2021-2022氢能源产业研究报告.pptx

2021-2022氢能源产业 研究 报告 1 氢能产业介绍 2 氢能市场现状 3 氢能产业链分析 4 上游制氢 目录 5 中游储运 6 下游应用 7 氢能企业汇总 8 氢能产业发展前景 PART 01 3 氢能源 介绍 氢能是什么 ？ 氢能有 什 么 形 态 ？ 氢能 有 什 么 作 用 ？ 氢能 人们越来越重视能源和 环 境问 题 ， 清 洁 能源 的 开发 和 利用已 经成为全球各国发展的 重 要方 向 。 目 前 ， 世 界 许多 国 家都将 氢能作为戓略性能源来 发 展 ， 由 于其 具 有零 污 染 、 高 效率 、 来源丰富 、 用途广泛等 优 势 ， 备 受环 境 污染 困 扰的 诸 多国家 都将氢能视为 “ 未来能 源 ” 。 4 氢能的定义 氢是一种化学元素 ， 在元素周期表中位于第一位 。 氢通常的单质形 态是 氢气 。 它是无色无味无臭 ， 极易燃烧的由双原子分子组成的气体 ， 氢 气是最轻的气体 。 人们越来越重视能源和环境问题 ， 清洁能源的开发和利用已经成为 全球各国发展的重要方向 。 目前 ， 世界许多国家都将氢能作为战略性能源 来发展 ， 由于其具有零污染 、 高效率 、 来源丰富 、 用途广泛等优势 ， 备受 环境污染困扰的诸多国家都将氢能视为 “ 未来能源 ” 。 氢气的来源非常广泛 ， 主要有化工尾气回收 、 天然气制氢 、 煤制氢 、 甲醇制氢和电解水制 氢等几种方式 。 目前 ， 煤制氢是我国主要的制氢方式 。 5 氢能源清洁度高 氢能源是可再生能源的一种 ， 是清 洁 能源 。 清洁能源 ， 即绿色能源 ， 是指不排 放 污染 物 、 能够直接用于生产生活的能源 ， 包 含 的含 义 有两 方 面 即可再生能源 、 非可再生能源 。 可再生能源 ： 消耗后可得到恢复补 充 ， 不 产 生 或极少产生污染物 。 如 氢能 、 太阳 能 、 风 能 ， 生 物 能 、 水能 ， 地热能等 。 非可再生能源 ： 在生产及消费过程 中 尽可 能 减 少对生态环境的污染 ， 包括使用低 污 染的 化 石能 源 （ 如天然气等 ） 和利用清洁能源技术 处 理过 的 化石 能 源 ， 如洁净煤 、 洁净油等 。 可再生能 源 6 非可再生 能源 光伏等 氢能 清洁能源 洁净油等 洁净煤 氢能源清洁度高 能源的应用从最开始的草木发展到 如 今的 风 能 、 太 阳能 、 核能 、 地热 能 等多 种 形式 ， 使用 过 程的 污 染物 排 放 逐渐降低 ， 清洁能源成为人类能源 使 用的 重 要方 向 。 而目前已知的所有能源中 ， 最为清 洁 的 是 氢 能 ， 氢 气使 用 过程 产 物是 水 ， 可 以 真正 做 到零 排 放 、 无 污染 ， 被 看做是最具应用前景的能源之一 ， 或 成为 能 源使 用 的终 极 形式 。 柴草 煤炭 石油 天然气 风电光伏 氢能 清洁化越强 H2 7 氢能源优势 从不同能源的功率密度和用于发电时 的建设成本方面考虑 ， 氢能源都具有优势 。 从 物质能量密度角度 看 ， 氢能源高于 汽油 、 柴油和天然气 。 据数据显示 ， 氢气功 率密度几乎是其他化石燃料 的 3倍多 。 汽油 柴油 天然气 氢能 分能源功率密度对比情况 KW/kg 8 氢能源优势 电建设成本最低 。 据数据显示 ， 氢气发电建设成本 仅 580美元 /KW， 在风能 、 天然气 、 光伏 、 石油 、 生物质能发电等众多方式中成 本最低 。 风能 气 天然 光伏 能 氢 油 蓄电池 石 生物质发电 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 从 发电建设成 本 来讲 ， 氢能源发 分能源发电建设 成 本 对 比情况 /KW 9 氢能源应用的阻碍 阻 碍 1 10 目前 ， 虽然氢气在理论层面相较于其他能源具有功率密度优势 ， 且用于发电时建设成本较低 ， 但 在大规模推广应用时仍有不少障碍需要克服 。 目前 ， 氢能的应用正在加快推进中 ， 但加氢难成为一个关键 。 因设备与技术的要求 ， 加氢站 的建设运营成本远高于加油站和充电站 ， 加氢站的高成本使得它未能更广的覆盖 。 目前 ， 已有的 加氢站数量不足以完全满足商业化应用的需求 ， 这也不利于氢能的推广应用 。 