固定高溫燃料電池系統的燃料電池系統成本 900 美元/千瓦,40000 小時穩定運行壽命。2022年 美
13、國 國家清潔氫戰略與路線圖(草案)該草案確定了清潔氫的關鍵戰略方向,以及近、中、長期行動時間表。2030 年將清潔氫產量從目前的幾乎為零增加到每年 1000 萬噸,到2040 年增加到每年 2000 萬噸,2050 年增加到 5000 萬噸。2022年 中國 氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)到 2025 年,形成較為完善的氫能產業發展制度政策環境,產業創新能力顯著提高,基本掌握核心技術和制造工藝,初步建立較為完整的供應鏈和產業體系。燃料電池車輛保有量約 5 萬輛,部署建設一批加氫站??稍偕茉粗茪淞窟_到 10-20 萬噸/年,成為新增氫能消費的重要組成部分,實現二氧化碳減排 10
14、0-200 萬噸/年;到 2030 年,形成較為完備的氫能產業技術創新體系、清潔能源制氫及供應體系,產業布局合理有序,可再生能源制氫廣泛應用,有力支撐碳達峰目標實現;到2035 年,形成氫能產業體系,構建涵蓋交通、儲能、工業等領域的多元氫能應用生態??稍偕茉粗茪湓诮K端能源消費中的比重明顯提升,對能源綠色轉型發展起到重要支撐作用。1.2 全球氫能需求、應用現狀全球氫能需求、應用現狀 國際能源署發布的全球氫能回顧 2022報告顯示,全球氫能需求正在增長,關鍵應用領域需求正在提升。2021 年,全球氫能需求增長 5%,達到 9400 萬噸,超過新冠疫情前的水平(2019 年為 9100 萬噸),約
15、占全球終端能源消費總量的 2.5%。全球氫氣需求的增長主要來自煉油和工業等傳統應用領域。2021 年隨著全球經濟復蘇,北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)3 精煉石油產品需求恢復,煉油行業氫氣需求快速恢復,需求量約 4000 萬噸,同比增長 5.3%。與此同時,氫氣的應用場景不斷拓寬,在新興領域的應用飛速發展。例如,氫燃料電池已經不局限于應用在車輛上,在航運領域、民用無人機領域都有成熟應用。隨著氫能各種技術成本的下降,國際氫能委員會預計到 2030 年,氫氣可能成為在 20 多種應用場景中最具競爭力的低碳解決方案,主要包括長途卡車運輸、航運、煉油和鋼鐵冶金等。據國際
16、能源署統計,2021 年,全球新興應用領域的氫能需求增長 60%,至約 4 萬噸。在首個純氫還原鐵示范項目開工僅一年后,全球多個新項目迅速發布公告,第一批氫燃料電池列車已在德國開始運營,還有 100 多個氫及氫基燃料用于航運的試點和示范項目;在電力領域,氫和氨的使用受到越來越多的關注,根據已公布項目統計,到 2030 年氫和氨發電規模將達到近 3.5 吉瓦。氫能下游應用場景的拓寬為提振氫氣需求起到了重要作用。截至 2021 年底,全球燃料電池汽車存量已經超過了 5.1 萬輛,較 2020 年底的 3.3 萬輛增長超過 50%,創下了歷史最高紀錄。交通已經成為氫能應用擴張最為迅速的行業。自 20
17、20 年起,交通部門對氫能需求已增長 60%。圖圖 2 2019-2021 年交通領域的氫能消費年交通領域的氫能消費(按車輛部分劃分)(按車輛部分劃分)中國是全球最大的氫消費國,2021 年氫需求量約為 2800 萬噸,比 2020 年增長 5%;其次是美國和中東,都在 1200 萬噸左右,同比分別增長 8%和 11%。在 IEA 既定政策情景1 1 既定政策情景代表了一條根據政府迄今為止實際實施的能源和氣候措施,以及正在制定的具體政策舉措而設想的路徑。05101520253035201920202021氫能消費(千噸)轎車公交車商用車 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2
18、023)4 (STEPS)下,預計到 2030 年全球氫需求將達到 1.15 億噸,但新興應用領域的氫需求不到200 萬噸。如果要達到各國政府作出的氣候承諾目標,根據 IEA 承諾目標情景(APS)2,全球氫需求需要達到 1.3 億噸(其中 25%來自新興應用領域);而要實現 2050 年凈零排放目標,則 2030 年氫需求要達到 2 億噸。圖圖 3 2019-2030 年既定政策情景(年既定政策情景(STEPS)和承諾目標情景()和承諾目標情景(APS)中按部門劃分)中按部門劃分的全球氫能需求(單位:百萬噸)的全球氫能需求(單位:百萬噸)圖圖 4 2019-2021 年按地區劃分的全球氫能需
19、求(單位:百萬噸)年按地區劃分的全球氫能需求(單位:百萬噸)1.3 全球氫能項目、投資現狀全球氫能項目、投資現狀 根據國際氫能委員會(Hydrogen Council)研究發布的報告顯示5,截至 2021 年,氫能 2 承諾目標情景是指假設政府宣布的各項目標都按時足額實現,包括長期凈零排放目標和能源普及目標。020406080100120140201920202021STEPSAPSMt H2精煉工業其他0102030405060708090中國美國中東歐洲印度世界其他地區Mt H22019年2020年2021年 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)5 產業鏈上不同
20、國家共宣布了 228 個大型氫能項目。其中 126 個位于歐洲,46 個位于亞洲,占比共達到了 75%(圖 5)。歐洲宣布的氫能項目在數量上領先全球,其次是澳大利亞、日本、韓國、中國和美國。在項目類型上,規?;I利用的氫能項目最多,共 90 個,占比達 40%;其次是氫能源運輸項目,共 53 個;大型制氫項目(即每年超過 1 千兆瓦的可再生能源發電和超過 20 萬噸的低碳氫項目)有 17 個,主要位于歐洲、澳大利亞、中東和智利。國際氫能委員會預計,如果這 228 個項目全部實施,預計到 2030 年氫能產業鏈總投資將超過 3000 億美元。圖圖 5 氫能源項目地理位置分布區域及項目類型分布圖
21、氫能源項目地理位置分布區域及項目類型分布圖 資料來源:國際氫能委員會發布的氫產業洞察報告資料來源:國際氫能委員會發布的氫產業洞察報告 2021 全球規劃的全球規劃的低排放制氫項目不斷增加,但達到最終投資決定階段的極少低排放制氫項目不斷增加,但達到最終投資決定階段的極少。2021 年,全球氫需求的大部分增長由化石燃料制氫滿足;低排放氫產量不到 100 萬噸,而且幾乎全部來自于配備碳捕集、利用與封存(CCUS)的化石燃料制氫。當前,低排放制氫項目規劃正以驚人的速度增長,根據目前規劃項目推算,到 2030 年全球低排放氫產量將達到 1600-2400萬噸/年,其中基于電解水制氫產量為 900-140
22、0 萬噸/年,電解槽裝機容量將達到 134-240 吉瓦,基于化石燃料制氫結合 CCUS 的氫產量為 700-1000 萬噸/年。在世界各國的承諾目標情景下,到 2030 年低排放氫產量需將達到 3400 萬噸/年,要實現 2050 年凈零排放目標則需要2030 年低排放氫產量達到 1 億噸/年。目前,很大一部分低排放制氫項目處于高級規劃階段,只有少數(4%)項目正在建設中或已達成最終投資決定(FID),主要原因包括需求不確定性、缺乏監管框架以及向最終用戶輸送氫的可用基礎設施不足等6。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)6 圖圖 6 2020 和和 2021 年全球
23、氫氣生產來源(單位:百萬噸)年全球氫氣生產來源(單位:百萬噸)歐洲和澳大利亞是電解水制氫項目的領跑者。根據目前的項目統計,到 2030 年歐洲電解制氫產量可能接近 500 萬噸,其中德國和西班牙合計有 140 萬噸。澳大利亞由于其良好的光伏和風力發電資源條件,已成為電解制氫項目的熱門地區,到 2030 年該國可再生能源電力制氫產量可能達到 300 萬噸,電解槽裝機容量將接近 50 吉瓦。預計到 2030 年拉丁美洲、中東和非洲電解制氫產量也將超過 400 萬噸,通常用于向歐洲和亞洲出口。我國 2021 年公布了幾個電解槽項目,但是 2022 年 3 月之后宣布項目有所減少,可能與我國的疫情封控
24、以及我國 3 月新出臺的氫能發展規劃有關。1.4 全球氫能全球氫能產業產業技術技術發展發展現狀現狀7 氫能產業鏈包括制、儲、運、用等環節,其涉及到的技術種類繁多。據智慧牙專利數據庫統計,目前全球氫能相關的授權專利多達 130 萬件,從專利申請年份來看,自 2003 年開始爆發性增長,2013-2016 年專利申請達到頂峰,2016 年之后逐年下降。氫能產業鏈各環節的技術經過了 20 余年的重點研發,雖然取得了一定的成就,但是目前仍然存在多方面的挑戰。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)7 圖圖 7 近近 20 年年全球氫能相關專利申請年份分布全球氫能相關專利申請年份
25、分布 在在制氫領域制氫領域,化石能源制氫以及工業副產制氫技術已經成熟,目前全球約有占比 90%以上的氫是基于化石能源制氫和工業副產氫這兩種技術路線生產而來。但是,工業副產氫的產能有限,化石能源制氫則存在較大的碳排放。改進現有制氫工藝,或者開發全新的綠色制氫工藝以減少碳排放,是氫氣規?;瘧妹媾R的主要挑戰。其主要的解決途徑包括:(1)將常規制氫與 CCUS 相結合,這是當前低碳制氫的主要途徑,但是當前還并沒有成熟的常規制氫+CCUS 商用項目,其經濟型有待進一步探索和驗證;(2)利用可再生能源(太陽能、風能等)電解水制氫,但是當前全球可再生能源制氫成本大大高于常規能源制氫,目前尚不能實現盈虧平衡
26、。綠氫經濟性受到制氫方式、應用場景、運輸距離和儲運方式等多因素的影響,因此,未來應當提升各種技術的技術經濟性并平衡好環境效應,因地制宜使用。8 在在氫能氫能儲運環節儲運環節,高壓氣態和高壓液態氫儲運技術相對成熟,是現階段主要的儲運方式。而固態儲運因其是以金屬氫化物、化學氫化物或納米材料等作為儲氫載體,具有儲氫密度高、安全性好、氫氣純度高等優勢,是未來熱門的研究方向之一,但目前國內外均仍處于研究開發階段。長時且大量的氫氣可以被儲存到鹽穴、枯竭油氣層或含水層中,其中鹽穴儲存具備相對成本較低、污染較小的優勢,最適合大規模儲氫,但是鹽穴儲氫技術還存在一定的難點技術問題亟待解決,例如鹽穴儲氫庫的選址、造
27、穴、排鹵、泄露監測等9。管道輸氫管道輸氫被視為未來氫氣運輸的主要方式,包括純氫管道輸送以及天然氣摻氫輸送,其特點是面向大規模長距離輸送,其運營成本低,管道使用壽命可達 4080 年,但是輸氫管道建設成本高,安全維護要求高。目前管道輸氫技術在國外相對較為成熟,但是全球輸氫管道建設里程不足,短期內也難以實現快速新建大量氫氣運輸管網。020406080100120專利數量(千)北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)8 在應用環節在應用環節,由于燃料電池汽車具備長續航里程、快速加注、高功率密度、低溫自啟動等技術特點。因此,氫燃料電池汽車是新能源汽車的最具發展前景的技術路線之一
28、。但整體而言,氫燃料電池仍處于起步階段,產業化進程尚需時日。在傳統石化、化工領域,例如煉油化工加氫、化工合成氨、尿素、甲醇等,這些領域技術路線成熟,目前面臨的主要挑戰為,在碳排放約束下,如何改進工藝,降低能耗及碳排放,降低成本。在其他領域,例如綠氫化工、鋼鐵冶金、儲能、建筑、發電、天然氣摻氫等領域的應用仍處于初級階段,目前技術仍不成熟。1.5 全球氫能產業全球氫能產業總體總體發展趨勢發展趨勢 氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,近年來,在“能源安全、降低碳排放以及實現經濟增長”等關鍵因素的驅動下,全球氫能產業展現出蓬勃發展的態勢。(1)氫能在國家戰略布局中的地位日益凸顯。2020
29、 年以來,世界經歷百年未遇之大變局:地緣政治沖突導致國際不穩定因素增加,能源安全成為歐洲各國乃至世界各國共同關注的重點;疫情的沖擊導致全球經濟衰退,急需尋找新的經濟增長點;全球氣候變暖驅動世界各國發展綠色能源,節能減排,碳中和戰略逐漸成為國際共識和大多數國家的普遍行動。氫能作為一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源,在世界各國戰略布局中的地位日益凸顯,日本、韓國、歐洲、美國等發達國家和地區紛紛制定氫能發展政策,積極探索氫氣制備、儲運、加注及應用的全產業鏈技術路線,致力于建成“氫能社會”,實現能源轉型、節能減排、保障國家能源安全以及刺激經濟增長。(2)可再生能源制氫是最終方向。由于資源稟賦各
30、異、發展定位不同,各國制備氫氣的技術路線也各有側重。如歐洲國家長期致力于可再生能源制氫,澳大利亞采取可再生氫優先的戰略兼具發展化石燃料制氫,而日本更多依賴海外氫能供應體系。但毋庸置疑的是,可再生能源制氫將是未來氫源的核心方向,也是開展國際合作的重要領域。但是當前,全球可再生能源制氫成本大大高于常規能源制氫,目前尚不能實現盈虧平衡,其經濟性受到制氫方式、應用場景、運輸距離和儲運方式等多因素的影響。但是隨著可再生能源發電項目的大規模布局、電解槽等相關設備供應鏈的擴大以及氫能利用水平的提高,國際氫能委員會預測,到 2030 年可再生能源制氫成本與 2020 年相比將降低 60%,制氫成本可能在 1.
