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【预见2019:《中国氢能源产业全景图谱》】

目前,我国氢能上游产业具有一定优势,氢生产规模已居世界第一。煤气化和碱性电解水制氢技术也具有特点和优势,加氢站数量居世界第四。尽管国内制氢已经规模化,但不可否认的是,氢能的工业化和商业化仍面临许多障碍。针对这些障碍,国家已开始实施工业扶持政策,以促进氢能的工业化和商业化。在政策的支持下,自2016年以来,中国与氢能相关的专利申请数量逐年增加,在此期间,出现了许多“国家第一”和世界一流的技术。随着产业政策支持的不断深化,越来越多的城市将氢能开发纳入政府工作报告,以加快布局,抓住机遇,使中国氢能产业集群效应初具规模。

氢能源产业链:下游燃料电池技术的研究和开发需要加强

氢能的主要能源链包括上游氢制备,氢运输和存储,中游氢燃料电池以及下游氢能燃料电池应用。其中,上游制氢包括氯碱工业制氢,电解水制氢,化学原料制氢(甲醇裂解,乙醇裂解,液氨裂解等),石油化工资源制氢(石油裂解)。水煤气法等)和新兴的氢气生产。方法(生物质,光化学等)和其他方法;氢的存储包括气态氢的存储,液态氢的存储,固态合金氢的存储,罐式运输,管道运输等方法;中游氢燃料电池涉及质子交换膜,扩散材料,催化剂及其他成分和关键材料。下游燃料电池的应用包括便携式应用,固定式应用和运输应用。

在氢能产业链中,中国氢能上游产业具有一定优势,氢生产规模居世界第一。煤气化制氢和碱性电解水制氢具有特点和优势。但是,可再生能源制氢技术与国外之间存在很大差距。在储氢中间,我国对固定式高压储氢技术和固态储氢材料的研究处于国际先进水平,但在汽车上,高压储氢和氢运输仍然滞后国外先进技术,加氢站设施数量也很少,难以满足商业条件。在下游燃料电池应用方面,无论是燃料电池的核心组件技术还是燃料电池乘用车,从指标上看,中国仍然需要投入更多的时间和资金,并加大研究力度以赶上世界先进水平。水平。

制氢规模居世界第一,加氢站数量居世界第四

为满足国内氢气需求和应用增长,氢气生产设备制造商及相关配套企业处于良好状态。煤制氢,天然气制氢,甲醇制氢,氨分解制氢,水电解制氢,氯碱厂各种行业的制氢和回收技术以及富氢尾气回收技术水平得到了很大提高。它不仅已基本本地化,而且已出口到国外。

经过十多年的发展,中国的氢气年产量已超过1000万吨,位居世界第一。同时,中国金属储氢材料的生产和销售已经超过日本,成为世界上最大的储氢材料。材料生产和销售国。氢的生产和储氢材料的生产与销售居世界首位,为中国开发和利用新能源,加速进入氢能源经济创造了有利条件。根据中国氢能联盟的统计,2012-2018年,中国的氢产量逐年增加,其中中国2018年的氢产量约为2100万吨。

就基础设施加氢站的数量而言,从全国来看,日本在2018年排名第一,拥有96个加氢站;德国和美国分别排名第二和第三,但在加氢站数量上,所有权与日本之间的差距仍然很大。但是,日本,德国和美国有198个加氢站,占全球总数的54%。它还显示了三个国家在氢能和燃料电池技术领域的快速发展和绝对领先地位。此外,中国的加氢站数量为23个,排名相对较高,排名世界第四。

产生氢能的政策以弥补工业发展中的不足

尽管氢是能源领域中最清洁的能源和后起之秀,但不可否认的是,氢能的工业化和商业化仍面临许多障碍。其中最大的障碍是以下两点:

一个是氢不容易使用。目前,中国的加氢站太少,导致燃料电池汽车的使用非常有限。作为氢能商业化的关键基础设施,加氢站的发展决定了燃料电池汽车发展的上限。截至2018年底,中国仅运营23个加氢站,加氢站数量太少不利于燃料电池汽车的普及。

