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势银观点 | 解读“氢能产业发展中长期规划(2021-2035)”

发布时间:2022年03月24日  浏览量:

3月23日上午10:00,国家发展改革委召开新闻发布会,介绍《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》有关情况。

势银观点 | 解读“氢能产业发展中长期规划(2021-2035)” 

《规划》科学分析了我国氢能产业的发展现状,明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位、总体要求和发展目标,提出了氢能创新体系、基础设施、多元应用、政策保障、组织实施等方面的具体规划,为我国氢能产业中长期发展描绘了宏伟蓝图。

势银(TrendBank)对该《规划》进行了解读,具体如下——

1.交通领域依旧重点推进中重型车辆应用

在2020年9月由五部委发布的“以奖代补”政策中,是首次官方层面提出重点发展中重型车辆,且补贴积分也有倾斜,此次《规划》依然是重点推进中重型车辆,对于客、货车市场需要拓展市场空间,并与锂电池纯电动汽车形成互补发展模式。

预计在示范期内,交通领域主要以中重型车辆替换为主,根据不同城市和区域,客、货车将在新增市场空间有一定增量,纯电动发展较为完善的领域将会有一段较长的蛰伏期,如乘用车、公交等。

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截至2021年底全国燃料电池重卡投运情况和分布

来源:势银(TrendBank)

2.储能领域发力,燃料电池发电系统市场增长空间将大幅提升

随着储能领域的发力,燃料电池系统将在除交通领域外多领域多地区有更大的发展空间。包括:

热电联供:主要推动在社区、园区、矿区、港口等区域布局燃料电池分布式热电联供设施;

备用电源:主要在通信基站、数据中心、铁路通信站点、电网变电站等基础设施工程建设中推动燃料电池备用电源的装机市场;

电网调峰:主要探索在可再生能源基地,以燃料电池为基础进行的发电侧调峰技术的研发和示范;

微电网:主要在特点地区和区域开展氢电融合的微电网示范,推动燃料电池分布式发电的应用实践。

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近一年内国内燃料电池发电系统示范项目

来源:势银(TrendBank)

3.进一步扩大试点示范区域

《规划》原文提到,在供应潜力大、产业基础实、市场空间足、商业化实践经验多的地区稳步开展试点示范,目前除了已经确定的北京、上海、广州、河北、河南五大城市群外,国内还有非常多地区和城市拥有较为完善产业链以及氢能示范经验,如成渝、湖北、山东、江苏、山西等省市和区域,预计在已确定的城市群获得可复制可推广的经验后续会有更多的中央财政支持。

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五大城市群产业现状汇总

来源:势银(TrendBank)

4.持续支持推进国产化关键核心材料的技术水平

《规划》中对于燃料电池技术的推进主要在技术创新方面,防止地区、企业盲目跟风、同质化竞争、低水平建设。

1)在关键材料方面重点提高关键性能指标和批量化生产的能力,从而提升燃料电池的可靠性、稳定性和耐久性,目前我国在关键材料技术储备上已经较为充分,从专利数据分析来看,近五年国内校企专利数明显增多,且从专利技术路线来看基本涵盖了国际范围内在研的所有技术,并无技术断层和缺失现象;

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来源:势银(TrendBank)

2)在核心零部件的研发制造方面需要着力推进,目前我国的核心零部件产业国产化进度是非常明显的,2021年推广的燃料电池汽车中,核心零部件包括空压机、循环泵在内国产化率超过了90%;

3)在车载供氢系统方面需要探索70MPa储氢瓶车辆应用验证,主要是由于我国目前所有燃料电池汽车中的车载储氢瓶基本以35MPa为主,其中70MPa储氢瓶车型在2022年冬奥会上由福田汽车装车示范;

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2021年不同储氢压力储氢瓶装车情况

来源:势银(TrendBank)

5.制氢端清洁化、低碳化、低成本;水电解装备企业迎重大利好

规划提出制氢端的重点是围绕清洁化、低碳化、低成本三个方面。

目前工业上应用的制氢有煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢、工业副产氢、水电解制氢,生物质制氢等。中国已成为世界第一产氢大国,其中80%的氢气源自煤炭和天然气等传统制氢方式。

煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢等都伴有大量的二氧化碳排放。据势银了解,每使用煤炭生产1千克氢气,产生的碳排放接近20千克。因此,国家需要发展清洁化、低碳化的氢气并严格控制煤制氢等化石能源制氢。

成本方面目前所有制氢技术中属工业副产氢提纯成本最低,跟煤制氢、天然气制氢比,副产氢的二氧化碳排放也较低,因此是提倡的也是会发展的一种制氢技术,2025年前副产氢的利用仍将是主流。

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2021年中国氢气来源

来源:势银(TrendBank)

针对传统制氢方式碳排放高的特点,本次国家能源局提出未来氢能发展的目标之一是不新增碳排放,重点发展可再生能源制氢,严格控制化石能源制氢,在2025年达到10-20万吨/年的可再生能源制氢规模。