使用的便利度不够高 氢能源应用的阻碍 分布式使用场景下 ， 综合成本更高 阻 碍 2 11 氢能源的清洁利用主要是通过燃料电池 ， 而燃料电池应用在分布式应用场景中与其他替代方 式相比成本较高 。 氢能源作为燃料电池最广泛的应用之一就是氢燃料电池汽车 。 以氢燃料电池汽车为例 ， 燃料 电池技术含量高 ， 使汽车的成本高 。 其次 ， 燃料电池汽车比其他汽车更为紧密 ， 因此维护成本更 高 。 此外 ， 氢气在制备 、 储存 、 运输等过程中技术要求高 ， 同样带动了燃料电池汽车的使用成本 。 而前文提到的加氢站不足也将导致燃料汽车在能源方面的成本提高 。 氢能源应用的阻碍 12 氢燃 料 电 池 汽车 纯电 动 汽 车 柴油 汽车 购置成本 （ 欧元 ） 70000 35000 31000 使用年限 4 4 4 每年行驶里程 （ km/年 ） 60000 60000 60000 剩余价值 50% 50% 40% 车身折旧成本 （ 欧元 /km） 0.15 0.07 0.08 燃料消耗 0.008kg/km 0.13kwh/km 0.043l/km 燃料价格 9EUR/kg 0.21EUR/kwh 1.2EUR/km 燃料消耗成本 （ 欧元 /km） 0.072 0.027 0.052 维护成本 （ 欧元 /km） 0.023 0.018 0.023 车辆使用综合成本 （ 欧 元 /km） 0.24 0.12 0.15 欧洲氢燃料电池汽车与 其 他燃 料 汽车 使 用成 本 对比 （ 小汽 车 ） 整 理 PART 02 13 氢能源市场 现状 氢能源市场现状如何 ？ 氢能源产业化处于什么阶 段 ？ 氢能市场 近年来 ， 我国氢能产业加速发展 ， 氢 能的 应 用越 来 越 广泛 。 随着氢能的进一步推广应用 ， 氢气 应 用行 业 的 工业产值预计将在 2022年突破 5000亿 元 。 其 中 ， 2019年氢气应用行业工业产值戒将 接 近 4000亿 元 。 14 氢能源政策 （ 国 家 ） 我国政府对氢能产业给予高度重视 ， 尤其 在 氢燃 料 电池 车 行业 出 台了 不 少扶 持 政策 。 未来 ， 更多 的 推广 扶 持政 策也将继续推出 ， 政策利好氢燃料 电 池车 市 场发 展 ， 同 时 也带 动 产业 链 发展 。 整 理 15 时间 政策 内容 2018 关于调整完善新能源汽车推广应用 财 政补 贴政策的通知 燃料电池补贴政策基本不变 ， 力度 不 减 。 2016 国家发改委和国家能源局系统内部 发 文 提出 15项重点创新任务 ， 其 中 包括 氢 能与 燃 料电 池 技术 创 新 。 2015 中国制造 2025 明确提出将新能源汽车作为重点发 展 领域 ， 未来 国 家将 继 续支 持 电 动汽车 、 燃料电池汽车的发展 。 对 燃 料电 池 汽车 的 发展 战 略 ， 提 出 三个发展阶段 ： 第一是在关键材料 零 部件 方 面逐 步 实现 国 产化 ； 第 二是燃料电池和电堆整车性能逐步 提 升 ； 第 三方 面 是要 实 现燃 料 电 池汽车 的 运行 规 模进一 步 扩大 ， 达 到 1000辆的 运 行规模 ， 到 2025年 ， 制氢 、 加氢等配套基础设施基本完 善 ， 燃 料 电池 汽 车实 现 区域 小 规 模运行 。 氢能源政策 （ 国 家 ） 时间 政策 内容 2014 关于新能源汽车充电设施建设奖励 的 通知 对符合国家技术标准且日加氢能力 不 少 于 200公 斤的 新 建燃 料 电池 汽 车加氢站每个站奖励 400万 元 。 2014 关于免征新能源汽车车辆购置税的 公 告 从 2014年 09月 1日 起 到 2017年 12月 31日 ， 对 购 置 的 新 能 源 汽 车 免 征车 辆购置税 。 对免征车辆购置税的新 能 源汽 车 ， 由 工 信部 、 国家 税 务 总 局通过发布 免征车辆购置税的新 能 源汽 车 车型 目 录 实 施管 理 。 2011 中华人民共和国车船税法 纯电动汽车 、 燃料电池汽车和插电 式 混合 动 力汽 车 免征 车 船税 ， 其他 混合动力汽车按照同类车辆使用税 额 减半 征 税 。 中央财政对试点城市购置混合动力 汽 车 、 纯 电动 汽 车和 燃 料电 池 汽车 2009 节能与新能源汽车示范推广财政补 助 资金 管理暂行办法 等节能与新能源汽车给予一次性定 额 补助 。 