31、4 美元-2.3 美元/千克之間。對于灰氫和藍氫而言,由于制氫過程產生 CO2排放,碳排放成本極大地影響了其經濟性,但是目前全球低碳制氫的勢頭非常強勁,成本也在持續下降。隨著碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術的成熟和 CO2儲存和運輸基礎設施的規?;ㄔO,如果每噸 CO2當 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)9 量成本為 35-50 美元,那么預計最早可在 2028 年實現盈虧平衡。(3)應用場景逐步走向多元10。主要國家氫能應用場景主要聚焦在交通領域,目前也開始往發電、儲能和工業脫碳領域拓展。如日本運用氫與氨摻燒的方式來探索發電脫碳化和工業部門脫碳化,德國在氫能
32、冶金、泛歐加氫網絡等方面均有示范項目持續推進。隨著俄烏沖突帶來的地緣政治影響,氫能加速發展的時間窗口或將會提前??梢灶A見,未來圍繞氫能領域的技術、標準、產業、市場等方面的競爭將會更加激烈,國際合作的空間也會更加廣闊。2、我我國氫能產業國氫能產業發展發展現狀現狀及及存在問題存在問題 2.1 我國氫能產業我國氫能產業發展發展現狀現狀 2.1.1 國家及地方政策國家及地方政策:產業發展政策密集發布,為氫能產業發展注入動力:產業發展政策密集發布,為氫能產業發展注入動力 在減少碳排放、能源安全、促進經濟增長等因素的驅動下,我國緊跟國際步伐,制定并發布了一系列氫能產業政策。早在 2006 年,我國“十一五
33、”科學技術發展規劃將氫能與燃料電池技術列入超前部署的前沿技術,并開展重點研究。之后,在“十二五”、“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃 中多次提出將可再生能源制氫、燃料電池技術創新發展作為重點發展內容11。2019 年兩會期間,氫能被首次寫入政府工作報告。隨后氫能產業政策密集出臺,工信部、國務院、發改委等多部門陸續發布支持、規范氫能產業的發展政策。2020 年 9 月,財政部、工業和信息化部、科技部、國家發展改革委、國家能源局印發關于開展燃料電池汽車示范應用的通知(以下簡稱通知),決定將燃料電池汽車的購置補貼政策調整為燃料電池汽車示范應用支持政策,對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關鍵核心技術
34、產業化攻關和示范應用給予獎勵,爭取用 4 年左右時間,逐步實現關鍵核心技術突破,構建完整的燃料電池汽車產業鏈,為燃料電池汽車規?;a業化發展奠定堅實基礎。根據 通知,中央財政通過對新技術示范應用以及關鍵核心技術產業化應用給予獎勵,加快帶動相關基礎材料、關鍵零部件和整車核心技術研發創新。獎勵資金由地方和企業統籌用于燃料電池汽車關鍵核心技術產業化,人才引進及團隊建設,以及新車型、新技術的示范應用等,不得用于支持燃料電池汽車整車生產投資項目和加氫基礎設施建設。中央財政將采取“后補助”方式,以結果為導向,依據驗收評估和績效評價結果核定并撥付獎勵資金。牽頭城市要組織確定中央財政獎勵資金在示范城市間的分配
35、方案。對工作進度慢、未按進度完成任務的示范城市群,經專家委員會審定,將視情況采取調整實施方案、扣減或暫停撥付獎 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)10 勵資金、暫?;蛉∠痉顿Y格等措施。2022 年 3 月,國家能源局發布氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年),明確氫的能源屬性,提出氫能產業發展基本原則、氫能產業發展各階段目標,部署推動氫能產業高質量發展的重要舉措等,為氫能產業及氫燃料電池汽車的發展注入動力。此外,雙碳目標下,氫能作為清潔能源的未來,已被 30 多個省市寫入了“十四五”發展規劃中。北京、河北、四川、遼寧等省份還紛紛出臺了氫能產業發展實施方
36、案(表 2),一場關于氫能產業的“萬億爭奪戰”悄然打響。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)11 表表 2 我國我國主要主要省市氫能戰略省市氫能戰略/規劃目標及關鍵內容規劃目標及關鍵內容 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 北京市 北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025 年)2023 年前力爭建成 37 座加氫站,推廣燃料電池汽車 3000 輛;2025 年前,京津冀區域累計實現氫能產業鏈產業規模1000 億元以上,力爭完成新增 37 座加氫站建設,實現燃料電池汽車累計推廣量突破 1 萬輛。以冬奧會和冬殘奧會重
37、大示范工程為依托,2023 年前,實現氫能技術創新“從 1 到 10”的跨越,培育5-8 家具有國際影響力的氫能產業鏈龍頭企業。推廣加氫站及加油加氫合建站等靈活建設模式,在京津冀區域開展氫能與可再生能源耦合示范項目,推動在商業中心、數據中心、醫院等場景分布式供電/熱電聯供的示范應用;開展綠氨、液氫、固態儲供氫等前沿技術攻關,實現質子交換膜、壓縮機等氫能產業鏈關鍵技術突破,全面降低終端應用成本超過 30%。2025 年前,培育 10-15 家具有國際影響力的產業鏈龍頭企業,形成氫能產業關鍵部件與裝備制造產業集群,建成 3-4 家國際一流的產業研發創新平臺。在京津冀范圍探索更多應用場景供電、供熱的
38、商業化模式,建設“氫進萬家”智慧能源示范社區,累計推廣分布式發電系統裝機規模 10MW 以上;建設綠氨、液氫、固態儲供氫等應用示范項目,實現氫能全產業鏈關鍵材料及部件自主可控。天津市 天津市科技創新“十四五”規劃 擴大鋰離子電池產業優勢,壯大風電產業規模,強化太陽能產業集成,加快氫能產業布局。到 2025 年,產業規模達到1200 億元,年均增長 8%。研發高效低成本電解制氫、綜合供能燃料電池、副產氫高純化及應用、規?;瘹淠軆Υ媾c快速輸配技術裝備,研究氫能“制儲運加”規?;杉夹g。依托濱海新區臨港、空港片區,以提升氫能應用示范和產業創新為核心,打造氫能應用先行區、京津冀氫能供給集散樞紐、燃料
39、電池集成創新基地。遼寧 遼寧省氫能產業發展規劃(2021-2025年)到 2025 年,全省氫能產業實現產值 600億元,集聚 100 家以上氫能產業相關企業,培育 10 家左右具有核心競爭力和影響力的知名企業;全省燃料電池車輛保有量達到 2000 輛以上,燃料電池叉車保有量達到 1000 輛以上,燃料電池船舶保有量達到 50 艘以上,燃料電池軌道交通車輛保有量達到 10 輛以上,分布式發電系統、備用電源、熱電聯供系統裝機容量達到 100 兆瓦,加氫站 30 座以上。根據遼寧省現有氫能產業發展基礎,以“合理集聚、產業協同、政企聯動、互為支撐”為原則進行空間布局和優化,著力構建“一核、一城、五區
40、”的氫能產業空間發展格局。以現有化工、鋼鐵企業的工業副產氫資源為基礎,發展氫氣提純,挖掘高純氫氣產能;同時積極開展風電、光伏、核能等清潔能源電解水制氫試點示范,推動規?;?、綠色化、低成本的清潔能源制氫技術突破;發展 50 兆帕以上高壓氣態儲氫裝備和低溫液態儲氫裝備,同時開展有機液態儲氫、合金固態儲氫等儲氫材料的研發和生產;發展氫氣壓縮機、超高壓閥門、減壓閥門、調節閥門、氣動閥門、安全閥門、氣體增壓泵、壓力傳感器、加氫槍等加氫站關鍵零部件;重點發展低成本、大功率的燃料電池電堆及規?;a;推動發展燃料電池汽車、船舶、軌道交通等領域的應用。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(20
41、23)12 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 吉林“氫動吉林”中長期發展規劃(2021-2035 年)到 2025 年底,打造吉林西部國家級可再生能源制氫規?;亻L春氫能裝備研發制造應用基地,逐步開展橫向“白城-長春-延邊”氫能走廊建設開展可再生能源制氫示范,形成可再生能源制氫產能達 6-8 萬噸/年2025 年氫能產業產值達到 100 億元 1、實施風光消納規模制氫工程:加快推進可再生能源制氫項目建設,提高氫源保障加快推進長春白城松原可再生能源電解水制氫項目建設,保障重點示范項目氫氣需求鼓勵大型能源企業布局風光氫儲一體化示范項目,推動一
42、批基地項目開工 2、實施工業領域規模用氫工程:開展可再生能源制氫合成氨示范,初步打造綠色化工產業有效結合白城松原化工園區環境容量資源承載度產業基礎社會經濟效益等情況以及可再生能源制氫資源優勢,推動可再生能源制氫合成氨一體化示范項目建設。3、實施多元應用生態構建工程:推動交通領域氫能應用、推動加氫服務網絡建設、推動能源領域氫能應用 河北 河北省氫能產業發展“十四五”規劃 以雄安為核心、張家口為先導,到 2025年建成 100 座加氫站、燃料電池汽車規模達到 1 萬輛、氫能產業鏈年產值達到500 億元。產業格局:重點實施八大工程,謀劃布局 128 個氫能項目,構建“一區、一核、兩帶”產業格局。一區
43、:打造張家口氫能全產業發展先導區。一核:以雄安新區為核心打造氫能產業研發創新高地。兩帶:一是氫能裝備制造產業帶。二是沿海氫能應用示范帶。充分發揮張家口、承德地區風電、光伏可再生資源豐富的優勢,大力推動綠氫制備工程建設,打造國內規模和技術領先的綠氫基地?!笆奈濉逼陂g,規劃布局可再生能源電解水制氫和工業副產氫提純項目 36 個,總投資 317 億元。儲運方面,重點采用高壓氣態儲氫和長管拖車方式,逐步將氫能儲運成本控制在百公里 8 元/公斤以內。探索加氫站、加油站、加氣站、充電站多站合一模式布局。探索新型高效加氫站運營模式,鼓勵配套智能化運營管理系統。十四五”期間,規劃布局加氫站項目 100 座,
44、總投資約 50 億元。河南 河南省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035 年)到 2025 年,氫能產業關鍵技術和設備制造領域取得突破,產業鏈基本完備,產業鏈相關企業達到 100 家以上,氫能產業年產值突破 1000 億元。發揮基礎設施引領作用,適度超前布局建設一批加氫站。搶抓黃河流域生態保護和高質量發展戰略機遇,緊緊圍繞省委、省政府前瞻布局未來產業、提升我省戰略位勢的安排部署,立足我省氫能產業發展基礎和各地氫能產業發展定位,加強頂層設計,優化產業布局,“十四五”期間,重點打造“一軸帶、五節點、三基地”的鄭汴洛濮氫走廊,形成輻射全省和連通陜西“氫能產業集群”、山東“魯氫經濟帶”的黃河中下游
45、氫能產業發展格局。遠期,在現有空間布局基礎上沿京港澳高速、連霍高速進行延伸,構建“十字形”發展軸,形成可持續發展和良性循環的產業鏈、生態鏈、價值鏈,在全國氫能發展格局中承接東西、貫通南北的樞紐作用更加凸顯。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)13 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 山東 山東省能源發展“十四五”規劃 2025 年,加氫站數量達到 100 座,實現產值規模 1000 億元。健全完善制氫、儲(運)氫、加氫、用氫全產業鏈氫能體系,加快形成“中國氫谷”“東方氫島”兩大高地,打造山東半島“氫動走廊”。實施“氫進
46、萬家”科技示范工程,大力發展工業副產氫純化技術,積極推進可再生能源制氫和低谷電力制氫試點示范,培育風光氫儲能一體化應用模式。加快發展高壓氣態儲氫和長管拖車運輸,探索推進高效、智能氫氣輸送管網的建設和運營。加快氫能多領域多場景應用,開展加油、加氣、充電和加氫站合建模式試點。在通信基站、數據中心等場所推進氫能應急電源示范,在海島、園區等特定區域開展以氫為核心的能源綜合利用試點。山東青島 青島市氫能產業發展規劃(2020-2030年)2025 年,培育超過 10 家氫能相關企業,氫能產業年產值達到 200 億元。2030 年,培育超過 20 家氫能相關企業,氫能產業年產值達到約 500 億元,累計建
47、成 50 座以上加氫站。謀劃實施“三區”協同發展,以建設氫能技術創新核心區、氫能創新發展試驗區、燃料電池汽車產業聚集區為抓手,利用好青島市在新能源汽車、石化化工、軌道交通、港口航運、智能制造等方面的產業基礎,探索氫能納入區域能源體系及多種能源協調發展的策略,加大氫能基礎設施建設力度,形成氫能制儲運用相關產業集群,完善氫能產業鏈體系,將青島市打造成國際知名的氫能城市。山西省 山西省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035 年)到 2025 年,形成較為完善的氫能產業發展制度政策環境,協同創新能力進入全國前列,基本構建較為完備的產業鏈體系。氫能示范應用取得明顯成效。燃料電池汽車保有量達到 1 萬
