【氫能源】氫能源產業研究報告及河南區域市場前景分析

發表時間：2022-05-07 09:06

　　什么是氫能源？
　　氫是宇宙中分布最廣泛的物質，無色、無味，可從水、化石燃料等含氫物質中制取，是重要的工業原料及能源載體。具有燃燒熱值高的特點，是汽油的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。氫燃燒產物是水，是世界上最干凈的能源。
　　氫能，是指氫、氧進行化學反應所釋放出的化學能，是一種來源廣、無污染、應用前景無限的可再生能源。
　　隨著礦物燃料儲量的日益減少，人類迫切需要尋找一種不依賴化石燃料且儲量豐富的新能源。氫能正是作為一種經濟、環保、高效的替代性能源出現，是解決我國能源危機的重要發展方向。

　　氫能源安全嗎？
　　氫氣是無毒氣體，燃燒起來沒有任何毒性。氫氣很輕，具有易擴散的特點，在室外空氣流通的地方，很難發生氫氣爆炸。
　　在燃料爆炸性方面，氫的擴散速度是汽油的12倍，氫氣燃燒很快能擴散開，基本不會引起嚴重后果；而汽油燃燒因擴散慢會一直持續燃燒，造成的傷害性更大。故氫燃料比汽油更安全。
　　氫燃料電池工作原理是氫氣通過燃料電池的正極當中的催化劑分解成電子和質子。其中質子通過質子交換膜到達負極和氧氣反應變成水和熱量。對應的電子則從正極通過外電路流向負極產生電能。氫燃料電池并不是真的發生燃燒而發電，電池堆只是氫氣和氧氣發生電化學反應的場所，本身并不儲存能量。一旦檢測到氫氣泄漏，氫氣可以迅速被切斷，即使泄露到空氣中，也很難發生爆炸。自2015年氫燃料電池誕生以來，全球沒有發生過一例爆炸事故。
　　事實上，氫燃料電池車在露天發生交通事故碰撞的情況下，相比燃油車和純電動車發生爆炸的可能性更低，安全系數也相對更高。

　　氫能源成本高嗎？
　　我國作為世界第一產氫大國，產能超過2500萬噸/年，氫作為理想的替代性能源，發展氫能是我國解決能源問題的不二選擇。
　　社會上有種偏見的認為氫能源利用成本高，普及難度大，這是一種非常片面的看法。不是氫能源成本高，是因為目前氫能源行業配套不足，在制氫、儲氫、加注三大環節成本都高，導致氫能源產業鏈整體成本高。隨著產業配套完善、設備國產替代、高效儲運技術應用等行業進步，氫能源必將以成本低、安全高效、節能環保的優勢替代傳統能源。
　?。?）制氫
　　工業化制氫方式大概分為四種，分別是電解水、天然氣、石油、煤炭。電解水制氫技術成熟、氫氣純度高，但是制氫成本高。天然氣、石油、煤炭制氫主要用途在工業制造領域，是我國當前大規模制氫的技術路線。而我國在石化、焦化、甲醇、氯堿、合成氨等行業產生大量的工業副產氫，是可利用的最節省成本的氫資源。工業副產氫具有產量大、分布廣、經濟性好、利用技術成熟的優點，是當下我們發展氫能源產業的主攻方向。
　?。?）儲氫
　　氫氣儲存方式分為三大類：一是氣態儲存方式，這是目前國內外最成熟的技術。高壓氣態儲氫是目前氫氣儲存的主要方式，具有成本低、能耗低、充放速度快等優點。二是液體儲存方式，國內只用于航天領域。三是固體儲存方式，國內外均仍處于研究階段。
　?。?）加注
　　加氫站工作原理由壓縮系統、加注系統和控制系統等部分組成。從站外運達的高純氫氣通過壓縮系統加壓后儲存在固定式高壓容器中，然后再通過加注系統充裝至車載儲氫容器中。加上基建及運營成本，一個加氫站保守投入超過1000萬人民幣。
　　目前我國氫能供應成本構成大致是：制氫環節30%、儲存和運輸環節50%、加注環節20%，只有整個產業鏈各環節都實現成本下降，才能實現氫能源成本低的優勢。

　　氫能源應用及發展前景
　　氫能源主要應用在交通、能源、工業領域。交通上主要在于交通運輸領域，包括陸路交通工具、航空飛機。能源上主要在于在發電領域，氫氣與氧氣燃燒組成發電機組，也可以在電網低負荷時，作為補償電源。工業上主要在于化工領域，包括石油化工、鋼鐵冶金、碳氫化合物生產等。
　　當前，氫能源在交通領域的應用最為突出，也是我國應對能源危機的重大戰略方向。氫燃料電池可以應用在乘用車、商用車、重載卡車、無人機、船舶、航空航天等領域。