其中 低 排放 、 低能 耗 混合 动力汽车 ： 0.4万元 -42万元不 等 的成 本 差价 财 政补 贴 ； 零 排 放纯 电 动 和燃料电池汽车 ： 6万元 -60万 元 不 等 的 成 本 差 价 财 政 补 贴 。 整 理 16 氢能源政策 （ 地 方 ） ； 整 理 17 省市 时间 政策名称 规划内容 如皋 2016年 8月 如皋 “ 十三五 ” 新能源汽车规划 新建 3-5座加氢站 ， 燃料电池物流车 500辆 推 广示 范 应 用 ;氢能 小 镇全面 推广燃料电池热电联供模式 。 台州 2016年 11月 关于促进汽车产业发展的若干意见 重点发展燃料电电池乘用车 ， 落尸 总 投资 160亿 元 的氢 能 小镇 。 武汉 2017年 1月 武汉 “ 十三五 “ 发展规划 、 武汉制 造 2025行动 纲要 建设氢燃料电池动力系统工程技术 研 发中 心 ， 到 2020年 ， 累计 实 现燃 料电池汽车推广应用规模达到万辆 级 别 。 2018年 1月 武汉氢能产业发展规划方案 2020年 建 设 5-20座 加 氢站 ， 燃 料电 池 车 示 范运行 规 模达 到 2000-3000辆 2025年 ， 加氢站 30-100座 ， 车辆总 计 1-3万 辆 ， 产 业链 年 产值 突 破 1000 亿元 。 上海 2017年 9月 上海市燃料电池汽车发展规划 2020年加氢站 5-10座 、 乘用车运行 规 模 3000辆 ;2025年 加 氢站 50座 ， 乘 用车不少于 2万辆 、 其它不少于 1万 辆 :长期 :全产 业 链年 产 值突 破 3000 亿元 。 苏州 2018年 3月 苏州市氢能产业发展指导意见 2020年建成加氢站 10座 ， 燃料电池 车 800辆 :2025年 加氢 站 40座 ， 氢燃 料电池车 1万辆 。 佛山 2017年 12月 第二届氢能与燃料电池产业发展国 际 交流 会 领 导发言 2019年投入使用 10座加氢站 ， 力争 实 现 1000辆的 氢 能公 交 车示 范 运 营 项目 。 佛山 (云浮 )产业转移工业园 国 鸿氢 能 20000套电堆 +5000套 9SSL 系统产线落地 。 盐城 2017年 10月 氢燃料电池汽车示范工程项目实施 方 案 2018年运营 10辆燃料电池公交车 :“ 十三 五 ” 期 间 ， 1500辆以 上 多种燃 料电池汽车示范应用 :最 终 目 标 形 成 年 产 10万 套 汽 车 燃 料 电 池 模 块 、 5000台客车 、 3万台物流车 、 10-15万 台乘 用 车基 地 。 氢气产量 2000 1500 1000 500 0 3000 2500 2019E 2020E 2021E 中国氢气产量预测 产量 （ 万吨 ） 18 近年来 ， 我国氢能产业加速发 展 ， 氢能的应用越来越广泛 。 在此背 景下 ， 氢气产量持续增长 。 据预测 ， 2019年我国 氢气产量 将近 2000万吨 ， 到 2020年将超 2000万 吨 。 2022E 2023E 氢能应用工业产值 2019E 2020E 2021E 中国氢气应用行业工业产值预测 工业产值 （ 亿元 ） 19 氢气的应用十分广泛 ， 近年来 氢气应用行业快速发展 。 随着氢能的 进一步推广应用 ， 氢气应用行业的工 6000 5000 4000 业产值 预计将在 2022年突破 5000亿元 3000 2000 1000 0 。 其中 ， 2019年氢气应用行业工业产 值或将接近 4000亿元 。 2022E 2023E 氢能应用销售产值 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 2019E 2020E 2021E 中国氢气应用行业销售产值预测 销售产值 （ 亿元 ） 20 氢气应用行业销售产值同样呈 现增长趋势 。 据预测 ， 2019-2023年 我国 氢气应用行业销售产值 逐年增长 ， 2019年将超 3500亿元 ， 到 2023年将 近 5000亿元 。 2022E 2023E 氢能产业布局 清洁能源是如今全球重要发展的能源类型 ， 其中氢能源的优势使之成为至关重要的发展方向 ， 许多国 家 、 城市纷纷加快研发 、 应用氢能源以便夺得先机 。 目前 ， 我国的氢能源推广应用正在不断推进中 ， 哪些城市已经在布局氢能产业了呢 ？ 广东 ： 近年来 ， 广东省佛山 、 云浮两个城市 依托对口帮扶和产业共建的合作平台 ， 积极探索 和践行绿色发展 、 低碳经济的新理念 。 