48、輛以上,部署建設一批加氫站,應用規模全國領先??稍偕茉粗茪淞匡@著增長,成為新增氫能的重要組成部分,有力推動二氧化碳減排。圍繞氫能高質量發展重大需求,推動省內創新資源與國內外知名機構、龍頭企業聯合布局建設一批創新平臺,強化基礎研究、關鍵技術和顛覆性技術創新,建立更加協同高效的創新體系。統籌全省氫能產業布局,適度超前有序推進氫能基礎設施建設,構建安全、穩定、高效的氫能供應網絡。充分發揮山西省氫源富集、應用場景豐富和整車制造優勢,科學規劃布局,有序推進氫能在交通、儲能、工業等領域規?;瘧?,加快形成符合山西特色、多能互補的氫能產業商業化路徑。加快推動制、儲、運、加等相關裝備產業發展,著力提升燃料電
49、池裝備水平,積極推動燃料電池汽車等裝備產業發展,貫通上下游產業鏈條,形成制造業核心競爭力,搶占發展制高點。加快構建“1+N”政策和制度保障體系,堅持以規劃為引領,聚焦氫能產業發展的關鍵環節和重大問題,建立健全氫能標準體系,加強基礎設施建設運營審批、財稅支持等方面制度供給,有效發揮政策引導規范作用。安徽省 安徽省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035 年)到 2025 年,力爭燃料電池系統產能達到10000 臺/年,燃料電池整車產能達到5000 輛/年,加氫站數量達到 30 座,氫能產業總產值達到 500 億元。根據氫能產業特性,分階段明確氫制備、氫儲運、氫加注、氫應用等領域的技術路徑。在省
50、內率先形成氫能及燃料電池產業示范城市群,重點開展氫能及燃料電池產業技術研發、裝備制造以及示范應用。同時,充分發揮示范城市群引領及示范作用,帶動、促進兩翼地區氫能產業協同發展,積極融入“長三角”氫走廊的建設。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)14 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 湖北 湖北省氫能產業發展規劃(2021-2035年)到 2025 年,形成較為完善的氫能產業發展制度政策環境,產業創新能力顯著提高,基本掌握核心技術和制造工藝,初步建立較為完整的供應鏈和產業體系。1、持續提升關鍵核心技術水平:加快推進質子交
51、換膜燃料電池技術創新,開發關鍵材料,提高主要性能指標和批量化生產能力,持續提升燃料電池可靠性、穩定性、耐久性;2、著力打造產業創新支撐平臺聚焦氫能重點領域和關鍵環節,構建多層次、多元化創新平臺,加快集聚人才、技術、資金等創新要素。支持高校、科研院所、企業加快建設重點實驗室、前沿交叉研究平臺,開展氫能應用基礎研究和前沿技術研究;3、推動建設氫能專業人才隊伍以氫能技術創新需求為導向,支持引進和培育高端人才,提升氫能基礎前沿技術研發能力。加快培育氫能技術及裝備專業人才隊伍,夯實氫能產業發展的創新基礎;4、積極開展氫能技術創新國際合作鼓勵開展氫能科學和技術國際聯合研發,推動氫能全產業鏈關鍵核心技術、材
52、料和裝備創新合作,積極構建國際氫能創新鏈、產業鏈。湖南 湖南省氫能產業發展規劃 2022-2025 年為全省氫能產業培育期,形成氫源和燃料電池整車雙輪驅動、100家以上氫能產業相關企業全面發展格局,氫能全產業鏈初具規模。建成加氫站 10 座,推廣應用氫燃料電池汽車 500輛,氫能基礎設施逐步完善。1、加大氫能技術攻關力度:圍繞氫能產業高質量發展需求,聚焦氫能技術未來發展方向,加大氫能技術攻關力度,實現核心技術突破,搶占戰略制高點;2、搭建氫能產業創新平臺:依托企業、高校及研究機構,圍繞省內氫能重點技術攻關領域,打造氫能產業創新平臺,為氫能技術創新提供支撐;3、建設氫能專業人才隊伍:以氫能技術創
53、新需求為導向,瞄準人才制高點,加大引才、聚才、育才、留才力度,不斷強化省內氫能專業人才隊伍。江蘇 江蘇省氫燃料電池汽車產業發展行動規劃 至 2025 年,基本建立完整的氫燃料電池汽車產業體系,力爭全省整車產量突破1 萬輛,建設加氫站 50 座以上,基本形成布局合理的加氫網絡,產業整體技術水平與國際同步,成為我國氫燃料電池汽車發展的重要創新策源地。1、著力培育產業集群:優化產業布局、研制優勢整車產品、做強關鍵零部件;2、打造堅強產業鏈條:制氫儲運及成套裝備產業鏈、氫燃料電池動力系統產業鏈、氫燃料電池整車集成與控制產業鏈;3、推進產業示范引領:推動試點示范、完善基礎設施、加大推廣力度、創新商業模式
54、;4、建設完善標準體系:實施標準領航計劃、推動重點產品標準制定、完善加氫站審批建設管理規范;5、推動產業技術進步:加快突破關鍵核心技術、建設產業創新平臺、加強新技術推廣應用;6、加快加氫站的建設:強化規劃設計、創新發展模式、提升建設水平;7、促進國際交流合作推進國際技術合作、積極引進高端人才、支持全球布局。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)15 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 浙江 浙江省能源發展“十四五”規劃 到 2025 年推廣氫燃料電池汽車 1000 輛以上。探索發展氫燃料電池發電裝備,推動氫燃料電池熱電聯
55、供系統在用戶側的應用,推動氫燃料電池汽車在城市公交、港口物流等領域應用。強化氫能產業鏈上游制氫優勢,培育可再生能源制氫產業,加快氫能儲運核心裝備研發,加大整機產品、核心部件及制造設備的創新力度,培育壯大氫燃料電池汽車及零部件產業。重點突破高比功率車用氫燃料電池電堆、質子交換膜、儲氫罐制備技術等一批關鍵共性技術,加速科技創新成果轉化應用。探索海上風電制氫,研發電、熱、冷、儲、氫等多能流運行的區域能源管理系統,開展智慧綜合能源服務示范。上海 上海市氫能產業發展中長期規劃(2022-2035 年)到 2025 年,產業創新能力總體達到國內領先水平。建設各類加氫站 70 座左右,培育 5-10 家具有
56、國際影響力的獨角獸企業,建成 3-5 家國際一流的創新研發平臺,燃料電池汽車保有量突破 1 萬輛,氫能產業鏈產業規模突破 1000 億元,在交通領域帶動二氧化碳減排 5-10 萬噸/年。強化關鍵核心技術攻關,依托上海汽車產業基礎,提高催化劑、質子交換膜、碳紙等關鍵材料的可靠性、穩定性和耐久性,提升電堆設計、系統集成的工藝技術水平,形成全鏈條關鍵技術的自主化和產業化,打造具有綜合競爭力的燃料電池整車品牌。加強產業創新能力建設,發揮復旦大學、上海交通大學、同濟大學、華東理工大學、上海大學以及中科院應用物理研究所和硅酸鹽研究所等高校和科研院所在基礎研究方面的優勢,持續加強基礎研究,強化顛覆性技術的前
57、瞻布局。培育壯大行業領軍企業,建立產業標準及檢測體系,加強產業人才隊伍建設;持續推進中長期供氫“綠色化”,逐步推動氫能輸運“網絡化”,有序推動加氫站“普及化”;加快在交通、能源領域的商業應用;積極推動工業領域的替代應用;打造上海氫能產業城市群,支撐長三角一體化發展,推動國際開放創新合作。福建 福建省氫能產業發展行動計劃(20222025 年)到 2025 年,氫能產業發展初具規模,特色氫能產業集群初步構建,核心技術實現階段性突破,達到國內領先水平,形成一批具有較強市場競爭力的氫能核心產品和符合我省產業結構、具備特色技術優勢的氫能產業技術路線,氫燃料電池汽車初步實現規?;虡I應用。圍繞氫能“制備
58、-存儲-運輸-加注-應用”全產業鏈,發揮產業基礎、資源稟賦和市場空間等優勢,補短板、搶機遇,鼓勵傳統發電、石化、油氣輸配企業和氫冶金企業等開展制氫、用氫、氫儲運、氫儲能等業務,加快推進氫能產業高質量可持續發展,在全省范圍內打造若干氫能產業集聚區和特色產業集群,形成輻射全省的氫氣制備、儲運、供應體系。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)16 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 廣東 廣東省能源發展“十四五”規劃 利用低溫氫燃料電池產業區域先發優勢,形成廣州-深圳-佛山-環大灣區核心區燃料電池產業集群;建設多個氫燃料電池產
59、業集群。打造氫能產業發展高地、多渠道擴大氫能應用市場。聚焦氫能核心技術研發和先進設備制造,加快培育氫氣制儲加運燃料電池電堆關鍵零部件和動力系統集成的全產業鏈、布局電解水制氫天然氣制氫工業副產氫提純裝備制造產業、推進高密度儲氫裝備制造、短期加強高壓氣態儲氫建設、長期布局低溫液氫低壓固態儲氫產業、利用低溫氫燃料電池產業區域先發優勢,形成廣州-深圳-佛山-環大灣區核心區燃料電池產業集群、基于在 SOFC(固體氧化物燃料電池)電解質隔膜片等核心零部件制造方面全球領先的優勢、發展 SOFC 及其分布式發電成套裝備、推廣高溫燃料電池冷熱電三聯供應用示范,支持建設大型民用液氫示范工程、推進佛山(云?。┊a業轉
60、移廣州開發區佛山南海仙湖氫谷佛山高明等氫燃料電池產業園建設,建立廣深高溫燃料電池及系統研發制造基地、建立廣州佛山東莞云浮氫能高端裝備產業集聚區和惠州茂名東莞湛江氫能制儲運產業集聚區。江西 江西省氫能產業發展中長期規劃(2023-2035 年)當前到 2025 年,全省氫能產業制度政策環境逐步完善。氫能產業發展基礎日益夯實,產業發展跟進戰略取得積極成效。氫能技術研發領軍人才及專業化團隊加快積聚,產業創新能力逐步提高??稍偕茉粗茪淞窟_到 1000 噸/年,成為新增氫能消費和新增可再生能源消納的重要組成部分。全省氫能產業總產值規模突破 300 億元。結合省情實際,我省氫能產業一方面在制、儲、輸、用
61、環節實施整體跟進,以逐步擴大氫能供給、提升儲運便利性、降低用氫成本、保障用氫安全。另一方面,結合省內能源資源稟賦、產業結構和區位條件,從具有比較優勢的領域入手實施局部突破。一是依托稀土等礦產資源優勢,大力發展儲氫新材料產業,實現重點細分領域突破。二是把握好重要區域發展戰略機遇,積極壯大氫能一般裝備制造業,實現氫能產業規模突破。三是結合關聯產業特點,積極拓展氫能產業化應用場景,實現氫能應用模式突破。四川 四川省氫能產業發展規劃(2021-2025年)到 2025 年,燃料電池汽車達 6000 輛,加氫站 60 座;建設氫能分布式能源站和備用電源項目 5 座,氫儲能電站 2 座??臻g格局:圍繞成渝
62、地區雙城經濟圈建設的戰略部署,按照省委“一干多支、五區協同”發展要求,以各地自然資源稟賦及現有氫能相關產業為基礎,遵循合理配置、重點突出、有序協同、互聯互通的原則,形成“一軸、一港、一區、三路”的“1113”發展格局。到 2025 年,逐漸健全強化氫能產業鏈,培育國內領先企業 25 家,覆蓋制氫、儲運氫、加氫、氫能利用等領域。其中核心原材料企業 2 家,制氫企業 7 家,儲運和加氫企業 6 家,燃料電池及整車制造企業 10 家。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)17 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 重慶 重慶市能
63、源發展“十四五”規劃(20212025年)建設成渝氫走廊,開展氫能在交通領域示范應用,推廣應用氫燃料電池汽車,到 2025 年規模達到 1500 輛,建設多種類型加氫站 30 座。圍繞中國西部(重慶)氫谷、成渝氫走廊建設,穩步提升制氫能力,并探索優化儲運方式,適度超前建設加氫基礎設施網絡。以兩江新區、九龍坡區、西部科學城重慶高新區為龍頭,積極打造氫燃料電池及核心零部件產業集群,推動氫氣制備、儲運、終端供應全產業鏈發展。大力發展動力電池單體及電池系統、正負極材料、驅動電機及控制器、整車控制系統等新能源汽車技術。依托太陽能薄膜項目和航空發動機項目,力爭在光伏發電設備、燃氣輪機等領域有所突破。陜西
64、陜西省“十四五”氫能產業發展規劃 到 2025 年,氫能發展的政策環境體系基本形成,氫燃料電池實現本省研發生產,示范應用取得顯著效果,初步建立較為完整的供應鏈和產業體系。以支撐實現碳達峰、碳中和目標為出發點,以培育壯大氫能產業鏈為著力點,以技術突破和產業培育為主攻方向,通過資源優勢吸引企業聚集,打造氫能運力運營平臺,推動氫燃料、氫原料應用協同發展,構建陜西特色氫能產業生態。氫氣制取方面健全氫氣供應能力,打造榆林、渭南、咸陽等省級氫氣供應樞紐。儲運加注方面按照“整體規劃、合理布局、分步實施、急需急建”原則,圍繞示范應用配套建設儲運及加注基礎設施。氫能應用方面積極引進燃料電池行業頭部企業,培育本地
65、關鍵材料、零部件、系統集成、檢測技術等配套產業,做大做強整車產業。青海 青海省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035 年)到 2025 年,綠氫生產能力達 4 萬噸左右,建設綠電制氫示范項目不少于 5個,燃料電池車運營數量不少于 150輛,礦區氫能重卡不少于 100 輛,建設3-4 座加氫示范站。在化工、冶金、能源等領域開展綠氫示范應用。以上游綠氫資源推動下游市場需求,先期通過新能源電站“離網制氫”等方式開展電解水制氫,后續依托高比例可再生能源和電網支撐能力,探索建立電網制氫模式下的合理市場交易機制,逐步形成具有價格優勢的綠氫供給,驅動下游多元化應用,逐步培育用戶、形成市場、擴大規模。以基
