2023年中國氫能源儲運行業(yè)市場前景及投資研究報告

2023

Research

Report

on

China

Hydrogen

Energy

Industry

-

Storage

&

Transportation前言：氫儲運環(huán)節(jié)在氫能產(chǎn)業(yè)中的意義與難點目錄目錄?

氫能承壓設(shè)備技術(shù)標準體系氫以氣態(tài)儲運高壓氣氫的概況—制氫端多輸出氫氣，經(jīng)壓縮后以氣態(tài)儲運順理成章，最為簡易成熟高壓氣態(tài)儲氫運氫仍是我國目前最大的方式，技術(shù)較為簡單成熟，充放氫速度快，壓縮過程能耗較低。但經(jīng)過壓縮后的氫氣密雖然可以通過進一步加壓的方式繼續(xù)提升儲氫密度，但是壓力越高，對儲氫容器材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的要求同步越高，成本亦會大幅增加，安全性也更加難以保障?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運氣態(tài)儲運主要會涉及到的關(guān)鍵設(shè)備——氫氣壓縮機、高壓氣氫儲瓶、氫閥門用于制氫端壓縮運輸過程用儲氫瓶燃料電池動力系統(tǒng)①氫氣壓縮機?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運氫氣壓縮機—構(gòu)造和原理簡介基

礎(chǔ)

構(gòu)

造

和

原

理分

類

型

的

具

體

構(gòu)

造

和

原

理?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運氫氣壓縮機—下游應(yīng)用倒逼氫氣壓縮機提升壓縮比、排量，“液驅(qū)+隔膜式”驚喜出現(xiàn)下游應(yīng)用倒逼：壓縮比排量?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運氫氣壓縮機—國內(nèi)公司的研發(fā)突破進展迅速上海羿弓氫能科技首創(chuàng)了“液驅(qū)+隔膜”技術(shù)設(shè)備方案，?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運高壓氣氫儲瓶—高壓儲氫容器向高壓、輕量、降成本、無氫脆發(fā)展，V型尚需時間應(yīng)用場景加氫站等固定場景國內(nèi)車載國際車載?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運高壓氣氫儲瓶—內(nèi)襯材料、纖維纏繞方式及成型工藝是進一步迭代方向?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運氫閥作為氫氣/液氫開閉流動的重要“關(guān)節(jié)”十分重要，核工業(yè)、航天等流體機械背景的團隊降維跨界而來期成本優(yōu)勢?2023.7

Sixsigma

Research氫以氣態(tài)儲運我國輸氫管網(wǎng)仍將由國家主導(dǎo)，是全國性跨區(qū)域、長距離、大規(guī)模集中運氫終極目標寧夏能源化工基地輸氫管道，長1.2km，輸氫張家口天然氣摻氫應(yīng)用示范，輸氫量為440通遼純氫示范，管道全長7.8km，年輸氫量達10萬噸寧夏天然氣摻氫降碳示范，設(shè)計輸量40億方/年天然氣摻氫管道?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運氫以液態(tài)儲運的概況—按照技術(shù)原理的不同，可分為物理法、化學(xué)法兩種氫的液態(tài)儲運，是指將氫能從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)再進行儲存運輸?shù)姆椒ā０凑占夹g(shù)原理的不同，可分為物理法、氫氣時再在使用地點在催化劑作用下通過脫氫反應(yīng)提取出所需量的氫氣?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運物理法—深冷低溫液態(tài)的概況低溫液態(tài)儲氫屬于物理儲存，將氫氣壓縮深冷到21K（約-253°C）以下，使氫氣變?yōu)橐簹?，然后存儲到特制的絕熱定義距離的氫能儲運，低溫液態(tài)儲氫運氫有較大優(yōu)勢?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運氫液化使用的主流循環(huán)最基本也是最簡單的氫氣液化方法度變化。目前應(yīng)用于氫氣液化還處于研發(fā)階段，核心的問題是找到合適的磁制冷材料Carnot

循環(huán)?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運從液氫運輸成本構(gòu)成來看，液化環(huán)節(jié)成本占總成本近70%，相關(guān)核心技術(shù)設(shè)備是關(guān)鍵?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氫關(guān)鍵設(shè)備—膨脹機?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氫關(guān)鍵設(shè)備—正仲氫轉(zhuǎn)化器?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氫關(guān)鍵設(shè)備—液氫絕熱隔溫儲罐根據(jù)使用形式，液氫儲罐可分為：1）固定式：固定式液氫儲罐可采用多種形狀，常用的包括球形儲罐和?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運低溫液態(tài)儲運氫的最具價值攻克的一環(huán)，是氫液化核心設(shè)備的國產(chǎn)化和由此帶來的降本·