佛山 、 云 浮引进了加拿大巴拉德公司先进商用车燃料电池 技术 ， 创新推进氢能全产业链协同布局发展 ， 在 整合构筑氢能与燃料电池产业体系和氢能汽车推 广应用方面走在全国前列 。 布局氢能产业发展成效 ： A 形成了新的主导产业 B 建成一批氢能核心企业 C 搭建了产业资金平台 D 21 实现了区域示范运行 氢能产业布局 四川 ： 2018年 2月 ， 四 川 省氢 能 与燃 料 电池 产 业创 新 联盟 在 成都 成 立 。 该 联盟 是 四川 省首个以氢能利用为研 究 方向 的 创新 联 盟 ， 将 通过 集 聚相 关 产业 技 术资 源 ， 加 强 协同 创 新 ， 统筹推动包括制氢 、 储 运氢 、 加氢 基 础设 施 、 燃 料 电池 应 用的 全 产业 链 的技 术 突破 。 为 推动氢燃料汽车加快产 业 化 ， 将 以成 都 为试 点 区域 ， 建设 氢 能源 示 范站 。 目前 ， 四川省参与氢能 与 燃料 电 池产 业 的企 业 较分 散 ， 氢 能 产业 基 础设 施 建设 力 度 不够 ， 氢能产业的技术 及 产业 链 尚不 健 全 。 22 氢能产业布局 山东 ： 2018年 8月 ， 山 东 重工 集 团与 济 南市 政 府举 行 了 “ 绿 色动 力 氢能 城 市 ” （ 济南 ） 示范工程签约仪式 。 据 了解 ， 山东 重 工集 团 将发 挥 高端 装 备制 造 、 新 能 源全 产 业链 条 的 优势 ， 在济南率先建设 “ 绿色 动 力氢 能 城市 ” 。 其 中 ， 用 3-5年左 右 时间 全 面推 进 济南节 能减排和低碳发展 ， 实 现 氢能 产 业布 局 。 主 要 包括 投 资生 产 氢燃 料 电池 发 动机 城 市公 交 车 ， 优先满足济南绿色动 力 、 氢 能 城市 公 交车 需 求 ， 共 同探 讨 氢燃 料 管理 系 统建 设 项目 。 最 终将济南建设成现代绿 色 智慧 泉 城 ， 打 造成 为 首个 国 家级 氢 能省 会 城市 。 23 氢能产业布局 江苏 ： 地处长江三角洲 北 翼的 江 苏如 皋 经济 技 术开 发 区 ， 是 我国 著 名的 “ 氢能 小 镇 ” 。 据了解 ， 当地从 2010年 开 始布 局 氢能 产 业 ， 到 2016年 年末 ， 如皋 氢 能产 业 产值 达 到 20亿元 以上 ， 应税销售近 15亿 元 。 预 计 到 “ 十 三五 ” 末 ， 氢 经济 产 业产 值 将达 到 100亿 元 。 目前 ， 如皋已初步形成 覆 盖氢 能 制储 运 、 燃 料 电池 及 关键 材 料 、 燃 料电 池 汽车 等 环节 的氢能和燃料电池产业 链 ， 氢 燃 料电 池 动力 系 统技 术 国内 领 先 ， 已 应用 于 多款 汽 车 。 24 PART 03 25 氢能源产业链 分析 氢能产业链上游 、 中游 、 下 游包括哪些方面 ？ 氢能产业链 氢能产业链包括制氢 、 储运 、 加氢 、 氢能 应 用等方 面 。 其中 ， 制氢是基础 ， 储运和加 氢 是氢 能 应用 的 核 心保障 。 26 氢能源产业 氢能 ， 一种资源丰富 、 来源多样 、 热值高 、 可储存 、 可再生 、 清洁无污染等新能源 。 氢能即可提供能源 ， 同时也可满足资源 、 环境 、 可持续发展要求 ， 被视作未来的终极能源 。 氢具有高挥发性 、 高能量 ， 是能源载体和燃料 ， 氢在工业生产中广泛应用 。 目前 ， 工业每年用氢量超 5500亿立方米 ， 氢气与其它物质一起用来制造氨水和化肥 ， 在重要领域使用 。 此外 ， 氢能同时也应用在汽油精 炼工艺 、 玻璃磨光 、 黄金焊接 、 气象气球探测及食品工业中 ； 作为能源燃料还应用在新能源汽车 、 加氢站等领 域 。 氢能产业链 包括制氢 、 储运 、 加氢 、 氢能应用等方面 。 其中 ， 制氢是基础 ， 储运和加氢是氢能应用的核 心保障 。 27 氢能源产业链总览 电解水制氢 化石原料制氢 化工原料制氢 工业尾气制氢 新兴制氢技术 液氢储运 高压储运 固态储运 有机液态 储 运 电力 供热 燃料 加氢站 氢气 氢能 潍柴动力 雪人股份 三环集团 美锦能源 东华能源 雄韬股份 亿华通 富瑞氢能 上游制氢 星云股份 江苏清能 中游储氢 下游应用 燃料电池 氢燃料电池 汽 车 28 氢能源产业链 氢能源是目前已知的所有能源中最为清洁的一种 ， 被称 为最理想的新能源 。 