66、礎設施先行推動終端推廣應用著力破解基礎設施配套不足問題,結合不同地區、不同領域的氫能需求,做好基礎設施建設整體規劃,科學確定規模和空間布局,適度超前布局氫能儲運、加氫站等基礎設施,探索大規模、長距離專用輸氫管道建設,構建安全高效的運氫、加氫服務網絡,為終端推廣應用提供支撐。以多點示范帶動產業規?;l展,加快氫能在我省化工、冶金、交通、能源等多領域、多場景示范推廣應用,通過示范運營擴大市場需求,以不斷增長的市場需求和市場空間為牽引,堅持“內研、外引、集聚、壯大”發展路徑,強化招商引資,提升產業鏈韌勁,帶動氫能產業規?;l展。以綠電制氫促進產業融合發展,依托我省可再生能源資源優勢,結合電解水制氫技
67、術,著力打造綠電制氫綜合示范基地,促進可再生能源在省內的大規模就地消納,實現可再生能源與氫能互補協同發展。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)18 省市省市 戰略戰略/規劃規劃 關鍵內容關鍵內容 關鍵內容關鍵內容/具體路徑具體路徑 內蒙古 內蒙古自治區促進氫能產業發展若干政策(試行)(征求意見稿)到 2025 年,綠氫制取能力達到 50 萬噸/年,建成加氫站 100 座,累計推廣燃料電池汽車 10000 輛以上,氫能產業總產值力爭達到 1000 億元。實施“風光氫儲”多能互補,推進風光等可再生能源大規模電解水制氫,提高工業副產氫利用規模,建立綠色、安全、高效的氫能供
68、應體系,打造國內重要的綠氫生產、應用、輸出基地。優先在礦山、物流、短駁等領域推廣燃料電池汽車,推進氫能在鋼鐵冶煉等領域應用;推動氫能與煤化工深度融合,對煤化工產生的副產氫實行能源化利用,通過電解水制氫結合碳捕集利用,實現化工產業碳中和,替代化石能源生產化工產品;推動氫作為一二次能源介質,在大規模儲能及分布式發電、備用電源、移動式電源、家用熱電聯供系統等領域取得應用突破;推動在應用條件較好的地區開展天然氣管網摻氫應用等。甘肅 甘肅省“十四五”能源發展規劃 要有序推動制氫產業基礎設施建設,謀劃制氫、氫存儲、氫運輸、加氫站、氫燃料電池“五位一體”的氫能產業園;推動高溫制氫裝備、加氫催化制精細化學品相
69、關產業“十四五”時期要大力發展分散式風電、分布式光伏發電,形成分布式與集中式相互融合的新能源發展格局;加強能源儲備與應急能力建設,提高石油儲備能力,完善調峰儲氣設施,加大綠色能源消費,積極推進充電樁、新能源汽車、能源大數據、云計算、互聯網、人工智能等產業,推動能源與科技、經濟、產業深度融合,重點發展新一代儲能設備、氫燃料電池等技術及產業化應用,加大全產業鏈氫能技術研發,推動氫能技術利用場景示范。白銀市、定西市、臨夏州、甘南州要圍繞黃河流域生態保護和高質量發展戰略,堅持生態優先,積極推進黃河上游抽水蓄能電站建設,穩步推進風光電項目建設,打造風光水儲綜合能源基地。寧夏自治區 寧夏回族自治區氫能產業
70、發展規劃(征求意見稿)到 2025 年,可再生能源制氫量達到8 萬噸以上,布局建設加氫站 10 座以上,氫燃料電池重卡保有量 500 輛以上,完成國家氫燃料電池汽車示范城市群創建任務;到 2030 年,可再生能源制氫量達到 30 萬噸以上。依托寧夏豐富的太陽能和風電資源,以寧東、銀川、石嘴山、吳忠等地區為重點,引導氫能產業發展要素向重點區域聚集,推動產業鏈互補、應用鏈互聯、科技鏈條互促,著力構建“一核示范、多點支撐”的產業發展格局,走出一條以綠能開發、綠氫生產、綠色發展為主的能源轉型發展之路,加快構建清潔低碳安全高效的現代能源體系。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023
71、)19 2.1.2 制氫制氫:我國是世界最大產氫國,氫源以煤炭為主,電解水制氫占比?。何覈鞘澜缱畲螽a氫國,氫源以煤炭為主,電解水制氫占比小 2.1.2.1 制氫技術路線 氫按照制取過程及碳排放可以分為“灰氫”“藍氫”和“綠氫”?!盎覛洹敝覆捎没剂现迫〉臍錃?,如石油、天然氣、煤炭制氫等,制氫過程中有大量的碳排放?!八{氫”指采用化石燃料制取,但過程中采用了碳捕捉及封存技術(CCS)的氫氣?!熬G氫”指采用可再生能源(如風電、水電、太陽能等)通過電解制氫,制氫過程完全沒有碳排放。目前,氫的制取主要有以下三種較為成熟的技術路線:一是一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源制氫;二是二是以焦爐煤氣、氯堿尾
72、氣、丙烷脫氫為代表的工業副產氣制氫;三是三是以堿性電解水、酸性質子交換膜電解水為代表的電解水制氫。其他制氫方式,例如微生物直接制氫和太陽能光催化分解水制氫等,仍處于實驗和開發階段,尚未達到工業規模制氫要求。(1)煤制氫 以煤為原料制取 H2的方法主要有兩種:一是煤的焦化(或稱高溫干餾),二是煤的氣化。焦化是指煤在隔絕空氣條件下,在 9001000制取焦炭,副產品為焦爐煤氣。焦爐煤氣組成中含 H2 55%60%(體積分數)、甲烷 23%27%、一氧化碳 6%8%等。每噸煤可得煤氣 300350m3,可作為城市煤氣,亦是制取 H2的原料。煤的氣化是指煤在高溫常壓或加壓下,與氣化劑反應轉化成氣體產物
73、。氣化劑為水蒸氣或氧氣(空氣),氣體產物中含有 H2等組分,其含量隨不同氣化方法而異。氣化的目的是制取化工原料或城市煤氣。煤制氫需要大型的氣化設備,裝置投資成本較高,只有規?;a才具有經濟效益,因此,煤制氫不適合分布式制氫,適合于中央工廠集中制氫。(2)天然氣制氫 天然氣制氫是通過 CH4和水蒸氣、氧氣介質在高溫下反應,生成合成氣,再經過化學轉化與分離,制備氫氣。其總反應方程式為:4+22 42+2 24+2+22 62+22 4+2+22 42+22再變為4+22 42+2 蒸汽重整制氫(SMR)在天然氣制氫技術中發展較為成熟、應用較為廣泛。其生產過程需要將原料氣的硫含量降至 1ppm 以
74、下,以防止重整催化劑的中毒,因此制得氫氣的雜質濃度相對較低。中國天然氣資源供給有限且含硫量較高,預處理工藝復雜,導致國內天然氣制氫的經濟性遠低于國外。(3)工業副產氫 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)20 工業副產氫是指在生產化工產品的同時得到的氫氣,主要有焦爐煤氣、氯堿化工、輕烴利用(丙烷脫氫、乙烷裂解)、合成氨合成甲醇等工業的副產氫。1)焦爐氣(COG)是煉焦工業中的副產品,主要成分為氫氣(含量介于 55%60%)、甲烷(含量介于 23%27%)和少量 CO、CO2等。通常每噸干煤可生產 300350m3焦爐氣,是副產氫的重要來源之一。當前焦爐氣制氫技術已具
75、有相當的規模,可產氫 1000m3/h。我國副產煤氣可提供 811104t/a 的氫產能,氫源占比為 20.0%。焦爐氣直接分離氫氣成本相對較低,利用焦爐氣轉化的甲烷制氫亦能實現有效利用,焦爐氣副產氫比天然氣和煤炭制氫等方式更具經濟優勢。焦爐氣制氫應用發展的關鍵在于氫氣提純技術的發展和煉焦行業下游綜合配套設施的健全。2)在氯堿工業中,通過電解飽和 NaCl 溶液的方法制取燒堿和氯氣,同時得到副產品氫氣,可通過 PSA 技術進行純化分離。每制取 1t 燒堿便會產生大約 280m3(質量約為 25kg)的副產氫氣。其反應式如下:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2 氯堿產氫反應的化學原理和
76、生產過程與電解水制氫類似,氫氣純度可達 98.5%,其中主要雜質為反應過程中混入的氯氣、氧氣、氯化氫、氮氣以及水蒸氣等,一般通過 PSA 技術進行純化分離獲得高純度氫氣。氯堿副產氫具有產品純度高、原料豐富、技術成熟、減排效益高以及開發空間大等優勢。3)輕烴利用的副產氫主要是丙烷脫氫、乙烷裂解兩類。丙烷催化脫氫生產丙烯(PDH)技術是指在高溫催化條件下,丙烷分子上相鄰兩個 C 原子的 CH 鍵發生斷裂,脫除一個氫氣分子得到丙烯的過程。該過程原料來源廣泛、反應選擇性高、產物易分離,副產氣體中的氫氣占比高、雜質含量少,具有重要的收集利用價值,越來越受到人們的青睞。預期到 2023年,國內的丙烷脫氫副
77、產氫規??蛇_ 44.54 萬噸/年12。乙烷裂解目前的國內項目基本處于在建或在規劃的狀態,暫未釋放氫氣供應的潛力。乙烷裂解制乙烯工藝以項目投資低、原料成本低、乙烯收率高、乙烯純度高等優勢引起國內煉化企業的關注。用乙烷裂解方法生產乙烯,每生產 1 噸乙烯大約產生 107.25kg 氫氣,乙烷裂解產生的氫氣純度為 95%以上,采用 PSA 提純后可滿足燃料電池用氫標準的要求。13 4)合成氨與合成甲醇是傳統煤化工產品。目前,用于合成氨、合成甲醇的氫氣消耗量在中國氫氣消耗結構中占比共計可達 50%以上,煤、天然氣與焦爐煤氣是生產氫氣的主要原料。合成氨和合成甲醇生產過程會有合成放空氣及馳放氣排出,其中
78、氫氣含量在 18%55%北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)21 之間。合成氨醇企業可通過回收利用現有合成放空氣及馳放氣、調整下游產品結構等途徑實現氫氣的外供。(4)電解水制氫 電解水制氫是在直流電作用下將水進行分解進而產生氫氣和氧氣的一項技術,該技術可以采用可再生能源電力,不會產生 CO2和其他有毒有害物質的排放,從而獲得真正意義上的“綠氫”。電解水理論轉化效率高、獲得的氫氣純度高。電解水制氫技術主要分為堿性電解水(ALK)、酸性質子交換膜電解水(PEM)、高溫固體氧化物電解水(SOEC)以及其他電解水技術。表 3 為幾種電解水方式的主要參數與區別。其中,固體氧化
79、物電解水需在 800以上進行,高溫反應需要熱源以維持反應的進行,并且材料的耐受性仍需進一步探索,因此目前仍處于研究階段。堿性電解水和質子交換膜電解水工藝的操作溫度較低,但質子膜電解水工藝采用的膜成本較高且需要貴金屬催化劑,因而制氫成本較高,堿性電解水可采用非貴金屬催化劑從而降低制氫成本。綜上來看,堿性電解水的操作條件易實現、投資費用低、使用壽命長、維護費用也更低,因此,也是目前工業應用化最多的一種技術。但同時堿性電解水也存在電解效率低,需要使用具有強腐蝕性的堿液等缺點,也亟需進一步優化解決。表表 3 不同種類電解水的參數不同種類電解水的參數 參數類型參數類型 堿性電解水堿性電解水 質子交換膜電
80、解水質子交換膜電解水 高溫固體氧化物電解水高溫固體氧化物電解水 電解質/隔膜 30%KOH/石棉膜 純水/質子交換膜 固體氧化物(YSZ)工作溫度/90 800 電流密度/(A cm-2)12 110 0.20.4 工作效率/(kWhm-3)4.55.5 99.99 99.99 產業化程度 成熟 較成熟 未產業化 電解槽成本/(元 kW-1)26004000 65009800 13000 目前國內堿性電解水制氫成本在各電解水制氫技術路線中最具經濟性,堿性電解槽基本實現國產化,但是質子交換膜電解水 PEM 電解槽、質子交換膜等關鍵材料與技術仍需依賴進口。此外,堿性電解槽單槽產能已達到 1000m
81、3/h,國內已有兆瓦級制氫應用,規?;蛊湓谠O備折舊、土建折舊、運維成本上低于 PEM 電解。(5)各種制氫工藝的優缺點 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)22 從各制氫路徑的特點來看,傳統制氫工業中以煤、天然氣等化石能源為原料,制氫過程產生 CO2排放,制得氫氣中普遍含有硫、磷等危害燃料電池的雜質,對提純及碳捕獲有著較高的要求。焦爐煤氣、氯堿尾氣等工業副產提純制氫,能夠避免尾氣中的氫氣浪費,實現氫氣的高效利用,但從長遠看無法作為大規模集中化的氫能供應來源;電解水制氫純度等級高,雜質氣體少,易與可再生能源結合,被認為是未來最有發展潛力的綠色氫能供應方式。各制氫方式
82、優劣勢對比情況如表 4 所示:北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)23 表表 4 主要制氫路徑及其優缺點主要制氫路徑及其優缺點 制氫方式制氫方式 原料原料 優點優點 缺點缺點 碳排放(每碳排放(每 1kg 氫氣)氫氣)未來趨勢未來趨勢 化石能源制氫 煤 技術成熟,成本低;來源廣泛;適合大規模制取。制氫過程存在碳排放問題,須提純及去除雜質。19-29kg 當前主流,未來結合 CCS 技術可實現低排放,在化石燃料儲量豐富的國家將持續占據重要地位 天然氣 技術成熟,來源廣泛;適合大規模制取。10.86-12.49kg 工業副 產氫 輕烴利用 將富含氫氣的工業尾氣作為原料,