液氫制取是產(chǎn)業(yè)鏈最核心技術(shù)難度、所需時間?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運最早發(fā)展利用氫能源的發(fā)達國家，均沿著液氫路線誕生了一批液氫生產(chǎn)巨頭數(shù)據(jù)來源：雅虎財經(jīng)?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氫的運輸情況—總體看適合運距較遠、運量較大的情形液氫罐車：多走公路，超大容量輔以鐵路液氫駁船：適用于跨國海洋運氫0100m3120-200m3>1000m3單罐容積量?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運氫以液態(tài)儲運的主要運輸工具、運輸方式—液氫罐車(公路、鐵路)、液氫駁船(海洋運輸)川崎重工建造的世界上第一艘液氫運氫船Suiso

Frontier?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氫開始直接作為大宗燃料，為各類大型交通工具供給動力能源戴姆勒梅賽德斯奔馳GenH2燃料電池重卡?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運化學(xué)法—本質(zhì)是氫通過化學(xué)反應(yīng)，生成含氫的液態(tài)化合物，作為氫的儲運載體合成化合物(儲運載體)：甲烷TOL等芳香族有機化合物)(如：甲基環(huán)乙烷MCH)?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氨儲氫：H2

+N2

→

NH3將氫氣H

與氮氣N

在特定的反應(yīng)條件下反應(yīng)生成液氨，液氨就作為了氫的載體進行儲運。液氨有直接下游使用方氫出口項目領(lǐng)域具有優(yōu)勢—利用可再生能源發(fā)電電解水制氫后，通過“氫-氨-氫”流程完成“綠氫”儲存運輸?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運如氫同理，根據(jù)主要制取原料的碳足跡，合成氨也被定義分為了灰氨、藍氨和綠氨正如根據(jù)不同的原料和制取方法對氫進行了不同的分類一樣，根據(jù)主要原料氫氣的碳足跡，合成氨也分為了灰氨、藍氨和綠氨：綠氫綠氨?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運如氫同理，根據(jù)主要制取原料的碳足跡，合成氨也被定義分為了灰氨、藍氨和綠氨灰氨(傳統(tǒng)制氨)綠氨?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運目前綠氨主要有5條生產(chǎn)路徑，成熟路徑都是以綠氫為起點再配以哈伯-博施合成工藝?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運在哈伯-博施合成工藝之外，新出現(xiàn)了“非熱等離子體合成氨法”、“電化學(xué)合成氨”法路

徑

1

電解水制氫→哈伯-博施合成工藝為了將灰氨工廠轉(zhuǎn)變?yōu)榫G氨工廠，可以用3種電解器取代SMR裝置，從而使氨生產(chǎn)的二氧化碳排放量減少78%(這取決于電力行業(yè)的二氧化碳排放成氨；或者氫離子(H+)被轉(zhuǎn)移到氮氣中形成氨，而無需先形成氫分子(H

)2與哈伯-博施法相比，電化學(xué)合成氨有以下優(yōu)勢：能源效率(LHV)較高；選擇率較高(減少了凈化需求)；溫度和壓力較低；以及模塊化。不過電化學(xué)合成法也存在氨生產(chǎn)率低和膜不穩(wěn)定的問題?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運可再生能源電力電量的波動性，呼喚“柔性制氨”技術(shù)的進一步發(fā)展和細化合成氨工藝流程優(yōu)化和柔性調(diào)控技術(shù)大規(guī)模電解水制氫系統(tǒng)的模塊化集成和集群動態(tài)控制技術(shù)“源—網(wǎng)—氫—氨”的全系統(tǒng)協(xié)同控制技術(shù)等?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運甲醇儲氫：H2

+CO2/CO

→CH3OH?

日本2021年建成日產(chǎn)20噸的碳回收甲醇合成裝置?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運伴隨甲醇儲氫的發(fā)展，甲醇制備行業(yè)也正在快速從“傳統(tǒng)甲醇”向“綠色甲醇”進化現(xiàn)狀是甲醇的制取正從第二在國際雜志《焦耳》上公開發(fā)表，得到了國際學(xué)術(shù)界和同行的一致認可合成得到“液態(tài)陽光”綠色甲醇?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運不斷尋找液儲介質(zhì)過程，本身就是在密度效率、安全性、反應(yīng)條件寬泛性之間不斷優(yōu)化氣

氫液

氫液

氨甲

醇?

液化技術(shù)設(shè)備?

隔溫絕熱儲罐率

(>20%)

和

高

甲

醇

選

擇

性(>90%)的催化劑，改善催化劑壽命未來技術(shù)突破方向/?