氢能的 上游 是氢气的制备 ， 主要技术方式包括传统能源 的化石原料制氢法 、 化工原料制氢法 、 工业尾气制氢法 、 电解 水制氢法以及新型制氢技术等 。 氢能储量大 、 比能量高 、 可贮存 、 可运输 ， 氢能源产业 链的 中游 就是储存环节 。 目前 ， 氢能的主要储运技术包括高压 气态 、 低温也太 、 固体材料储运以及有机液态储运等 。 下游 是氢能的应用 ， 涉及到能源的多个方面 ， 除了传统 石化工业应用如合成氨 、 石油与煤炭深加工外 ， 还包括加氢站 、 燃料电池汽车等领域的应用 。 29 氢能源产业链相关设备 30 氢能源产业链的完善需要很多专用装备支持 ， 而且大多数技术含量高 ， 主要集中在制氢 、 储氢领域 。 制氢环节 储氢环节 加氢站环节 燃料电池环节 检测测试环节 氢站制氢器 车载制氢器 储氢罐 碳纤维 氢气压缩机 加氢机 双极板表面处理 膜电极喷涂设备 燃料电池系统检测 PART 04 31 氢能源产业链 上游制氢 上游制氢有哪些方法 ？ 我国制氢行业如何分布 ？ 上游制氢 目前 ， 我国现阶段主要用来制氢的 方 法是 化 石燃 料 制 氢法 。 从分布来看 ， 国内氢气制造 业 在东 部 沿海 地 区 发展较快 ， 内陆地区缓慢 。 32 制氢技术路线 33 氢是一种化学元素 ， 在元素周期表 中 位于 第 一位 。 氢通 常 的单 质 形态 是 氢气 。 它是 无 色无 味 无臭 ， 极易 燃 烧的 由 双 原子分子组成的气体 ， 氢气是最轻 的 气体 。 氢是二次能源 ， 通过一次能源转化 而 来 。 目 前 ， 行 业最 常 用的 制 氢方 法 包括 化 石燃 料 制氢 法 、 工 业 尾气 副 产氢 回 收 、 热分解制氢法 、 电解水制氢法等 。 化工原料制氢 甲醇裂 解 制 氢 、 氨分解制氢 水电解制氢 利用可再生能源制 氢 ， 利用谷电制氢 煤 、 焦炭气化制氢 、 石油 、 天然气制氢 石化原料制氢 石油炼厂尾气制氢 、 氯碱盐 化工制氢 、 合成氨尾气制氢 工业尾气制氢 生物质制氢 、 光化学 制氢 、 热化学制氢 新型制氢法 制氢产业分布 34 目前 ， 国内制氢产业有待进一步发 展 ， 专门的氢气制造企业数量不多 。 从 地 区 分 布 来看 ， 国内氢气制造业在东部沿海 地 区发展 较快 ， 内陆地区缓慢 。 制氢企业的分布同样有明显的地域 特 征 。 目前 ， 国内制氢企业东部沿海多 内 陆少 ， 其中以北京市 、 山东省 、 江苏省 、 上 海市 、 广东省最为集中 ， 占全国制氢总量 超 60%。 常用制氢方法 35 制氢方式 化石燃料制氢 含氢尾气副 产氢回收 高温分解制氢 电解水制氢 其他制氢方式 纯化 氢气 煤 天 石 氯 焦 气 化 制 氢 然 气 制 氢 油 制 氢 碱 副 产 氢 炉 气 合 成 氨 弛 放 气 甲 氨 醇 分 裂 解 解 生 物 质 气 化 光 解 水 风 水 核 能 能 能 太 海 阳 洋 能 能 地 热 常用制氢方法介绍 36 电解水制氢 ： 在由电极 、 电解质与 隔 膜组 成 的电 解 槽中 ， 在电 解 质水 溶 液中 通 入电 流 ， 水 电 解后 ， 在阴 极 产生 氢 气 ， 在 阳极产生氧气 。 化石原料制氢 ： 化石原料目前主要 指 天然 气 、 石 油 和煤 ， 其他 还 有页 岩 气和 可 燃冰 等 。 天 然 气 、 页 岩气 和 可燃 冰 的主要 成分是甲烷 。 甲烷水蒸气重整制氢 是 目前 采 用最 多 的制 氢 技术 。 煤气化制氢 ： 以煤在蒸汽条件下气 化 产生 含 氢和 一 氧化 碳 的合 成 气 ， 合 成气 经 变换 和 分离 制 得氢 。 由于 石 油量 少 ， 现在 很少用石油重整制氢 。 化合物高温热分解制氢 、 甲醇裂解 制 氢 、 氨 分解 制 氢 等 都 属于 含 氢化 合 物高 温 热分 解 制氢 含 氢化 合 物由 一 次能 源 制得 。 工业尾气制氢 、 合成氨生产尾气制 氢 、 石 油 炼厂 回 收富 氢 气体 制 氢 、 氯 碱厂 回 收副 产 氢制 氢 、 焦 炉 煤气 中 氢的 回 收 利用 等 。 新型制氢方法 ： 包括生物质制氢 、 光 化学 制 氢 、 热 化学 制 氢等 技 术 。 生物质制氢 ： 指生物质通过气化和 微 生物 催 化脱 氢 方法 制 氢 ， 在 生理 代 谢过 程 中产 生 分子 氢 过程 的 统称 。 