2021年中國氫氣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析

2021年中國氫氣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析一、氫氣產(chǎn)業(yè)概述氫氣不僅是重要的工業(yè)原料和還原劑，也是燃料電池的必要燃料。預(yù)計(jì)隨著燃料電池的推廣和普及，燃料電池汽車進(jìn)入成熟市場(chǎng)，氫的消耗量也會(huì)以驚人的速度增加。1、制取方式目前工業(yè)制氫的方法主要有以下四種：一是采用化石燃料制取氫氣；二是從化工副產(chǎn)物中提取氫氣；三是采用采用來自生物的甲醇甲烷制取氫氣，四是利用太陽能、風(fēng)能等自然能量進(jìn)行水的電解。從大規(guī)模制氫的可行性來看，焦?fàn)t氣制氫利用煉焦的副產(chǎn)物，天然氣制氫利用化石燃料，雖然按照方法論其二者均適用于大規(guī)模制氫，但是受限于原料供應(yīng)；甲醇裂解制氫具有投資低、建成快、無污染等特點(diǎn)，并且甲醇作為原料可以更為靈活，但甲醇裂解制氫法難以進(jìn)行大規(guī)模的制氫。從經(jīng)濟(jì)性角度看，焦?fàn)t氣制氫和天然氣制氫成本更低，因?yàn)樵蟽r(jià)格更低。非民用天然氣價(jià)格目前正在逐步市場(chǎng)化。主要制氫方法比較和優(yōu)劣勢(shì)情況2、儲(chǔ)存方式目前主要儲(chǔ)氫技術(shù)包括物理儲(chǔ)氫、化學(xué)儲(chǔ)氫及吸附儲(chǔ)氫三大類別。其中物理儲(chǔ)氫技術(shù)的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)為目前發(fā)展最為成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。液態(tài)儲(chǔ)氫為未來重要發(fā)展方向，但目前技術(shù)主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域，國內(nèi)民用受政策限制。高壓儲(chǔ)氫主要利用氣瓶作為儲(chǔ)存容器，對(duì)于儲(chǔ)氣瓶，全球呈現(xiàn)出從I型儲(chǔ)氫瓶到IV型儲(chǔ)氫瓶的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。目前車用高壓儲(chǔ)氫瓶的國際主流技術(shù)通過以鋁合金/塑料作為內(nèi)膽，外層則用碳纖維進(jìn)行包覆（即III型、IV型瓶），提升氫瓶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并盡可能減輕整體質(zhì)量。各類別儲(chǔ)氫瓶/罐分類及基本特點(diǎn)二、氫氣政策背景氫燃料電池汽車國補(bǔ)政策全面落地，“3+2”的全國燃料電池汽車示范格局正式形成，氫燃料電池汽車大規(guī)模商業(yè)運(yùn)營開始。2021年9月，我國首批三個(gè)燃料電池汽車示范城市群落地，分別由北京市、上海市和廣東省佛山市牽頭，2021年12月，河南、河北兩大城市群相繼獲批，全國5個(gè)燃料電池汽車示范應(yīng)用城市群共涵蓋47座城市，跨地域開展氫燃料電池汽車推廣，“國家+地方”兩級(jí)配套補(bǔ)貼力度大。氫燃料電池汽車3+2示范城市政策城市分布三、氫氣產(chǎn)業(yè)鏈整體簡(jiǎn)析1、燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈氫氣是燃料電池的最主要原料之一，也是理想的清潔能源。氫氣產(chǎn)業(yè)鏈豐富，上游制氫環(huán)節(jié)有電解水制氫、化石燃料制氫等；中游為儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)，主要包括液氨儲(chǔ)氫、高壓儲(chǔ)氫等；下游主要應(yīng)用于電力、供熱以及燃料等行業(yè)。目前氫氣主要需求來源燃料電池，作為燃料電池最為關(guān)鍵的上游原材料，目前氫氣整體需求隨著氫能政策推動(dòng)大幅度增長。燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)圖2、上游端當(dāng)前國內(nèi)外氫氣主要是在石化化工行業(yè)得到較為廣泛的生產(chǎn)和利用，氫氣作為中間原料，用于生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品。數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球利用天然氣(甲烷)生產(chǎn)純氫的產(chǎn)量占比達(dá)到43.8%，僅13.4%的氫氣是通過煤炭生產(chǎn)的。2020年全球氫氣產(chǎn)量來源占比分布情況燃料電池成本是限制燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展速度的主要因素，當(dāng)前燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)成本構(gòu)成如下：氫氣制備：1）當(dāng)前氫氣制備成本在20-30元/kg水平。2）氫氣運(yùn)輸成本平均在2元+/kg（200公里以內(nèi)）。氫氣加注：1）當(dāng)前1個(gè)加氫站建設(shè)成本為1000-1500萬/個(gè)（500kg/d水平）。2）國內(nèi)氫氣銷售價(jià)格為70元左右/kg。氫氣制備及運(yùn)輸成本結(jié)構(gòu)占比情況3、下游端加氫站作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施，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持續(xù)加速，國內(nèi)加氫站數(shù)量明顯增加。