83、回收提純制氫,所獲氫氣在成本和減排方面有顯著優勢。測算工業副產制氫的成本可控制在 3.36-16.8 元/kg,優于其他所有制氫工藝。須提純及雜質去除,無法作為大規模集中化的氫能供應源。5kgCO2 短中期看,化工副產氫氣最適合大規模推廣,成為燃料電池的主要供氫來源,將過往浪費的副產氫氣充分利用;但從長遠看,化工副產氫氣受限于主產品的產能限制,未來必然會遭遇產能瓶頸。焦爐煤氣 氯堿 合成氨合成甲醇 3.293.85kgCO2 電解水制氫 電、水 工藝過程簡單,制氫過程不存在碳排放 尚未實現規?;瘧?,成本較高。無排放 結合可再生能源開發利用,電解水制氫在實現技術突破后有望后來居上,成為長期供氫
84、的主流來源。資料來源:依據中國氫能產業發展報告 2020修改。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)24 2.1.2.2 我國制氫現狀 中國是世界上最大的制氫國,2022 年我國氫氣產能約為 4100 萬噸/年,產量為 3781 萬噸/年。預測在 2030 年碳達峰愿景下,我國氫氣的產量預期將超過 5000 萬噸/年。目前我國氫制取幾乎都來自化石能源制氫和工業副產氫,這兩種制氫路徑技術成熟、產量大且產能分布廣、成本低,但是大多屬于碳基能源制取的灰氫,其碳排放比較高14-15。根據國際能源署匯總數據,在中國生產氫氣各種不同技術路徑的成本、碳強度如圖 8 所示。煤制氫成本
85、最低,但是排放很高,可再生能源制氫無碳排放,其成本是煤制氫的三倍。圖圖 8 中國不同路徑制氫成本及碳排放情況中國不同路徑制氫成本及碳排放情況 數據來源:據國際能源署數據修改數據來源:據國際能源署數據修改(2)我國氫源以煤炭為主,可再生能源電解水制氫受成本過高的制約,占比很小 當前,我國的氫源結構與世界氫源結構差距較大。從全球的氫源結構來看,氫氣有 48%來源于天然氣、30%來自于副產氫、18%來源于煤炭,而我國目前仍是以煤制氫為主,占比達 62%,天然氣制氫占比 19%,石油制氫、工業副產氣制氫占比 18%,而電解水制氫僅占1%(圖 9)。我國的氫源結構與“富煤、缺油、少氣”的資源稟賦有關,但
86、可再生能源電解水制氫占比小,主要限制因素是成本過高,其中電價占總成本的 60%70%。雖然近年來,我國風光發電成本出現了較大幅度的下降,部分地區已經實現了平價上網,但是目前可再生能源電解水制氫的綜合成本仍然約是煤制氫的三倍(圖 8),是煤制氫+CCS 綜合成本的二倍,因此,短期內,電解水制氫仍無法完全替代化石燃料制氫。1201.521.8102.51305.53205101520253035制氫成本(美元/千克)碳排放(千克二氧化碳/千克氫氣)煤制氫煤+CCS制氫天然氣制氫天然氣+CCS制氫可再生能源發電制氫電網電解水制氫 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)25
87、圖圖 9 全球(左)與中國(右)氫源結構對比圖全球(左)與中國(右)氫源結構對比圖16 2.1.3 儲氫儲氫:以以 III 型儲氫瓶高壓氣態儲氫方式為主,儲氫技術及設備與國外差距較大型儲氫瓶高壓氣態儲氫方式為主,儲氫技術及設備與國外差距較大 由于氫在常溫常壓下為氣態,密度僅為空氣的 1/14,所以提高氫的儲運效率是產業發展的關鍵。根據氫的物理特性與儲存行為特點,可將各類儲氫方式分為:壓縮氣態儲氫、低溫液態儲氫、有機液態儲氫和固態儲氫等。(1)高壓氣態儲氫以氣罐為儲存容器,其優點是成本低、能耗相對小,可以通過減壓閥調節氫氣的釋放速度,充放氣速度快,動態響應好,能在瞬間開關氫氣?,F階段,我國推廣的
88、氫燃料電池車大多采用公稱工作壓力為 35MPa 的型車載儲氫瓶,70 MPa 型儲氫瓶已開始逐漸推廣,但是受制于高端碳纖維技術不夠成熟,我國目前采用的 III 型高壓儲氫瓶,其儲氫壓力、密度與國外的 IV 型瓶有一定差距(表 5),并且關鍵零部件仍依賴進口。IV 型儲氫氣瓶因其內膽為塑料,質量相對較小,具有輕量化的潛力,比較適合乘用車使用,目前豐田公司的燃料電池汽車 Miria 已經采用了型氣瓶的技術,并且正在積極研發全復合材料的無內膽儲罐(V 型)儲氫瓶。V 型儲氫瓶是指不含任何內膽、完全采用復合材料加工而成的壓力容器,長期以來 V 型壓力容器一直被認為是壓力容器行業產品和技術的制高點。V型
89、瓶的技術目前市場上尚在起步階段,各行業都在密切關注V型瓶的技術的發展和機會。而我國目前 IV 型儲氫瓶還處于初步量產水平,與國際先進水平差距較大。表表 5 國內外國內外儲氫瓶技術參數對比(據文獻儲氫瓶技術參數對比(據文獻17修改)修改)公司名稱公司名稱 型號型號 容積(容積(L)工作壓力工作壓力 儲氫密度儲氫密度 重量(重量(kg)儲氫量儲氫量(kg)Hexagon Lincoln Inc IV 64 70MPa 以上 48.8 43 2.6 豐田 Mirai IV 60 70MPa 以上 48.8 42.8 2.45 國內儲氫瓶 III 52 30-70MPa 40.4 52 2.1 北京金
90、正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)26 (2)液氫是一種高能、低溫的液態燃料,沸點為-252.65,密度為 0.07 g/cm3,其密度是氣態氫的 845 倍。通常,低溫液態儲氫是將氫氣壓縮后冷卻到-252 以下,使之液化并存放在絕熱真空儲存器中。與高壓氣態儲氫相比,低溫液態儲氫的儲氫質量和體積儲氫能量密度都有大幅度提高。僅從質量和體積儲氫密度分析,低溫液態儲氫是比較理想的儲氫技術,是未來重要的發展方向,它的運輸能力是氫氣運輸的十倍以上,可配合大規模風電、水電、光電或核電電解水制氫儲運。但是,液態儲氫技術成本高、易揮發、存在運行安全隱患等問題,商業化難度大,還需向著低成
91、本、低揮發、質量穩定的方向發展。我國液氫技術主要應用在航天領域,民用領域尚處于起步階段,氫液化系統的核心設備仍然依賴于進口18。(3)液態氫化物儲氫是通過不飽和烴類(如苯、甲苯、萘類等)和對應的飽和烴類(如環己烷、甲基環己烷、四氫或十氫萘等)與氫氣發生可逆反應(加氫與脫氫反應)來實現儲放氫氣。該技術先將液體有機氫能載體催化加氫儲能,再將加氫后的液體輸送至各站點分發,最后輸入脫氫反應裝置中發生催化脫氫反應,將釋放的氫氣供應給用戶。相比其他儲氫方式,該技術儲氫量大、能量密度高,且在常溫常壓下即可穩定存在,儲存設備簡單,同時還具有多次循環使用等優點。但目前還存在著脫氫能耗大、高效低成本脫氫催化劑技術
92、等瓶頸有待于突破。液氨儲運氫:氨作為富氫分子,用它作為能量載體,是氫氣運輸的另一種方式。氨可以在-33的溫度下進行液化,也可以在 20環境溫度和約 0.9 MPa 的壓力下液化。在常規的氨運輸中,通常選擇冷卻和加壓存儲的組合。液氨的氫體積密度是液化氫本身的 1.5 倍。因此較之于液氫,同等體積的氨可以輸送更多的氫。目前海上運輸或管道進行工業級的氨運輸已經發展得很成熟,在全球大約有 120 個港口設有氨進出口設施19,如美國的 NuStar 氨系統管道,全長約 3 200 km;俄羅斯的 Togliatti-Odessa 氨管道,全長約 2 000 km。但氨是有毒的化學物質,皮膚攝入、吸入或接
93、觸后,即使劑量很小,也具有破壞性或致死性。氨用作氫載體時,其總轉化效率比其他技術路線要低,因為氫必須首先經化學轉換為氨,并在使用地點重新轉化為氫。兩次轉化過程的總體效率約為 35%,與液化氫 30%33%的轉化效率基本接近20。(4)固態儲氫是一種通過吸附作用將氫氣加注到固體材料中的方法,儲氫密度約是同等條件下氣態儲氫方法的 1000 倍,而且吸氫、放氫速度穩定,可以保證儲氫過程的穩定性。與高壓氣態儲氫和液態儲氫相比,固體儲氫技術儲氫密度高、安全性好,應用前景良好,但這種儲氫方式的發展和應用需要依賴儲氫材料的開發和利用,我國仍然處于試驗階段。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書
94、(2023)27 表表 6 不同儲氫技術不同儲氫技術 分類分類 技術原理技術原理 優點優點 缺點缺點 技術成熟度技術成熟度 國內技術水平國內技術水平 壓縮氣態儲氫 將氫氣壓縮于高壓容器中,儲氫密度與儲存壓力、儲存容器類型相關。技術成熟、充放氫速率可調。體積儲氫密度低、容器耐壓要求高。發展成熟,廣泛應用于車用氫能領域。關鍵零部件仍依賴進口,儲氫密度較國外低。低溫液態儲氫 低溫(20K)條件下對氫氣進行液化。體積儲氫密度高、液態氫純度高。液化過程能耗高、容器絕熱性能要求高、成本高。國外約 70%使用液氫運輸,安全運輸問題驗證充分。民用技術處于起步階段,與國外先進水平存在差距。液態氫化物儲氫 通過液
95、態有機物與氫氣發生可逆反應(加氫與脫氫反應)來實現儲放氫氣。儲氫密度高、安全性較好、儲運方便。涉及化學反應、技術操作復雜、含雜質氣體、往返效率相對較低,釋放條件較為苛刻等。距離商業化大規模使用尚遠。處于攻克研發階段。固體儲氫 利用金屬合金、碳質材料、有機液體材料、金屬框架物等對氫的吸附儲氫和釋放的可逆反應實現。儲氫體積密度高,能耗低,安全性好。普遍存在價格高、壽命短或者儲存、釋放條件苛刻等問題。大多處于研發試驗階段。與國際先進水平存在較大差距。2.1.4 運氫運氫:以:以 20MPa 高壓氣氫拖車運輸為主,正在逐步探索管道摻氫輸送方式高壓氣氫拖車運輸為主,正在逐步探索管道摻氫輸送方式 在氫能運
96、輸方面,適用于大規模氫能運輸的技術方案主要有高壓氣氫拖車、液氫槽車、管道輸氫三種方式。我國目前主要采取高壓氣氫拖車運輸的方式,液氫槽車運輸方式相較于高壓氣氫拖車,可使單車儲運量提高約九倍,還能提高氫氣純度,但是氫氣液化過程的能耗和固定投資較大,液化過程的成本占到整個液氫儲運環節的 90%以上,還不適合應用于我國民用市場。管道輸氫方式,包括純氫(氣氫和液氫)管道輸送和天然氣摻氫管道輸送。目前我國氫氣輸送管網建設里程不足,僅僅只有 400km9,尚未建成完善的氫氣管道輸送體系。天然氣摻氫管道輸送方面,目前還處于探索示范階段,2019 年,國家電投在遼寧省朝陽市開始實施首個電解制氫摻入天然氣示范項目
97、,2020 年,國家電投中央研究院在河北張家口啟動“天然氣摻氫關鍵技術研發及應用示范”項目,預計每年可向張家口市區輸送氫氣 440 萬立方米2。從經濟性角度考慮,采用管網大規模、長距離輸送氫氣比高壓氣氫拖車、液氫槽車輸送氫氣更顯優勢,但是在技術層面上,管道輸氫還面臨管材評價、安全運行、工藝方案及標準體系等方面諸多關鍵難題亟待解決,未來還需展開大量研究工作。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)28 表表 7 氫儲運的方式及特點氫儲運的方式及特點 分類分類 年輸氫可用量年輸氫可用量a 適用場景適用場景 特點特點 20MPa 高壓氣氫拖車 78.8-100.8 噸/輛 規
98、模較小、運輸距離較短 單車裝載量約 350kg,裝卸時間各需 4-8h,技術及產品成熟,前期投資小 液氫槽車 1047.6 噸/輛 規模較大、長距離運輸 單車裝載量約 3000kg,裝卸時間 1-2h,液化成本高,未來采用混合工質預冷等方案降低液化成本 管道氣氫 9.2 萬噸 大規模用氫、應用多領域 可解決氫氣資源與應用市場空間分布不均問題,前期投資大,存在氫脆等技術難點。a:按運輸距離 100km、單日 1 次(氣氫與液氫公路運輸)往返計算。受安全要求限制,氣氫拖車單車實際可運氫量一般為裝載量的 60-80%不等。該測算只基于單車或管道的氫氣技術可運輸量,不考慮由于商業運營等帶來的運輸效率降
99、低。表表 8 中國純氫管道統計表中國純氫管道統計表 管道名稱管道名稱 長度長度 管徑管徑 概況概況 揚子儀征氫氣管道工程 40.4km,其中埋地29km,架空11.4km。325mm、150mm,其中管徑 150mm 段2.4km。2013 年建成投入使用,首站設計壓力4MPa,設計溫度 60,輸送能力4 104t/a。巴陵長嶺氫氣管道工程 42km,其中埋地24.2km。406mm 2014 年建成投入使用,是迄今中國已建最長氫氣管道,采用 20 號無縫鋼管,壁厚 11mm,設計壓力 5MPa,設計輸量7 104m3/h。濟源洛陽氫氣管道工程 25km 508mm 2015 年建成投入使用,
100、是迄今中國已建管徑最大、壓力最高、輸量最大氫氣管道,采用 L245 無縫鋼管,壁厚 11.1mm或 11.9mm,采用常溫型三層 PE 外防腐層,設計壓力 4MPa,輸氣能力10.04 104t/a。揚子石化金城化學氫氣管道工程 2.5km 100mm 2019 年建成投入使用,年輸送工業氫氣3000t,輸量 5000m3/h。定州高碑店氫氣管道工程 164.7km 508mm 是迄今中國規劃建設距離最長、輸量最高、第一條燃料電池級氫氣管道項目,采用 L245 鋼管,設計壓力 4MPa,最大輸量約 10 104t/a。通遼純氫示范應用項目 7.8km 400mm 設計輸量約 10 104t/a