光化学制氢 ： 将太阳辐射能转化为 氢 的化 学 自由 能 ， 通 称 太阳 能 制氢 。 热化学制 氢 ： 指在水系统中 ， 不同 温 度下 ， 经历 一 系列 化 学反 应 ， 将 水 分解 成 氢气 和 氧气 ， 不消 耗 制氢 过 沉重 添 加的元 素或化合物 ， 可与高温核反应堆或 太 阳能 提 供的 温 度水 平 匹配 。 常用制氢方法优缺点 37 制氢方式 优点 缺点 备注 化石燃料制氢 技术成熟 、 成本低 、 适合大 规模制氢 排放量高 、 气体杂质多需 要提纯 我国现阶段主要制氢方法 含尾气 、 副产氢回收 成本低 、 来源广泛 、 提纯技 术成熟 、 回收过程碳排放量 低 、 环境友好 、 适合大规模 制氢 提纯工艺相对复杂 我国氯碱工艺 、 焦炉煤气 副产氢资源丰富 化学热分解制氢 转化率高 、 原料易得 、 工艺 简单 成本高 需要经过高温裂解 水电解制氢 技术成熟 、 产氢杂质少 、 电 力资源丰富 、 制氢过程碳排 放量低 、 环境友好 能耗高 ， 有能量损失 、 成 本较高 、 减排效果受电力 来源结构影响 利用核能 、 风能 、 水能 、 太阳能等可再生能源 ， 水 电解制氢清洁无排放 生物质气化制氢 、 光解 水制氢 环境友好 、 原料丰富 尚未实用化 、 转化率低 、 成本高 目前处于科研阶段 整 理 天然气 醇类 焦炉煤气 电解水 制氢主要来源占比情况 制氢原料 38 目前 ， 最主要的 制氢原料 超过 90% 以上均来源于对传统能源的化学重 整 。 其中 ， 48%来自于天然气重整 、 30%来自 于醇类重整 、 18%来自于焦炉煤 气 重整 、 约 4%来自于电解水 。 电解水制氢 2011 2015 2020（ 预测 ） 固定资产投资 0.6 0.5 0.4 电价 3.2 2.3 1.4 固定生产运维 0.2 0.1 0.1 其他 0.1 0.1 0.1 合计 4.1 3.2 2 整 理 39 目前 ， 我国现阶段主要用来制氢的方法是化石燃料制氢法 ， 但这种制氢方法不可持续 ， 依然不是最佳的 方案 。 而 电解水制 氢 法可持续 、 低污染 ， 是目前相对来讲更优的一种制氢方式 。 从 成 本 方面来看 ， 电解水制氢成本主要来源于固定资产投资 、 电和固定生产运维这四项开支 。 其中 ， 电 价高是造成电解水成本高的主要原因 。 电价占总成本的 78%， 而电价的下降将带来制氢成本下降 。 同时 ， 技术 发展 、 规模化效应 ， 都会使氢气成本下降 ， 因而电解水制氢法是更理想的制氢方式 。 电解水制氢成本构成预测 电解水制氢相关企业 企业 工艺设备 制氢产能 （ Nm3/hH2） 电耗 （ kwh/Nm3H2） 氢气纯度 (%) 苏州竞立 碱性水电解制氢 21000 5 99.9 苏州国能圣源 碱性水电解制氢 5500 4.4 99.9 扬州中点 碱性水电解制氢 201000 4.5 99.999 中船 718所 碱性水电解制氢 1600 4.60 99.99 天津市大陆制氢 碱性水电解制氢 0.11000 4.4 99.99 淳华氢能 固体聚合物水电解制 氢 1050 4.85.0 99.999 整 理 40 PART 05 41 氢能源产业链 中游储运 氢能存储有哪些方法 ？ 氢能运输有哪些方法 ？ 氢气储运制约因素有哪 些 ？ 中游储运 氢能储运技术主要包括气态储运 、 低 温液 态 储运 、 固 体储运 、 高压气态储氢 、 有机液态 储 运等 。 按照 氢 在 输运时所处状态的丌同 ， 可以分为 气 氢输 送 、 液 氢 输 送和固氢输送 。 42 氢能存储方式 氢气是目前已知的密度最小的气体 ， 在常温 、 常态下 ， 氢气的密度只有空气 的 1/14， 即在 0时 ， 一个标准 大气压下 ， 氢气的密度为 g/L。 氢能储运技术主要包括 气态储运 、 低温液态储运 、 固体储运 、 高压气态储氢 、 有机液态储 运 等 。 固体储运 高压气态储运 气态储运 有机液态储运 低温液态储运 43 氢能存储方式 低温液态储氢 ： 液态氢的密度是气体氢的 845倍 ， 体积能量密度比压缩状态下的氢气高出数倍 ， 如 果氢气能以液态形式存在 ， 储运简单安全 、 体积占比小 。 但事实上 ， 把气态的氢变成液态的并不容易 ， 液化 1kg的氢气需要耗电 4-10千瓦时 。 此外 ， 液氢的存储也需要耐超低温和保持超低温的特殊容器 ， 储存 容器需要抗冻 、 抗压以及必须严格绝热 。 