东吴环保团队氢能系列研究一:氢能源产业链分析总结
核心内容概述
本报告系统分析了我国氢能产业链的现状及未来发展趋势,涵盖制氢、储运、加注及应用四大环节。报告指出,当前我国氢能渗透率较低,但随着政策支持和技术进步,氢能有望在未来成为我国终端能源体系的重要组成部分。
主要观点
1. 氢能渗透率与政策扶持
- 2019年我国氢气产能约4100万吨/年,产量约3342万吨,占终端能源总量的2.7%。
- 到2050年,氢能需求预计达6000万吨,占终端能源体系10%;2060年有望提升至1.3亿吨,占比20%。
- 政策体系逐渐明朗,国家及地方政府密集出台氢能扶持政策,加速氢能产业化进程。
2. 制氢路径与成本分析
- 化石燃料制氢:目前占主导地位,其中煤制氢占比64%,天然气制氢占比14%,工业副产氢占比21%。
- 煤制氢成本约12.64元/kg,技术成熟,性价比高。
- 天然气制氢成本约12.83元/kg,经济性低于海外。
- 电解水制氢:当前仅占1%,但具有深度脱碳潜力。
- 碱性电解水制氢成本约20元/kg(电价0.3元/度),未来有望降至10元/kg。
- 电价下降、电解槽成本降低和技术进步是绿氢降本的关键驱动因素。
- 绿氢发展:预计2050年绿氢供应占比将达70%,成为主要供氢方式。
3. 储运方式与技术瓶颈
- 高压气态储氢:当前主流方式,技术成熟,但储氢密度低、安全性差。
- 液态储氢:储氢密度高,但液化能耗大、成本高,目前主要用于航天领域。
- 固态储氢:技术不成熟,尚处于示范阶段,但具备高储氢密度和安全性优势。
- 加氢站建设:截至2021H1,全国累计建成146座加氢站,投资成本较高,但规模化建设有望降低成本。
4. 应用领域与技术发展
- 交通领域:燃料电池是主要应用形式,商用车优先发展。
- 2019年底国内燃料电池汽车约3712辆,其中物流车占比60.5%,客车占比39.4%。
- 2030年左右氢燃料电池重卡与纯电动车型TCO成本相当;2040年后氢燃料电池乘用车有望具备经济性。
- 建筑领域:燃料电池用于微型热电联供,具有高效率、低污染、安静等优势。
- 美日已实现商业化应用,我国尚在研发阶段,需进一步降低成本。
关键信息
制氢环节
| 制氢方式 |
原料 |
成本(元/kg) |
适用领域 |
未来趋势 |
| 煤制氢 |
煤 |
12.64 |
工业、交通 |
逐步向绿氢过渡 |
| 天然气制氢 |
天然气 |
12.83 |
工业、交通 |
逐步被绿氢替代 |
| 工业副产氢 |
工业副产品 |
低 |
工业 |
潜力巨大 |
| 电解水制氢 |
电、水 |
20-10元/kg |
交通、工业 |
成本下降潜力大 |
储运环节
| 储运方式 |
储存/运输方式 |
优点 |
缺点 |
应用现状 |
| 高压气态储氢 |
钢瓶、容器 |
技术成熟、成本低 |
储氢密度低、安全性差 |
广泛应用 |
| 低温液态储氢 |
液氢罐车 |
储氢密度高 |
成本高、能耗大 |
航天为主 |
| 有机液态储氢 |
有机物加氢 |
储氢密度高 |
成本高、操作复杂 |
示范阶段 |
| 固态储氢 |
固体材料 |
高密度、安全性好 |
技术不成熟、成本高 |
示范应用 |
加注环节
- 加氢站建设加速,2025年目标2000座,2050年目标12000座。
- 加注成本高,设备成本占70%。
- 规模化建设与油站合建有望降低单位成本。
应用环节
| 应用领域 |
主要燃料电池类型 |
当前发展 |
未来展望 |
| 交通 |
PEMFC |
商用车为主 |
乘用车有望2040年后实现经济性 |
| 建筑 |
SOFC |
美日商业化 |
中国处于研发阶段,需成本优化 |
产业链主要参与主体
| 环节 |
国内主要企业 |
国外主要企业 |
| 制氢 |
美锦能源、滨化股份、东华能源、嘉化能源、隆基股份、卫星化学、鸿达兴业、宝丰能源、凯美特气、金宏气体、亿利洁能、中国石化 |
林德、法液空、AP、挪威、新天绿能、协鑫新能源、中国旭阳集团、NEL、西门子、Hydrogenics |
| 储运 |
中材科技、中集安瑞科、京城股份、天沃科技、亚普股份、富瑞特装、航天晨光、四川空分、国富氢能 |
美国Lincoln、挪威Hexagon、韩国ILJIN、日本JFE |
| 加注 |
美锦能源、东华能源、嘉化能源、安泰科技、中国石化 |
林德、法液空、AP |
下游应用主体
| 应用领域 |
国内主要企业 |
国外主要企业 |
| 整车 |
宇通客车、中通客车、福田汽车、上汽集团、长城汽车 |
丰田、现代、通用、Kenworth、尼古拉 |
| 燃料电池系统集成 |
雪人股份、雄韬股份、大洋电机、潍柴动力、亿华通、腾龙股份、上海重塑 |
丰田、现代、UTC Power、Intelligent Energy |
| 燃料电池电堆 |
腾龙股份、雪人股份、广东国鸿、上海神力、捷氢科技、新源动力、清能股份 |
丰田、现代、巴拉德、氢璞创能、PowerCell |
| 燃料电池配件 |
雪人股份、冰轮环境、苏州瑞驱、德国普旭 |
湖江宏昇、未势能源、上海氢晨 |
风险提示
- 政策推广不及预期
- 燃料电池技术落地不及预期
- 成本下降和配套设施建设不及预期