101、。2.1.5 應用應用:主要應用于能源及石化、化工領域,其他領域處于試驗或小規模應用階段:主要應用于能源及石化、化工領域,其他領域處于試驗或小規模應用階段 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)29 氫氣目前主要應用于能源及石化、化工領域21,但隨著技術的發展,應用場景逐漸擴展到鋼鐵冶金、儲能、建筑、發電、天然氣摻氫等領域。(1)在能源領域,氫燃料電池汽車發展迅速,但加氫站布局分散,建設成本較高 在能源領域,氫氣主要以氫燃料電池為載體應用于交通領域,近年來發展迅速。氫燃料電池具有能量密度高、能量轉化效率高、零碳排放等優點,主要包括質子交換膜燃料電池(PEMFC)和固體
102、氧化物燃料電池(SOFC)兩大類21。近年來我國氫燃料電池裝機規模屢創歷史新高,數據顯示,2021 年全年累計裝機量 173.4 兆瓦,同比增長 119%,2022 年累計裝機量 506 兆瓦,同比增長 191.7%。我國氫燃料汽車銷量及保有量呈增長態勢,據中國汽車工業協會統計,2016-2019 年中國氫燃料電池汽車銷量快速上升,2019 年達 2737 輛,2020年受疫情影響,銷量下滑至 1177 輛,但 2021-2022 年銷量開始反彈,分別銷售 1586 輛、3744 輛,截至 2022 年底,氫燃料汽車累計保有量達到 12682 輛(圖 10)。圖圖 10 2016-2021 年
103、中國氫燃料電池汽車銷量及保有量年中國氫燃料電池汽車銷量及保有量 數據來源:金正縱橫世界與中國能源轉型發展研究報告數據來源:金正縱橫世界與中國能源轉型發展研究報告 2022 加氫站作為氫能源產業、氫能源下游應用發展的重要基礎設施,是氫能產業建設布局的重點。據中國氫能聯盟統計,截至 2022 年,我國已建成加氫站共 310 座。隨著燃料電池汽車保有量的不斷增加,以及中石化、中石油等能源央企的入局,國內加氫站數量明顯增加,遠期目標建設 10000 座加氫站,供應包含 500 萬輛燃料汽車在內的需求。目前我國加氫站建設布局比較分散,分布于 20 多個省份。其中廣東省建設規模最大,至 2022 年 8
104、月累計建成了 39 座,但整體建設仍不能滿足氫燃料電池汽車發展的需求。此外,由于我國加氫站中的壓縮機、加氫機等關鍵設備部件(如閥門、墊圈等)主要依賴進口,設備購置費成本較高,6291272152727371177158637446391911343861757352893812682020004000600080001000012000140002016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年氫燃料電池汽車銷量(輛)氫燃料電池汽車保有量(輛)北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)30 加氫站的建設成本遠高于加油站和加氣站。(2)氫氣在傳統石化、化
105、工領域已有成熟應用,但綠氫化工仍處于探索示范階段 在傳統石化、化工領域,氫氣已經有長期、大量的應用,應用場景包括煉油化工加氫、化工合成氨、尿素、甲醇等。這些領域技術路線成熟,目前面臨的主要挑戰為,在碳排放約束下,如何改進工藝,降低能耗及碳排放,降低成本121。綠氫化工是實現石化、化工行業脫碳的重要途徑,殼牌公司在 2018 年就推動了綠氫對灰氫的減量替代行動,其在德國萊茵州的煉化廠建設 10 兆瓦的 PEM 電解制氫裝置,綠氫年產量達到 1300 噸,氫氣產能可完全滿足精煉廠全面使用需求1。2020 年 1 月,我國首個太陽能燃料生產示范工程“太陽能甲醇”示范項目在蘭州新區精細化工園區落地,該
106、項目由光伏發電、電解水制氫、二氧化碳加氫合成甲醇三大系統單元組成,年產甲醇約 1440 噸,該示范項目重點研究高效電解水制氫以及固溶體催化劑催化二氧化碳加氫合成甲醇技術。2021 年 11 月,中國石化新疆庫車綠氫示范項目啟動建設,項目將新建裝機容量 300 兆瓦、年均發電量 6.18 億千瓦時的光伏電站,年產能 2 萬噸的電解水制氫廠,所產氫氣將由管道輸送至塔河煉化公司用于煉油裝置生產。這些示范項目的啟動建設,標志著我國綠氫化工產業已邁出了重要一步,但是該產業還面臨技術、經濟效益等方面的挑戰,未來還需繼續研究和探索。(3)氫氣在鋼鐵冶金、儲能、建筑、發電、天然氣摻氫等領域的應用仍處于初級階段
107、 在鋼鐵冶金、儲能、建筑、發電、天然氣摻氫等領域,我國目前主要處于試驗階段或者小規模應用階段。以鋼鐵冶金為例,用氫氣代替焦炭作為還原劑進行鋼鐵冶金是鋼鐵行業實現深度脫碳目標的重要路徑,但是目前受制于成本較高,全球僅有瑞典、德國等少數國家發布了氫冶金技術案例。我國的鋼鐵企業從 2019 年開始,也在積極探索氫能冶金,主要參與者包括寶武集團、河鋼集團和中國鋼研等企業,但目前項目尚處于工業性試驗階段,其基礎設施不完善、相關標準空白、成本較高、安全用氫等問題依然存在2。2.2 我國氫能產業發展存在的問題我國氫能產業發展存在的問題 2.2.1 各地方各地方政策規劃政策規劃同質化嚴重,缺乏統籌協調,同質化
108、嚴重,缺乏統籌協調,全國統一大市場尚未形成全國統一大市場尚未形成 首先,我國氫能產業政策規劃呈現“自下而上”的特點,地方政府積極性很高,在 2019-2021 年就紛紛制定相應規劃和政策多達 40 余項。例如,廣州市氫能產業發展規劃(2019-2030 年)青島市氫能產業發展規劃(2020-2030 年)北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025 年)等,但國家層面的氫能發展規劃至 2022 年 3 月才正式發布。這就導致各地氫能產業布局同質化嚴重,例如,在青島和北京市的發展規劃中,對于氫能制取、加注、燃料電 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)31 池等重點領
109、域,都布局了相似的研發方向,同時將燃料電池汽車列入重點發展任務。由于各地政府競相布局,缺乏國家層面的統籌協調,造成了資源浪費,也可能導致無序競爭,不利于形成全國統一的大市場。其次,市場預期目標高于國家層面的規劃目標,2016 年中國標準化研究院和氫能標準化技術委員會聯合發布了中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)22、2020 年中國電動汽車百人會發布了中國氫能產業發展報告 2020 1以及興業證券等眾多投資機構23發布的專題報告均預測 2025 年我國燃料電池車輛保有量將達到 10 萬輛,但是 2022 年國家出臺的氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年),提出 2025 年我國
110、燃料電池車輛保有量約5 萬輛的規劃目標。國家規劃目標低于行業協會、投資機構市場預期目標,體現了國家對氫能產業“穩慎”的發展思路,但由此可能影響氫能產業的投資熱情。2.2.2 技術技術創新創新不足,產業鏈各環節部分關鍵技術水平與國外差距較大不足,產業鏈各環節部分關鍵技術水平與國外差距較大 目前我國氫能產業技術與裝備已經取得了很大進步,煤制氫、工業副產氣制氫、20MPa高壓氣態儲氫、加氫技術等均已經成熟,但與日本、韓國、歐美等氫能產業前沿國家相比,我國氫能產業各環節中仍然有很多關鍵技術存在瓶頸,與國外技術水平差距較大1(表 9)。表表 9 我國氫能產業鏈中與國外差距較大的關鍵技術我國氫能產業鏈中與
111、國外差距較大的關鍵技術 資料來源:金正縱橫世界與中國能源轉型發展研究報告資料來源:金正縱橫世界與中國能源轉型發展研究報告 2022 產業產業鏈鏈 關鍵技術及難點問題關鍵技術及難點問題 制氫 在可再生能源電解水制氫領域:(1)堿性電解水制氫技術和 PEM 協同與可再生能源發電的適配性還有待于進一步提升;(2)酸性質子交換膜制氫技術需要的電催化劑和質子交換膜材料,長期被美國和日本等企業壟斷,對外依存度高。目前美國杜邦公司的 Nafion 全氟磺酸膜在全球市場具有超過 90%占有率,技術突破難度大。儲運(1)氣態儲氫:III 型高壓儲氫瓶關鍵零部件仍依賴進口,IV 型瓶初步具備量產水平,70MPa
112、高壓儲氫技術方面還處于試驗階段;(2)液態儲氫方式在民用領域尚處于起步階段,氫液化系統的核心設備依賴進口;固體儲氫方式還處于研發試驗階段;(3)管道輸送氫:管材氫脆問題研究與評價技術、氫的泄漏與全程監測技術、氫 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)32 產業產業鏈鏈 關鍵技術及難點問題關鍵技術及難點問題 氣壓縮技術等關鍵技術亟待研究突破。加注(1)加氫站中的壓縮機、加氫機等核心設備中的閥門、墊圈等關鍵部件目前主要依賴進口;(2)70MPa 氣態加氫站處于試驗階段,目前沒有液氫儲運加氫站。應用(1)燃料電池:氫燃料電池發動機系統功率密度多項指標已達國際先進水平,但基礎
113、材料和核心零部件依賴于國外供應商,亟待解決國產化開發問題;(2)其他領域,例如鋼鐵冶金領域,國內正在探索試驗,主要依賴與外企的合作;天然氣摻氫等高品位熱力領域,已有示范區,但是技術水平與國外存在差距;在建筑領域,美國和日本微型熱電聯供國外已經商業化,我國處于初步研發階段。2.2.3 基礎設施基礎設施建設建設不足,影響氫能應用場景的推廣不足,影響氫能應用場景的推廣24 城市加氫站、輸氫管道等基礎設施建設不足是影響中國氫能產業發展的重要因素。在加氫站方面,截止 2022 年底累計建成 310 座加氫站,距離 2025 年至少 1000 座的建設目標還相差甚遠。此外,加氫站建設還存在布局分散、建設成
114、本高、建設審批流程復雜、歸口管理不明確等問題25,這些因素也嚴重影響了加氫站的建設速度及燃料電池汽車的應用推廣。在輸氫管道方面,我國目前僅有 400 千米的輸氫管道,與美國 2500 千米、歐洲 1569 千米相比差距很大,極大地制約了氫能儲運業務發展。同時,輸氫管道建設也面臨著設計建造標準不明26、建設成本過高等問題,成為氫能基礎設施發展的另一個重要障礙27。2.2.4 氫能產業處在培育初期,產業鏈各環節成本較高,商業化推廣困難氫能產業處在培育初期,產業鏈各環節成本較高,商業化推廣困難 我國氫能產業處在產業化培育初期,在未來很長一段時間內,成本高將是制約企業布局氫能產業的關鍵因素28。首先,
115、在碳排放約束下,化石能源制氫成本大幅度提高,而可再生能源制氫成本在短期內還很難降低;其次,我國還未建立完善的氫儲運管道體系,且主要能源供應區域和主要能源消費城市之間在地理空間上不匹配,進一步加大了氫儲運成本;最后,在應用端,與先進國家相比,總體在產業規模、產品性能、核心技術研發、材料制造及成本、標準體系、應用場景等方面均有一定差距。此外,我國氫能仍處于產業培育初期,商業模式創新不足,市場應用場景及規模還有限,也影響了氫能的經濟效益。當前用氫端需求關注的方向主要集中在氫燃料電池及其交通載具方面,而鋼鐵冶金、發電、儲能、天然氣摻氫等應用場景目前成熟度偏低、規模不大。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中
116、國氫能產業發展藍皮書(2023)33 2.2.5 標準規范建設尚未形成完整體系,儲運、加氫標準規范建設尚未形成完整體系,儲運、加氫、安全等領域的、安全等領域的標準規范標準規范仍仍不健全不健全 目前我國已經制定了與氫氣/氫能相關的標準規范 100 余項(見附表一、二),其中國標80 項,行業標準 24 項,企業標準若干。按照制氫、儲運氫、加氫、燃料電池等不同領域進行細分,其中 63 條標準是關于燃料電池領域,制氫標準 19 條,氫能儲運和加氫標準分別為8 條和 10 條。整體而言,涉及氫品質、儲運、加氫站和安全等內容的技術標準較少,行業標準較少21,例如在可再生能源制氫、液態儲氫、工業用綠氫等新
117、型氫能領域的技術工藝、裝置設備及生產運營環節,急需一套健全的國際、國家或行業標準,以此來規范氫能行業市場健康發展。圖圖 11 我國我國發布的發布的氫氣氫氣/氫能相關標準情況氫能相關標準情況 3、我國氫能產業發展政策建議、我國氫能產業發展政策建議2930 3.1 加強政策引導,統籌氫能產業發展布局加強政策引導,統籌氫能產業發展布局 結合我國氫能產業發展實際,需要進一步加強政策的引導,在氫能產業發展戰略規劃的指引下,統籌各省、市、地方企業氫能產業布局、區域布局、技術布局,避免資源浪費及無序競爭,以推動氫能和其他能源協同發展。同時,還需要加強引導各省市扶持政策的出臺力度,加快構建針對性強、協同性高的
118、產業政策體系31。3.2 實施龍頭企業保鏈穩鏈工程,以技術創新為價值引領,加強關鍵技術、材料的研發攻關實施龍頭企業保鏈穩鏈工程,以技術創新為價值引領,加強關鍵技術、材料的研發攻關 2022 年,我國政府工作報告明確提出“要增強制造業核心競爭力,加強原材料、關鍵零部件等供給保障,實施龍頭企業保鏈穩鏈工程,維護產業鏈、供應鏈安全穩定”。氫能是我國實現綠色低碳轉型的重要載體,面對當前氫能產業鏈環節的技術瓶頸,要充分發揮龍頭企47785412129010203040506070基本介紹制氫儲運氫加氫燃料電池國標行標 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)34 業的創新引領作用
