中国氢能产业发展白皮书-15页_2mb

“氢”心相助碳中和 —— 中国氢能产业发展总结

核心内容

中国氢能产业作为实现“双碳”目标的重要组成部分，正受到政策与市场的双重驱动，成为新能源领域的新“风口”。在“3060”双碳目标背景下，氢能因其零碳、高效、可储能、安全可控等优势，被视为未来能源体系的重要载体。然而，其发展仍面临成本高、核心技术短缺、基础设施薄弱和激励措施不足等挑战。

主要观点

• 氢能是实现深度脱碳的重要路径，特别是在工业、交通、建筑等难以电气化的领域。
• 中国已初步建立氢能产业链，涵盖制备、储运、加注和应用等环节。
• 绿氢是唯一全链路零碳排放的氢气类型，未来有望成为主要制氢方式。
• 氢能产业链未来十年应重点关注绿氢制合成氨、绿氢制甲醇、商用燃料电池车、直接还原铁炼钢和高等级供热等五大细分领域。

关键信息

1. 氢能的现状与前景

• 中国是全球最大的碳排放国，占全球总量的约三分之一，实现“双碳”目标压力巨大。
• 中国已发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》，并推动地方政策支持氢能发展。
• 全产业链规模以上工业企业超过300家，主要集中在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。
• 氢能市场规模预计从2020年的3300万吨增加到2060年的1.3亿吨，其中绿氢产量将大幅增长。

2. 不同“颜色”的氢

• 灰氢：目前主流，但碳排放高。
• 蓝氢：通过CCUS技术减少碳排放，但受限于地质条件。
• 绿氢：利用可再生能源电解水制氢，全链路零碳排放，是未来重点发展方向。
• 紫氢：利用核能制氢，尚在技术探索阶段。

3. 氢气制备技术

• 碱式电解槽 (ALK)：技术成熟、成本低，适合规模化应用，但电耗高。
• 质子交换膜 (PEM)：适应性强，适合与可再生能源整合，但设备成本高。
• 阴离子交换膜 (AEM)：发展潜力大，但技术尚不成熟，主要在欧洲发展。
• 固体氧化物 (SOEC)：能耗低、使用非贵金属催化剂，但电极材料稳定性差，需额外加热。

4. 氢气储运与加注

• 高压气态储氢：技术成熟，成本较低，但运输规模和半径有限。
• 低温液态储氢：储氢密度高，有望逐步商业化。
• 液氨储氢：工艺成熟，但存在有毒和高转换能耗的问题。
• 有机液态储氢：无需冷却，但存在高成本、回运等问题。
• 金属氢化物储氢：安全、密度高，但充放电时间长、寿命短。
• 加氢站：固定加氢站加氢速度快，撬装式加氢站适合与加油站合建，临时加氢站适合初期测试。

5. 应用场景

• 工业原料：用于合成氨、甲醇等，绿氢替代灰氢将推动深度脱碳。
• 工业供热：在碳交易市场推动下，具备一定竞争力。
• 住宅供暖：作为低碳替代品，未来可成为主要燃料。
• 交通运输：燃料电池车在长途、大型、商用车领域具备优势，与纯电动汽车形成互补。
• 发电：用于电力储运，但短期内经济性差，需技术突破。

6. 氢能发展的挑战

• 成本高昂：目前氢气成本占售价70%，电解水制氢成本显著高于化石燃料制氢。
• 核心技术及材料短缺：如PEM和SOEC的关键材料依赖进口，制约行业发展。
• 激励措施不足：政策集中于氢燃料电池汽车，缺乏对氢能技术全面发展的支持。
• 基础设施局限：加氢站数量少，建设成本高，制约氢能大规模推广。

未来展望

随着技术进步、成本下降和政策支持，中国氢能产业有望在未来十年内迎来爆发式增长。科尔尼建议，重点发展绿氢制合成氨、绿氢制甲醇、商用燃料电池车、直接还原铁炼钢和高等级供热等五大领域，同时持续优化储运和加注基础设施，推动氢能产业链的全面完善与商业化落地。