液态储氢方式相对不经济 ， 主要用于航天航空领域 。 高压气态储氢 ： 目前最常用并且发展比较成熟的储氢技术 ， 其储存方式是采用高压将氢气压缩到一 个耐高压的容器里 。 目前所使用的容器是钢瓶 ， 它的优点是结构简单 、 压缩氢气制备能耗低 、 充装和排 放速度快 ， 但存在泄露爆炸隐患 ， 安全性能较差 。 44 氢能存储方式 固态储氢 ： 利用氢气与储氢材料之间发生物理或者化学变化从而转化为固溶体或者氢化物的形式 来进行氢气储存 ， 可以有效克服高压气态和低温液态两种储氢方式的不足 ， 且储氢体积密度大 、 操作容 易 、 运输方便 、 成本低 、 安全等 ， 适合于对体积要求较严格的场景应用 ， 是最具发展潜力的一种储氢方 式 。 有机液体储氢 ： 通过不饱和液体有机物的可逆加氢和脱氢反应来实现储氢 。 理论上 ， 烯烃 、 炔烃 以及某些不饱和芳香烃与其相应氢化物 ， 如 苯 -环己烷 、 甲基苯 -甲基环己烷等可在不破坏碳环主体结构 下进行加氢和脱氢 ， 并且反应可逆 。 有机液态储氢安全方便 ， 可以长距离运输 ， 可长期储存 ， 但也存在 费用高 、 氢气纯度不够等不足 。 45 储氢材料 氢能 高压气态 低温液态 金属氢化物 络合氢化物 有机化合物 炭基材料 金属骨架化 合物 多孔聚合物 氰化物储氢 物理储氢 吸附储氢 储 氢 材 料 储 氢 材 料 46 氢能存储方式对比 47 存储方法 单位质量储氢 密 度 （ %） 优点 缺点 技术突破 备注 高压气态储氢 1.05.7 技术成熟 、 充放氢速 度快 、 成本低 体积储氢密度低 提高体积储氢密 度 目前车用储氢主 要采用的方法 低温液态储氢 5.7 体积储氢密度高 、 液 态氢纯度高 液化过 程 耗能 大 、 易挥发 、 成本高 降低能 耗 、 成 本 、 挥发 液氢主要用于航 空航天领域 ， 民 用很少 固体储氢 1.04.5 体积储氢密度高 、 安 全 、 操作条件以实现 不需要高压容器 、 具 备纯化功能 ， 可得到 高纯度氢 质量储 氢 密度 低 ， 成本高 、 吸放氢 有温度要求 提高质量储氢密 度 、 降低成文和 吸放氢温度 未来重要发展方 向 有机液态储氢 5.07.2 储氢密度高 、 储存 、 运输 、 维护保养安全 方便 、 可多次循环使 用 成本高 、 操作条 件苛刻 、 有发生 副反应的可能 降低成本 、 操作 条件 可以利用传统石 油基础设施进行 运输和加注 ， 前 景广阔 整 理 氢能运输 氢集中 生产厂 液化 低温 液体泵 装载装置 液体 运输车 燃料站 液态存储站 按照氢在输运时所处状态的不同 ， 可以分为气氢输送 、 液氢输送和固氢输送 。 其中 ， 气氢运输 、 液氢运输是目前正在大规模使用的两种方式 。 根据氢的输送距离 、 用氢要求及用户的分布情况 ， 气氢 可以用管道网络或通过高压容器装在车 、 船等运输工具上进行输送 。 管道输送一般适用于用量大的场合 ； 而车 、 船运输则适合于量小 、 用户比较 分散的场合 。 液氢 、 固氢 输运方法一般是采用车船输送 。 方法一 ： 48 氢能储运相关企业 氢集中 生产厂 压缩机 存储装置 装载装置 气体 运输车 燃料站 方法二 ： 氢集中 生产厂 压缩机 管道 压缩机 管道 燃料站 地质存储 方法三 ： 载体 再生化 载体生产 再生产的存储载体 已使用的存储载体 燃料站 方法四 ： 氢集中 生产厂 载体运送 49 氢气储运制约因素 50 虽然氢能比其他能源更具优势 ， 但大范围的应用仍受限 。 其中氢能大规模进入市场 的 主要障碍 之一是 包括生产 、 运输和加注在内的供氢基础设施的缺乏 ， 也就是氢产业链上游和中游的完善度不足 。 就目前技术 发展程度而言 ， 氢的交货成本远大于等能量水平下的汽柴油成本 ， 而其中氢的运输成本在交货成本中占 约 6% 左右 。 影响我国氢气售价的最主要因素是包括制氢和储运氢气在内的氢气成本部分 ， 其中最主要的因素是氢 气成本 。 