IV型、

型瓶V?提升液氨的后續(xù)脫氫純度?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運液氨/甲醇載氫均需裂解脫氫，經(jīng)過多次狀態(tài)轉(zhuǎn)換耗能，均可直接用于化工原料等用途?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運我國同時是氨和甲醇的世界最大生產(chǎn)國和消耗國，已經(jīng)開始大力提升綠氨、綠醇的比重中國作為氨、甲醇的世界最大生產(chǎn)消耗國，在“氫氨醇聯(lián)動”方面正在積極發(fā)力，力爭在國際能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新前沿占據(jù)一席?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運我國已在風(fēng)光資源豐沛地區(qū)投建布局“綠電-綠氫-綠氨綠醇”項目，2-3年后陸續(xù)投產(chǎn)地點投資公司規(guī)模綠電綠氫綠氨綠醇√√√摩洛哥南部大區(qū)中國能建年產(chǎn)約140萬噸綠氨?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運有機液態(tài)儲氫技術(shù)LOHC—安全性高、成本較低難以被忽視，未來較具潛力有機液體儲氫技術(shù)LOHC

(Liquid

Organic

Hydrogen

carriers)，是指對不飽和液體有機物(如：甲烷TOL等芳香族有道運輸?shù)牧硪粚崿F(xiàn)大宗氫儲運的方式。LOHC可以走輸油管道、火車鐵路、罐車公路以及船運?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運有機液態(tài)儲氫技術(shù)LOHC的主流儲氫介質(zhì)種類

—

德、日、國內(nèi)分別選擇了其一發(fā)展熔點沸點質(zhì)量儲氫

體積儲氫

脫氫溫度產(chǎn)物產(chǎn)物N-乙基咔唑、二甲基吲哚等甲基環(huán)己烷二芐基甲苯?2023.7

Sixsigma

Research氫以液態(tài)儲運德、日兩國走在有機液態(tài)儲氫LOHC路線規(guī)?；a(chǎn)的前沿歐洲已經(jīng)開始了使用LOHC的氫能示范工程，包括使用模將達到210噸。自2019年12月啟動以來，項目進展順利?2023.7

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運氫以固態(tài)儲存按照原理、材料分類固態(tài)儲氫材料(穩(wěn)定安全性優(yōu)于氣態(tài)液態(tài))稀土系占比高達90%?2023.6

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運金屬氫化物基儲氫合金是目前固態(tài)儲氫材料中研究最集中、最有實用化前景的?2023.7

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運金屬氫化物基儲氫合金中，鎂系和稀土系值得重點關(guān)注，適逢我國鎂、稀土資源豐富儲氫合金種類繁多，包括鎂/鈦/釩/稀土/鋯系等。目前儲氫合金的研究熱點方向主要包括儲存容量高、綜合性能好、輕質(zhì)儲氫合金的開發(fā)和性能研究等?2023.7

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運碳基/金屬基分別有儲氫量不同材料，單種以鎂系密度最高，復(fù)合后還能再提升碳基多孔材料儲氫合金儲氫量(質(zhì)量儲氫分數(shù))儲氫量(質(zhì)量儲氫分數(shù))16%16%CO

活化碳納米管(20K,125bar)20%0%碳纖維、介孔碳纖維、熱還原氧化石墨烯?2023.7

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運固態(tài)鎂基產(chǎn)氫有2種路徑，分別存在固有難題和對應(yīng)的改善方法，水解產(chǎn)氫效率更高固有難題：改善方法：MgH

高熱力學(xué)穩(wěn)定性(ΔH=76kJ/mol)和較差的動力學(xué)A.納米化：納米化能夠縮短氫的擴散和離解途徑，增大材料表面自由能，當尺寸<幾納米時甚至改變了熱力學(xué)性能(氣相沉積法)反應(yīng)的繼續(xù)，導(dǎo)致不經(jīng)干預(yù)的MgH2水解產(chǎn)氫法效率較低22C.減小顆粒尺寸：減小MgH2顆粒尺寸使有效水解面積增加也會提升鎂基儲氫材料的水解產(chǎn)氫性能?2023.7

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運歐美多國均有公司，已經(jīng)研發(fā)、生產(chǎn)出各式的固態(tài)儲氫單元產(chǎn)品國家美國公司固態(tài)儲氫業(yè)務(wù)進展GKNHydrogen公司獲得了美國能源部170萬美元資助開發(fā)HY2MEGA固態(tài)氫化物儲氫罐，該項目為期三年，可以儲存500kg氫氣，項目于2022年底啟動范化應(yīng)用寶武清潔能源有限公司?2023.6

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運我國稀土資源豐富，目前固態(tài)材料中稀土系占比達90%，多家院所已有階段性成果科研院所材料路線方向研究情況12月推出鎂基固態(tài)儲氫車?2023.6

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運氫以固態(tài)儲存適合于固定式和對重量不敏感小型移動式場景，可為垂直領(lǐng)域提供方案隨著各界對氫能應(yīng)用的關(guān)注度加大，固態(tài)儲氫有望在實際應(yīng)用中不斷實現(xiàn)技術(shù)研發(fā)迭代?2023.7

Sixsigma

Research氫以固態(tài)儲運氫以固態(tài)儲存后，使“攜帶氫移動”“家用戶儲氫”“為移動設(shè)備供氫”成為可能隨著各界對氫能應(yīng)用的關(guān)注度加大，固態(tài)儲氫有望在實際應(yīng)用中不斷實現(xiàn)技術(shù)研發(fā)迭代?

進一步提高單車輕質(zhì)儲氫材料(如鎂基儲氫材料)、低