第二,氢利用的总成本太高。作为新兴的清洁能源,氢能在中国还远未获得成本优势。特别是在分布式使用场景中,由于技术不成熟,生产稀缺,燃料电池汽车的生产和维护成本很高,制氢,运输和储存的成本也很高,这也提高了燃料的使用量。电池车。成本。因此,高成本已成为中国发展氢能的又一障碍。

如果该行业想克服这两个障碍,那就离不开国家政策的支持。从政策的角度来看,进入21世纪后,中国和世界主要发达国家都制定了发展计划。在过去的十年中,相关政策不断出台。在2019年,它是第一次编写《政府工作报告》,要求“促进充氢和增加氢及其他设施的建设。” 2019年3月,财政部和其他四个部委联合发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,指出当地政府应改善政策,在过渡期之后,将不再补贴新能源汽车(新能源客车和燃料电池汽车除外),并将其用于转换;支持“短板”基础设施的建设,并支持充电的运营服务(加氢)基础设施。

多年来,国家一级继续出台支持政策。地方政府还出台了相关的产业政策,以支持氢能和燃料电池汽车的发展。目前,北京,河北,江苏和浙江等二十多个省份已经出台了政策。建立示范城市,产业园区,积极鼓励相关企业,支持氢能产业发展。

得益于国家的政策利好及支持,中国的燃料电池汽车技术已初步掌握了整车、动力系统与核心部件的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台。在产业链配套方面,我国初步形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC 变换器、驱动电机、供氢系统等关键零部件的配套研发体系,实现了小批量动力系统与整车的生产能力。

2019年6月,由国家能源集团牵头,联合17家企业、高校和研究机构发起的中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟发布了《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,提出了中国氢能及燃料电池产业总体目标。根据白皮书公布的目标,氢能将成为中国能源体系的重要组成部分,预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%,年经济产值超过10万亿元,交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用,燃料电池车产量达到520万辆/年,固定式发电装置2万台套/年,燃料电池系统产能550万台套/年。

技术现状:行业技术取得全新突破

在政策层面的扶持下,自2016年开始,国内氢能源专利数量迅速攀升,发明专利数量占比也同步提高,2018年达到峰值,为171件,其中发明专利申请量占比91.4%。截至2019年8月底,中国氢能源相关专利申请量共计774件,其中发明专利占比高达56.3%。

在氢能源领域,技术难点一直在燃料电池系统及其关键零部件上。经过长时间的研发与积累,我国在质子交换膜、催化剂、双极板、车用燃料电池控制系统、储氢瓶等领域都已经具备优质的制造企业,其他关键部件领域也初步具备量产实力。目前国内的亿华通、新源动力在燃料电池系统核心技术方面都接近国际先进水平。2019年4月,中国科技大学成功制备了钌单原子合金催化剂,有效解决了高效廉价电解水制氢世界性难题,标志着中国向氢能广泛应用的绿色未来迈进了一大步。

多城市加快布局抢先机,氢能产业集群发展初见成效

进入2019年,广东、山西等10个省份将发展氢能写入政府工作报告,山东、河北、浙江等省份陆续发布本地氢能产业发展规划。目前,中国氢能产业已初步形成“东西南北中”五大发展区域。其中氢能布局最广泛的东部区域以上海、江苏和山东为代表,是中国燃料电池车研发与示范最早的地区。截至2019年6月底,该区域工有规模以上企业68家,示范运行燃料电池车563量,加氢站8座,并计划到2020年建成50座。

同时,由国家能源集团牵头,国家电网、东方 电气、航天科技、中船重工、宝武钢铁、中 国中车、三峡集团、中国一汽、东风汽车、中国钢研等多家央企参与的氢能产业联盟已经正式成立。产业联盟与产业集群的出现,可以有效促进氢能全产业链的快速发展,降低成本。

以上数据来源于前瞻产业研究院发布的《中国氢能源行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

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