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年中國加氫站數(shù)量上升至118座，其中，已投入運(yùn)營101座，待運(yùn)營17座。截止2021年底，我國加氫站已建成218座。整體來看。我國加氫站數(shù)量增長增速較快，帶動(dòng)高壓儲(chǔ)氫需求持續(xù)上升。2017-2021年中國加氫站數(shù)量及增長率隨著“雙碳政策推進(jìn)”，我國氫能源車產(chǎn)量銷量增長迅速。2016-2019年產(chǎn)量CAGR達(dá)到65%。2020受疫情影響略有滑坡，2021年銷量達(dá)1586輛，同比2020年增長35%左右，近五年整體呈產(chǎn)銷量上升趨勢(shì)。從2022年前兩個(gè)月氫能源汽車產(chǎn)銷量而言，根據(jù)中汽協(xié)分別達(dá)到了355輛和370輛，行業(yè)或?qū)⒂瓉肀l(fā)期。就氫能源汽車格局而言，目前行業(yè)整體市場(chǎng)集中較高，上汽大通、宇通客車等五家企業(yè)占比銷量超7成。2016-2022年中國燃料電池汽車產(chǎn)銷情況四、氫氣發(fā)展現(xiàn)狀分析1、氫氣產(chǎn)量氫氣屬于可持續(xù)發(fā)展的清潔能源，整體需求持續(xù)增長，根據(jù)數(shù)據(jù)，我國氫氣產(chǎn)量自2014年開始逐年增長，截至2020年到2050萬噸，其中62%的氫氣來源于煤質(zhì)氫，要想氫能源行業(yè)整體發(fā)展，受限于氫氣產(chǎn)量整體有限，加之氫氣運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本太高，氫能源應(yīng)用整體仍處于初步發(fā)展階段。2014-2020年中國氫氣產(chǎn)量變動(dòng)及來源情況2、市場(chǎng)價(jià)格氫能發(fā)電目前成本較高，根據(jù)數(shù)據(jù)，近日氫氣價(jià)格有所下降，至每立方米2.55元左右，氫氣每千克約11.2立方米，經(jīng)燃料電池可以產(chǎn)生約15度電，則在不考慮補(bǔ)貼狀況下度電成本仍高達(dá)1.9元，整體成本仍較高，尚不具備經(jīng)濟(jì)性。2019-2022年中國氫氣價(jià)格走勢(shì)圖相關(guān)報(bào)告：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《》；3、進(jìn)出口就氫氣進(jìn)出口情況而言，我國作為全球最大的氫生產(chǎn)國，氫氣出口量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)口量。根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)顯示，截止2020年底，中國氫氣出口數(shù)量8560千克，較2019年增長3197千克；氫氣進(jìn)口數(shù)量318千克，較2019年增長271千克。2014-2020年中國氫氣進(jìn)出口量變動(dòng)情況4、技術(shù)發(fā)展氫能源作為技術(shù)密集型行業(yè)，有著極高的技術(shù)要求。早期，國內(nèi)氫能源相關(guān)技術(shù)專利的研發(fā)較為緩慢，專利年申請(qǐng)量不足百件。自2015年開始，國內(nèi)氫能源專利申請(qǐng)數(shù)量迅速攀升。到2020年，我國氫能源技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量為269件。2010-2020年中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)量變動(dòng)五、氫氣競(jìng)爭(zhēng)格局就我國氫能源整體競(jìng)爭(zhēng)格局而言，中國石化和國家能源集團(tuán)是國內(nèi)氫氣產(chǎn)量最大的兩家企業(yè)，2020年，國家能源集團(tuán)年生產(chǎn)400萬噸的氫氣，占總體產(chǎn)量的16%；中國石化氫氣年生產(chǎn)量達(dá)350萬噸，占全國氫氣產(chǎn)量的14%。國家能源集團(tuán)和中國石化兩家企業(yè)的市場(chǎng)份額占據(jù)三成，其他氫氣生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多，氫氣生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散。隨著其他大型央企進(jìn)入氫能源行業(yè)，未來氫能源行業(yè)的市場(chǎng)集中度有望提升。2020年中國氫能源行業(yè)市場(chǎng)份額占比情況六、氫能整體發(fā)展趨勢(shì)1、央企布局2021年7月份，根據(jù)國資委在國新辦新聞發(fā)布會(huì)的表示，已有超過三分之一的中央企業(yè)在布局包括制氫、儲(chǔ)氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈，均取得了一批技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用的成果。如中國石化和中國石油重點(diǎn)布局氫能儲(chǔ)運(yùn)零售終端建設(shè)和運(yùn)營領(lǐng)域，國家能源集團(tuán)和中船重工重點(diǎn)布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈及氫能裝備，國家電投、東方電氣和中船重工將重心放在氫燃料電池及其核心部件，東風(fēng)集團(tuán)、一汽集團(tuán)、中國中車和寶武集團(tuán)則聚焦終端應(yīng)用燃料電池汽車、列車、氫冶金。2、PEM技術(shù)發(fā)展廣闊根據(jù)電解質(zhì)系統(tǒng)的差別，可將電解水