随着国家对可再生能源制氢的重视,势银(TrendBank)认为,这对推动可再生能源制氢产业链发展具有重大的积极意义。

为满足2025年每年10-20万吨的可再生能源制氢规模,中国未来需要制造和投产700-1400MW的水电解制氢设备来满足可再生能源的制氢需求,这大大超过了目前中国的水电解制氢设备出货量。

因此,为了匹配未来巨大的制氢规模,水电解制氢设备产业链相关企业必将在未来几年快速发展。

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水电解制氢设备出货量对比

来源:势银(TrendBank)

据势银(TrendBank)统计,2021年前中国涉及电解槽设备制造的企业有7家,其中5家企业聚焦于碱性电解槽的开发,2家企业专注于质子交换膜电解槽的开发。

而在2021年,水电解产业“百花齐放”,有9家企业先后推出不同类型的电解槽产品,其中5家企业推出了碱性电解槽设备,4家企业推出了质子交换膜电解槽设备。

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国内部分电解槽及相关零部件企业

来源:势银(TrendBank)

6.规划提倡氢能多元化应用,绿氢工业应用也将迎来爆发

势银(TrendBank)观点:在氢能消费端,可再生能源制氢的推广也可以加快包括交通、工业、钢铁等多个高碳领域向低碳进行转型。

氢气作为工业气体,应用于石油炼化、化工合成(合成甲醇、合成氨等)和钢铁等领域,例如作为化工合成的原料或者钢铁冶炼的还原气体。氢气在石油炼化、合成氨、合成甲醇等领域应用占比较高,约占70%,具体领域应用占比见下图:

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氢气应用领域

来源:势银(TrendBank)

势银(TrendBank)认为,可再生能源生产的低碳氢气将对化工和钢铁领域脱碳产生巨大帮助。例如,在甲醇工业中应用低碳氢气,可以有效减少甲醇合成工艺中是二氧化碳排放。

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将绿氢和煤制甲醇相耦合后的工艺过程

来源:势银(TrendBank)

势银(TrendBank)估测,若在一个年产150万吨的甲醇合成工厂投产10台1000Nm³/h的碱性水电解制氢设备,每年可以生产7000吨以上的低碳氢气,减少14万吨左右的碳排放。

7.明确加氢站的建设方向

国家发改委指出,目前国内已建成加氢站200余座,以35兆帕为主,液氢、制氢加氢一体站经验不足;目前加氢站设计能力以500到1000公斤每天为主,大规模的加氢站需要进一步建设布局。

加氢站建设需统筹布局,坚持安全为先,节约集约利用土地资源,支持依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加氢站。探索站内制氢、储氢和加氢一体化的加氢站等新模式。

势银(TrendBank)统计数据显示,截至2021年底,我国已建成加氢站日加注能力500到1000公斤的占比54%。

势银观点 | 解读“氢能产业发展中长期规划(2021-2035)”

来源:势银(TrendBank)

目前全国范围内制氢加氢一体站仅少量示范。

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来源:势银(TrendBank)

2021年中国新建的具备70MPa加氢能力的加氢站数量较2020年接近翻倍。

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来源:势银(TrendBank)

2021年全国新建加氢站中近一半为合建站。

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来源:势银(TrendBank)

2018年至今,中国建成加氢站中1000kg/d及以上的大站占比越来越高。

 

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来源:势银(TrendBank)

势银(TrendBank)认为,国家层面已明确加氢站的建设方向,一是高压化(70MPa),二是大规模化(1000公斤/天以上),三是合建站,四是制储用一体化探索。以2025年燃料电池车辆保有量约5万辆,每站消纳100辆燃料电池车辆来估算,2025年我国至少需要建成加氢站500座。

8.构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系

目前储运体系主要为20 MPa高压气体应用,有机液态与固态储运仍处于产业化初期阶段,低温液态与管道储运规模较小。规划明确指出逐步构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系。

势银(TrendBank)认为,第一,提高高压气态储运效率,加快降低储运成本,有效提升高压气态储运商业化水平。

其中,碳纤维是高压气态储氢容器的关键材料,国内科学技术领域仍需推进,以达到氢能源燃料电池车领域的轻量化需求,从而推动高压储氢瓶规模化生产。

并且,规模化的生产会降低材料成本,据势银(TrendBank)测算,当储氢瓶生产规模由 1万套提高到 50 万套时,氢气瓶成本会下降 20%。

第二,推动低温液氢储运产业化应用,探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。据势银(TrendBank)统计,自2020年至2022年3月,国内上马了27项大型液氢产业项目(含示范性项目),预计2022-2025年大部分将投产,届时将大幅度提升液氢产能。

目前最长的氢气运输管道为巴陵-长岭输氢管道,2014 年,岳阳市巴陵石化就建成了全长 42 公里的全国最长输氢管道。该管道的建成利用和解决了企业间的供需屏障,是输氢管道建设的良好范本。

有机液态储氢能够很好的解决氢储运过程中的安全问题,脱氢是目前的技术难点,固态储氢在燃料电池有着很好的应用,同样存在诸多技术难点。因此在有机液态和固态储氢领域,政府方面应给予企业和科研院所一定的产业支持,企业与科研院所之间应通力合作,提前布局,力求突破储氢体系发展。

以下为《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》全文(重点已用黄色底色标注)——

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文章来源:势银能链


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