119、,依托龍頭企業整合行業優質創新資源,布局產業創新中心、工程研究中心、技術創新中心、制造業創新中心等創新平臺,加快攻克低成本制氫、氫能儲運、燃料電池等關鍵核心技術,努力消除“卡脖子”隱憂。本研究對氫能產業鏈各環節的技術發展方向進行了預判,提出了氫能產業技術研發重點方向32,見表 10。表表 10 氫能產業技術發展預判及技術研發方向氫能產業技術發展預判及技術研發方向 資料來源:金正縱橫世界與中國能源轉型發展研究報告資料來源:金正縱橫世界與中國能源轉型發展研究報告 2022 產業鏈產業鏈 技術發展趨勢預判技術發展趨勢預判 技術研發方向技術研發方向 制氫 短期短期:化石能源制氫+CCUS 技術;中長期
120、中長期:可再生能源電解水制氫技術。氫氣提純技術、CCUS 技術;研發降低鉑系金屬載量的新型催化劑、質子交換膜等材料、高效大功率堿水電解槽設備;發展生物制氫和太陽能光解水制氫技術。儲運氫 短期:短期:高壓氣態儲氫;中長期:中長期:低溫液態儲氫;固體儲氫;有機液體儲氫;復合儲氫技術。研究方向為:提高儲氫密度、降低能耗成本、提高有機液體儲氫脫氫效率。研發 70MPa 高壓儲罐、氫氣壓縮機、液氫泵、氫氣液化裝備;碳纖維和碳納米管等碳質儲氫材料;發展有機氫化物儲氫技術,探索復合儲氫技術。短期:短期:高壓氣氫拖車 中長期:中長期:管道輸氫、有機液體管道輸氫。研究高性能的管材,發展管材評價技術、氫的泄漏與全
121、程監測技術、氫氣壓縮技術等。加氫 短期短期:35MPa 加氫站;中長期:中長期:70MPa 加氫站,液氫加注站。研發高壓壓縮機、加氫槍等設備,提高設備的穩定性與精度等;加強在加注安全、計量、過程控制、設備、建站設計及標準等方面的研究。應用 短期:短期:石化、化工、燃料電池、鋼鐵冶金;中長期:中長期:天然氣摻氫、儲能、建筑、發電等。改進優化氫化工(石油化工加氫、合成氨、尿素、合成甲醇)技術,降低能耗、碳排放;研發氫冶金技術、天然氣摻氫技術、高效儲能技術;研發燃料電池軌道交通產品,分布式發電產品,微型熱電聯供系統等。注:表中短期指 2022-2025 年,中長期指 2025-2035,2035-2
122、050 年。3.3 依托我國成熟的加油站點布局及管道建設基礎,加快推進氫能基礎設施建設依托我國成熟的加油站點布局及管道建設基礎,加快推進氫能基礎設施建設 油氣企業在推進氫能基礎設施建設上有巨大的優勢。在加氫站建設上,我國油氣企業在全國各地都有成熟的加油站點網絡布局,依托加油站建設加氫站有地理位置優勢,審批也更快捷。目前我國已有超過 12 萬座加油站,在現有加油站的基礎上,增設儲氫、加氫設施,北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)35 建設油/氫合建站,可節約 20%30%投資,并可依托現有強大的油品物流配送體系,建立氫能物流體系等。在輸氫管道建設方面,目前長輸管道建設
123、由國家管網公司統一規劃建設,我國已經建成 11 萬千米以上的天然氣管道,管道網絡覆蓋面非常廣,可依托現有的天然氣管道,逐步展開天然氣摻氫示范。此外,可依托化工園區管道建設需求,建立輸氫管道示范工程,發展氫氣輸運管道設計、建造技術以及相關核心裝備的制造技術。3.4 加強財政扶持及加強財政扶持及企業間合作,創新運營模式、加強示范應用,提升氫能經濟性間合作,創新運營模式、加強示范應用,提升氫能經濟性 要依靠政府扶持、企業間合作33、創新運營模式、加強示范應用等多種手段的持續運行,逐步降低成本。在政府扶持方面,國家及地方政府可提供優惠的土地使用、稅費支持以及氫能示范項目在融資、貸款準入、期限、利率等方
124、面的支持;在企業間合作方面,產業鏈各環節的企業間加強對接交流,洽談合作,獲取技術支持,拓寬資金渠道,分散投資風險;在運營模式方面,可探索“干線門站模式和城市氫氣分輸”相結合的方式,實現大規模低成本的制氫、儲氫和輸氫34,同時可借助數字化轉型的契機,探索自動化加氫站的運營模式,降低運營成本;在示范應用方面,因地制宜推動氫能在交通、儲能、發電、工業等領域的示范應用,拓展應用場景,推動規?;l展,加快探索形成有效的氫能產業發展的商業化路徑。3.5 加強國際合作,依托氫能制儲輸用示范工程,加強國際合作,依托氫能制儲輸用示范工程,建立完善氫能產業標準體系建立完善氫能產業標準體系 要進一步推動氫能產業發展
125、標準化管理,加快完善氫能標準頂層設計和標準體系。充分依托我國氫能“制儲輸用”等示范工程項目,積極探索并建立完善氫能標準體系,支撐氫能全產業鏈發展。重點圍繞氫能質量、氫安全等基礎標準,制氫、儲運氫裝置、加氫站等基礎設施標準,交通、儲能等氫能應用標準,增加標準有效供給。鼓勵龍頭企業積極參與各類標準研制工作,支持有條件的社會團體制定發布相關標準,加強企業間的交流與合作,提升標準的等級和影響力。要進一步加強氫安全、氫貿易、檢測認證、標準規范等方面的國際交流與合作,吸收國外氫能核心標準建設經驗,例如在車用氫能安全標準體系,可參考借鑒日本的標準及法律法規體系,典型的有高壓氣體保安法 消防法 建筑基準法 加
126、氫站安全檢查標準等。此外,可充分發揮我國屬于 ISO P 成員國的重要地位和影響力,積極參與氫能國際化標準的制定。第一,增加行業標準數量,發揮其對標準體系的補充、完善作用,為此需賦予中國氫能產業聯盟制定行業標準的權限;第二,優化中國氫能技術標準分布,提高氫儲運與加注和氫能應用等技術類別的覆蓋度,以保障氫能產業從定點示范運營到城市群大規模推廣的順利升 級。北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)36 附表一附表一 我國氫能相關的國家標準我國氫能相關的國家標準 序號序號 分類分類 標準號標準號 標準中文名稱標準中文名稱 發布日期發布日期 實施日期實施日期 1 基本術語 GB
127、/T 24499-2009 氫氣、氫能與氫能系統術語 2009/10/30 2010/5/1 2 GB/T 3634.1-2006 氫氣 第 1 部分:工業氫 2006/1/23 2006/11/1 3 GB/T 3634.2-2011 氫氣 第 2 部分:純氫、高純氫和超純氫 2011/12/30 2012/10/1 4 GB/T 40045-2021 氫能汽車用燃料 液氫 2021/4/30 2021/11/1 5 制氫 GB/T 19774-2005 水電解制氫系統技術要求 2005/5/25 2005/11/1 6 GB/T 37563-2019 壓力型水電解制氫系統安全要求 2019
128、/6/4 2019/10/1 7 GB/T 37562-2019 壓力型水電解制氫系統技術條件 2019/6/4 2020/1/1 8 GB/T 34540-2017 甲醇轉化變壓吸附制氫系統技術要求 2017/10/14 2018/5/1 9 GB 32311-2015 水電解制氫系統能效限定值及能效等級 2015/12/10 2017/1/1 10 GB/T 39359-2020 積分球法測量懸浮式液固光催化制氫反應 2020/11/19 2021/6/1 11 GB/T 26915-2011 太陽能光催化分解水制氫體系的能量轉化效率與量子產率計算 2011/7/19 2012/3/1 1
129、2 儲氫 GB/T 35544-2017 車用壓縮氫氣鋁內膽碳纖維全纏繞氣瓶 2017/12/29 2018/7/1 13 GB/T 34542.1-2017 氫氣儲存輸送系統 第 1 部分:通用要求 2017/10/14 2018/5/1 14 GB/T 34542.2-2018 氫氣儲存輸送系統 第 2 部分:金屬材料與氫環境相容性試驗方法 2018/5/14 2018/12/1 15 GB/T 34542.3-2018 氫氣儲存輸送系統 第 3 部分:金屬材料氫脆敏感度試驗方法 2018/5/14 2018/12/1 16 GB/T 33292-2016 燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫
130、系統 2016/12/13 2017/7/1 17 GB/T 26466-2011 固定式高壓儲氫用鋼帶錯繞式容器 2011/5/12 2011/12/1 18 GB/T 34544-2017 小型燃料電池車用低壓儲氫裝置安全試驗方法 2017/10/14 2018/5/1 19 加氫 GB/T 34584-2017 加氫站安全技術規范 2017/10/14 2018/5/1 20 GB/T 34583-2017 加氫站用儲氫裝置安全技術要求 2017/10/14 2018/5/1 21 GB/T 31138-2022 加氫機 2022/10/12 2022/10/12 22 GB/T 267
131、79-2021 燃料電池電動汽車加氫口 2021/3/9 2021/10/1 23 GB/T 34425-2017 燃料電池電動汽車 加氫槍 2017/10/14 2018/5/1 24 GB/T 31139-2014 移動式加氫設施安全技術規范 2014/9/3 2015/1/1 25 GB/Z 34541-2017 氫能車輛加氫設施安全運行管理規程 2017/10/14 2018/5/1 26 GB/T 34583-2017 加氫站用儲氫裝置安全技術要求 2017/10/14 2018/5/1 27 燃料電池 GB/T 36288-2018 燃料電池電動汽車 燃料電池堆安全要求 2018/
132、6/7 2019/1/1 28 GB/T 27748.4-2017 固定式燃料電池發電系統 第 4 部分:小型燃料電池發電系統性能試驗方法 2017/7/12 2018/2/1 29 GB/T 28816-2020 燃料電池 術語 2020/6/2 2020/12/1 30 GB/T 29838-2013 燃料電池 模塊 2013/11/12 2014/3/7 31 GB/T 24548-2009 燃料電池電動汽車 術語 2009/10/30 2010/7/1 32 GB/T 26779-2021 燃料電池電動汽車加氫口 2021/3/9 2021/10/1 33 GB/T 24549-202
133、0 燃料電池電動汽車 安全要求 2020/9/29 2021/4/1 34 GB/T 34425-2017 燃料電池電動汽車 加氫槍 2017/10/14 2018/5/1 35 GB/T 30084-2013 便攜式燃料電池發電系統-安全 2013/12/17 2014/4/9 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)37 序號序號 分類分類 標準號標準號 標準中文名稱標準中文名稱 發布日期發布日期 實施日期實施日期 36 GB/T 39132-2020 燃料電池電動汽車定型試驗規程 2020/10/11 2021/5/1 37 GB/T 24554-2009 燃料電
134、池發動機性能試驗方法 2009/10/30 2010/7/1 38 GB/T 38954-2020 無人機用氫燃料電池發電系統 2020/6/2 2020/12/1 39 GB/T 37244-2018 質子交換膜燃料電池汽車用燃料 氫氣 2018/12/28 2019/7/1 40 GB/T 34593-2017 燃料電池發動機氫氣排放測試方法 2017/10/14 2018/5/1 41 GB/T 33978-2017 道路車輛用質子交換膜燃料電池模塊 2017/7/12 2018/2/1 42 GB/T 31036-2014 質子交換膜燃料電池備用電源系統 安全 2014/12/5 20
135、15/7/1 43 GB/T 28183-2011 客車用燃料電池發電系統測試方法 2011/12/30 2012/6/1 44 GB/T 25319-2010 汽車用燃料電池發電系統 技術條件 2010/11/10 2011/5/1 45 GB/Z 21742-2008 便攜式質子交換膜燃料電池發電系統 2008/5/20 2009/1/1 46 GB/T 37154-2018 燃料電池電動汽車 整車氫氣排放測試方法 2018/12/28 2019/7/1 47 GB/T 29124-2012 氫燃料電池電動汽車示范運行配套設施規范 2012/12/31 2013/7/1 48 GB/T 2
136、6990-2011 燃料電池電動汽車 車載氫系統 技術條件 2011/7/19 2012/3/1 49 GB/T 28817-2022 聚合物電解質燃料電池單電池測試方法 2022/3/9 2022/10/1 50 GB/T 35178-2017 燃料電池電動汽車 氫氣消耗量 測量方法 2017/12/29 2018/7/1 51 GB/T 34872-2017 質子交換膜燃料電池供氫系統技術要求 2017/11/1 2018/5/1 52 GB/T 29123-2012 示范運行氫燃料電池電動汽車技術規范 2012/12/31 2013/7/1 53 GB/T 29126-2012 燃料電池