中国加氢站氢气售价价 格 组成 比 例 氢能储运相关企业 分类 企业 主营业务 气态储氢 北京科泰克 车用储氢 京城股份 /天海 车用储氢 沈阳斯林达 车用储氢 中材 车用储氢 中国中氢 车用储氢 中集氢能 车用储氢 安瑞科 运输及站用储氢罐 博源 （ 湖北 ） 实业 气罐 、 气罐车 浙江巨化 储氢罐 液态储氢 张家港福瑞氢能 液氢生产 、 低温槽车 中国航天科技集团 101所 液氢生产 51 氢能储运相关企业 分类 企业 主营业务 固态储氢 北京浩运金能 储氢合金 厦门钨业 储氢合金 宁波申江 储氢合金粉 湖南科力远 储氢材料 安泰科技 储氢材料 江苏申建氢能 储氢材料 有机液态体储氢 武汉氢阳 有机物储氢 杭州聚力氢能 有机物储氢 52 PART 06 53 氢能源产业链 下游应用 氢能源有哪些应用场景 ？ 目前较常见的应用领域 有 哪 些 ？ 下游应用 氢能产业链的下游应用包括传统石 化 工业 应 用 、 氢 燃 料电池应用 、 加氢站等方面 。 除了 传 统的 石 化共 也 应 用以外 ， 加氢站 、 氢燃料电池是目 前 相当 重 要的 应 用 方向 。 54 氢能储运相关企业 氢能产业链的下游应用包括传统石化工业应用 、 氢燃料电池应用 、 加氢站等方面 。 除了传统的石化 共也应用以外 ， 加氢站 、 氢燃料电池 是目前相当重要的应用方向 。 氢燃料电池应用主要在三个市场 ， 分别是便携设备市场 、 固定式系统应用市场 、 交通运输应用市场 。 其中 ， 在交通运输领域的装机率占到将近 70%， 氢燃料电池汽 车 成为汽车领域重要的发展方向之一 。 氢燃料电池汽车的应用和商业化离不开氢站基础设施的建设 ， 加氢站也是氢能下游的一个十分重要 的环节 。 氢气加注是通过将不同来源的氢气经过压缩机增压储存在站内的高压罐中 ， 再通过加气机为氢燃 料电池汽车加注氢气 。 接下来讲重点介绍氢能下游中氢燃料电池汽车及加氢站的发展现状 。 55 氢燃料汽车 56 01 氢能源汽车概况 新能源汽车市场现状 氢能源汽车行业现状 中国氢能源汽车生产厂商 氢能源汽车行业发展前景 氢能源汽车的定义 氢能汽车 是以氢为主要能量作为 移 动的 汽 车 。 氢 能被 视 为全 球 最具 发 展潜 力 的清 洁 能源 之 一 ， 并 被 不少国家 、 车企及学者认为是 “ 终 极 新能 源 汽车 解 决方 案 ” 。 氢 能源汽车分 为 两种 ， 氢内 燃 机汽车和 氢燃料电池汽 车 。 目前 ， 发展较快 的为 氢 燃 料电 池 汽 车 。 来源 ： 企业官网 57 氢能源汽车产业链 58 氢燃料电池 轮胎 车身 内饰 /外饰 等 氢内燃机 电机 氢能源汽车产 业 上游 为汽车生产材 料 ， 主 要 材料 为 氢燃 料 电池 、 氢内 燃 机 、 轮 胎 、 电 机 、 内 饰外饰 等 。 汽车生产企业将材料组装成氢 能 源汽 车 ， 下 游 为氢 能 源汽 车 产业 服 务行 业 ， 主 要 为加 氢 站 、 汽 车 维修 、 汽车美容 、 汽车保险等 。 上游材 料 中游生 产 下游服务 氢内燃机汽车 氢能源汽车 加氢站 汽车维修 汽车美 容汽车 保险 氢能源汽车产业政策 （ 国家 ） 因为目前氢能源的利用尚处于导入 期 ， 由 于 氢能 源 燃料 电 池汽 车 市场 有 望成 为 氢能 源 最大 的 消费 端 ， 因 此 需要 政 策支 持引导 。 2009年开始对染料电池汽车实行补贴 ， 主 要形 式 是免 征 购置 税 ， 同 时 给予 一 次性 不 同额 度 的不 同 。 2014年开始将 加氢站纳入了补贴范围 ， 这是刺激 配 套产 业 加速 发 展 。 整 理 59 氢能源汽车产业政策 （ 地方 ） 国家层面出台多项支持政策之后 ， 各 地 方政 府 也出 台 了相 关 产业 政 策 ， 支 持氢 能 源燃 料 电池 汽 车发 展 。 在 产 业导 入 阶 段 ， 中央和地方相互配合 ， 共同促 进 氢能 源 汽车 产 业发 展 。 整 理 60 氢燃料汽车 61 01 氢能源汽车概况 新能源汽车市场现状 氢能源汽车行业现状 中国氢能源汽车生产厂商 氢能源汽车行业发展前景 汽车保有量 62 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018年 1-9月 随着我们生活水平的稳步提高 ， 我国 汽车保有 量 也迅速增加 。 2017年 ， 全国汽车保有量达 2.17亿辆 ， 与 2016年相比 ， 全年增加 2304万辆 ， 增长 11.9%。 截止 2018年 9月 ， 公安部发布目前国内汽车保有量约 为 2.35亿 辆 ， 同比增长约 12.0%。 预计 2019年中国汽车保有量将超越美国 。 2009-2018年 中国 汽 车 保 有 量 情况 保有量 （ 万辆 ） 250