137、電動汽車 車載氫系統 試驗方法 2012/12/31 2013/7/1 54 GB/T 26991-2011 燃料電池電動汽車 最高車速試驗方法 2011/7/19 2012/3/1 55 GB/T 23645-2009 乘用車用燃料電池發電系統測試方法 2009/4/21 2009/11/1 56 GB/T 36544-2018 變電站用質子交換膜燃料電池供電系統 2018/7/13 2019/2/1 57 GB/T 33983.1-2017 直接甲醇燃料電池系統 第 1 部分:安全 2017/7/31 2018/2/1 58 GB/T 20042.1-2017 質子交換膜燃料電池 第 1
138、部分:術語 2017/5/12 2017/12/1 59 GB/T 23751.1-2009 微型燃料電池發電系統 第 1 部分:安全 2009/5/6 2009/11/1 60 GB/T 38914-2020 車用質子交換膜燃料電池堆使用壽命測試評價方法 2020/6/2 2020/12/1 61 GB/T 27748.3-2017 固定式燃料電池發電系統 第 3 部分:安裝 2017/9/7 2018/4/1 62 GB/T 27748.1-2017 固定式燃料電池發電系統 第 1 部分:安全 2017/7/31 2018/2/1 63 GB/T 33979-2017 質子交換膜燃料電池發
139、電系統低溫特性測試方法 2017/7/12 2018/2/1 64 GB/T 31035-2014 質子交換膜燃料電池電堆低溫特性試驗方法 2014/12/5 2015/7/1 65 GB/T 34582-2017 固體氧化物燃料電池單電池和電池堆性能試驗方法 2017/9/29 2018/4/1 66 GB/T 20042.2-2008 質子交換膜燃料電池 電池堆通用技術條件 2008/5/20 2009/1/1 67 GB/T 27748.2-2022 固定式燃料電池發電系統 第 2 部分:性能試驗方法 2022/3/9 2022/10/1 68 GB/T 41134.1-2021 電驅動
140、工業車輛用燃料電池發電系統 第 1部分:安全 2021/12/31 2022/7/1 69 GB/T 23751.2-2017 微型燃料電池發電系統 第 2 部分:性能試驗方法 2017/7/12 2018/2/1 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)38 序號序號 分類分類 標準號標準號 標準中文名稱標準中文名稱 發布日期發布日期 實施日期實施日期 70 GB/T 33983.2-2017 直接甲醇燃料電池系統 第 2 部分:性能試驗方法 2017/7/12 2018/2/1 71 GB/T 31037.1-2014 工業起升車輛用燃料電池發電系統 第 1 部分:
141、安全 2014/12/5 2015/7/1 72 GB/Z 23751.3-2013 微型燃料電池發電系統 第 3 部分:燃料容器互換性 2013/7/19 2013/12/2 73 GB/Z 27753-2011 質子交換膜燃料電池膜電極工況適應性測試方法 2011/12/30 2012/5/1 74 GB/T 20042.4-2009 質子交換膜燃料電池 第 4 部分:電催化劑測試方法 2009/4/21 2009/11/1 75 GB/T 20042.5-2009 質子交換膜燃料電池 第 5 部分:膜電極測試方法 2009/4/21 2009/11/1 76 GB/T 20042.3-2
142、022 質子交換膜燃料電池 第 3 部分:質子交換膜測試方法 2022/3/9 2022/10/1 77 GB/T 31037.2-2014 工業起升車輛用燃料電池發電系統 第 2 部分:技術條件 2014/12/5 2015/7/1 78 GB/T 20042.7-2014 質子交換膜燃料電池 第 7 部分:炭紙特性測試方法 2014/12/5 2015/7/1 79 GB/T 20042.6-2011 質子交換膜燃料電池 第 6 部分:雙極板特性測試方法 2011/12/30 2012/5/1 80 GB/T 41134.2-2021 電驅動工業車輛用燃料電池發電系統 第 2部分:性能試驗
143、方法 2021/12/31 2022/7/1 81 GB/T 31886.1-2015 反應氣中雜質對質子交換膜燃料電池性能影響的測試方法 第 1 部分:空氣中雜質 2015/9/11 2016/4/1 82 GB/T 31886.2-2015 反應氣中雜質對質子交換膜燃料電池性能影響的測試方法 第 2 部分:氫氣中雜質 2015/9/11 2016/4/1 附表二附表二 我國氫能相關的行業標準我國氫能相關的行業標準 序號序號 分類 標準號標準號 標準名稱標準名稱 行業領域行業領域 實施日期實施日期 1 制氫 NB/T 10617-2021 制氫轉化爐爐管壽命評估及更換導則 能源 2021/8
144、/26 2 QX/T 6432022 氣象用水電解制氫設備操作規范 氣象 2022/4/1 3 HG/T 5770-2020 氨裂解制氫催化劑 化工 2021/4/1 4 HG/T 5529-2019 甲醇制氫催化劑 化工 2020/1/1 5 YB/T 4594-2016 焦爐煤氣制氫站安全運行規范 黑色冶金 2017/7/1 6 QX/T 420-2018 氣象用固定式水電解制氫系統 氣象 2018/8/1 7 QX/T 248-2014 固定式水電解制氫設備監測系統技術要求 氣象 2015/3/1 8 JB 5903-1992 水電解制氫設備型式與基本參數 機械 1992/10/1 9
145、QX/T 9-2002 GX-2 型水電解制氫設備 氣象 2002/12/1 10 JB/T 5903-1996 水電解制氫設備 機械 1997/7/1 11 CB 3521-1993 水電解制氫裝置通用技術條件 船舶 1994/5/1 12 JB/T 9082-1999 水電解制氫設備 術語 機械 2000/1/1 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)39 序號序號 分類 標準號標準號 標準名稱標準名稱 行業領域行業領域 實施日期實施日期 13 儲氫 YS/T 484-2005 金屬氫化物 鎳電池負極用儲氫合金 比容量的測定 有色金屬 2005/12/1 14 加
146、氫 QC/T 816-2009 加氫車技術條件 汽車 2010/4/1 15 JB/T 11484-2013 高壓加氫裝置用閥門 技術規范 機械 2013/9/1 16 燃料電池 NB/T 10671-2021 固體氧化物燃料電池 模塊 通用安全技術導則 能源 2021/7/26 17 NB/T 10670-2021 固體氧化物燃料電池電解質膜測試方法 第 1 部分:自支撐膜 能源 2021/7/26 18 NB/T 10822-2021 固體氧化物燃料電池 小型固定式發電系統通用安全技術導則 能源 2022/2/16 19 NB/T 10821-2021 固體氧化物燃料電池 電池堆測試方法
147、能源 2022/2/16 20 NB/T 10820-2021 固體氧化物燃料電池 單電池測試方法 能源 2022/2/16 21 YS/T 1515-2021 鋁-空燃料電池用鋁合金電極材料 有色金屬 2022/4/1 22 JT/T 13422020 燃料電池客車技術規范 交通 2021/2/1 23 NB/T 10193-2019 固體氧化物燃料電池 術語 能源 2019/10/1 24 YD/T 3425-2018 通信用氫燃料電池供電系統維護技術要求 通信 2019/4/1 北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)40 參考文獻參考文獻 1 中國電動汽車百人會
148、.中國氫能產業發展報告 2020R.2 孫德強,張俊武,吳小梅,鄭曉芳,孫冰梅.我國氫能產業發展現狀,挑戰及對策J.中國能源,2022,44(9):27-35.3 國家能源局.氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)R.4 McQueen S,Stanford J,Satyapal S,et al.Department of energy hydrogen program planR.US Department of Energy(USDOE),Washington DC(United States),2020.5 Hydrogen Council.HYDROGEN INSIGHTS
149、2022R.6 周子揚.氫能源國際市場地區發展和規劃一覽J.國際工程與勞務,2022(9):4.7 何盛寶,李慶勛,王奕然,等.世界氫能產業與技術發展現狀及趨勢分析J.石油科技論壇,2020,39(3):17-24.8 舟丹.國外氫能產業化發展現狀J.中外能源,2022,27(11):1.9 劉堅,景春梅,王心楠.氫儲能成全球氫能發展新方向J.中國石化,2022(6):3.10 劉尚澤于青管健.氫能利用與產業發展現狀及展望J.能源與節能,2022(11):18-21.11 2022 年中國氫能行業技術發展洞察報告R.智慧牙,科創板日報聯合發布.12鄒才能,李建明,張茜,等.氫能工業現狀、技術進
150、展、挑戰及前景J.天然氣工業,2022,42(4):1-20.13 北京金正縱橫信息咨詢有限公司.世界與中國能源轉型發展研究報告R 14 陳英杰.天然氣制氫技術進展及發展趨勢J.煤炭與化工,2020,v.43;No.295(11):138-141.15 郝世超,梁鵬飛,吳偉.可再生能源制氫技術及應用綜述J.上海節能,2019(5):325-328.16 興業證券.能源新勢力、雙碳主力軍氫能專題報告R.17 張志蕓,張國強,劉艷秋,康啟平.車載儲氫技術研究現狀及發展方向J.油氣儲運,2018,37(11):1207-1212.18 劉翠偉 裴業斌 韓輝等.氫能產業鏈及儲運技術研究現狀及發展趨勢J
151、.油氣儲運,2022.19 ALFA LAVAL H,HALDOR TOPSOE V,GAMESA S.Ammon-fuelan industrial view of ammonia as a marine fuelR/OL.(2020-08-04)2021-05-04.https:/ 中國氫能產業發展藍皮書(2023)41 20 AIII M,ODA T,KASHIWAGI T.Comparison of liuuid hydro-gen,methylcyclohexane and ammonia on energy efficiency and economyJ.Energy Proced
152、ia,2019,158:4086-4091.21 鄒才能,李建明,張茜,等.氫能工業現狀、技術進展、挑戰及前景J.天然氣工業,2022,42(4):1-20.22 中國標準化研究院.中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)R.23 興業證券.能源新勢力、雙碳主力軍氫能專題報告R.24 熊亞林,許壯,王雪穎,等.我國加氫基礎設施關鍵技術及發展趨勢分析J.儲能科學與技術,2022,11(10):3391.25 王坤華.加氫站建設及運營研究C.2020 年燃氣安全交流研討會.26 郭浩然.雙碳目標下的標準化對氫能產業作用分析C.第十八屆中國標準化論壇論文集,2021.27 孟翔宇,陳銘韻,顧阿倫,
153、等.“雙碳”目標下中國氫能發展戰略J.天然氣工業,2022,42(4):156-179.28 徐東,劉巖,李志勇,等.氫能開發利用經濟性研究綜述J.油氣與新能源,2021.29 張智,趙苑瑾,蔡楠.中國氫能產業技術發展現狀及未來展望J.天然氣工業,2022,42(5):156-165.30 李勛來,魯匯智.我國氫能產業的發展現狀及對策建議J.江淮論壇,2022.31 劉進亮.氫能產業分析及發展對策J.一重技術,2022,1:68-72.32 杜廷召,劉欣,葉昆等.對“雙碳”目標下石油公司發展氫能的思考和建議J.國際石油經濟,2022,2(30):33-38.33 劉瑋,萬燕鳴,王雪穎,等.國內外氫能產業合作新模式分析與展望J.能源科技,2022.34 黃宣旭,練繼建,沈威,等.中國規?;瘹淠芄湹慕洕苑治鯦.南方能源建設,2020,7(2):13.北京金正縱橫信息咨詢有限公司 中國氫能產業發展藍皮書(2023)42