　　與純電動汽車相比，每千克氫電池可以儲存40度電，每千克鋰電池只有0.278度電，氫能源是鋰電池的143倍，氫能源電池壽命幾乎不受影響。同時，氫燃料電池汽車續航里程更長，電池更輕，完成加注燃料時間只需幾分鐘。隨著氫能源成本的降低，可以預見氫燃料電池將會取代動力電池，將乘用車和商用車推入新的發展紀元。
　　從能源發展的眼光看，未來氫能將首先在交通運輸領域中替代燃油；在發電供熱等能源領域中替代煤炭和天然氣；在鋼鐵冶煉、石油化工等工業領域中替代部分煤炭、天然氣、石油。

　　中國氫能源產業發展
　　近年來，在實現碳達峰、碳中和目標的大背景下，氫能源產業的發展越來越受到重視。全國各地支持政策不斷出臺，北京、上海、廣東、河南、河北相繼批復成為全國燃料電池汽車示范應用城市群。2021年3月23日，國家發改委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》?！兑巹潯诽岢隽艘幌盗形覈鴼淠墚a業發展各階段目標，使我國氫能產業發展有了更清晰明確的方向。明確“十四五”時期燃料電池車輛保有量將達到5萬輛，到2030年，形成較為完備的氫能產業體系，到2035年，氫能在終端能源消費中的比例明顯提升。根據中國氫能聯盟的預測，到2025和2035年，我國氫產業產值將分別達到1萬億和5萬億規模。

　　當前燃油成本的不斷攀升，人們對氫能等新能源的需求愈加強烈。隨著制氫技術不斷突破，氫能基礎設施配套逐步完善，氫能源成本持續下降，氫能及氫燃料電池技術已初步具備產業化水平。這些都成為推動氫能產業迎來新一輪飛速發展的動力。面對中國龐大的氫能市場，國內外眾多商業巨頭也開始在中國加速布局氫能產業。德國寶馬、韓國現代、日本豐田等車企抓緊布局中國氫能源汽車市場，韓國現代與北京清華工業開發研究院攜手成立了1億美元氫能產業基金，專門孵化中國氫能產業優秀創業企業。上汽、北汽、長安、廣汽、宇通等中國車企也在深耕氫燃料電池汽車領域。
　　國內也孕育了一批氫能源產業龍頭企業。京城股份是國內儲氫行業龍頭，是專業的氣體儲運裝備制造企業；美錦能源在制氫、氫氣儲運、加氫站等環節形成了完善的產業鏈體系，其子公司飛馳汽車是國內規模最大的氫燃料電池汽車生產廠家之一；雪人股份擁有全球領先的燃料電池空壓機及氫循環泵技術；濰柴動力在氫燃料電池發動機方面有著領先行業的技術優勢，掌握了電堆和空壓機兩項關鍵技術，相關氫能源技術已經應用在了重型卡車等設備上；億華通作為氫能產業的先行者，目前已經形成自主氫燃料電池發動機的研發應用；國鴻氫能是一家以氫燃料電池為核心的企業，規?；a的氫燃料電池在船舶、飛機、備用電源等領域進行了廣泛的應用。
　　根據北京冬奧組委公布的數據，北京冬奧會示范運行超1000輛氫能汽車。這是目前為止世界上最大規模的一次氫燃料電池汽車示范運行。冬奧會上的724輛氫能車輛，行駛里程約209萬公里，相比于傳統燃油車，減少碳排放約1800噸。在大興國際氫能示范區，日加氫量達4.8噸的全球最大加氫站——海珀爾加氫站已于2021年建成并正式投入運營。加氫站設有8臺加氫機，16把加氫槍，日服務車輛可達600輛。

　　當前，無論從政策、技術、規模及應用上，氫能產業都走到了爆發的臨界點。從中國能源發展趨勢看，只有提前布局氫能產業，才能贏得未來。
　　河南發展氫能源產業的優勢地位
　　在“碳達峰”“碳中和”大背景下，河南積極響應國家號召，通過多種方式搶先布局氫能源產業，燃料電池汽車示范應用鄭州城市群已獲批，在氫能源產業應用領域已經取得突破?！逗幽鲜?021年補短板“982”工程實施方案》項目清單中，共有6個氫能與燃料電池項目入選，總投資67.82億元，項目涉及制氫、氫能綜合利用、氫能產業園、燃料電池核心部件等。

　　先后出臺《河南省新能源及網聯汽車發展三年行動計劃（2018—2020年）》、《河南省加快新能源汽車推廣應用若干政策》。明確到2025年燃料電池汽車示范運營總量力爭突破1萬輛，建成千億級鄭開新能源汽車產業集群；建成并投入使用各類加氫站100座以上，實現重點應用區域全覆蓋。支持鄭州、開封、洛陽、新鄉、安陽、焦作等地重點企業和研發機構加快氫燃料電池整車、電堆、動力系統、電驅動系統等研發應用，推動氫燃料電池核心關鍵技術突破、核心零部件產業化，逐步形成氫燃料電池汽車“核心零部件+整車”產業鏈。
　　河南發展氫能源產業優勢明顯，一是河南本土有大量的煤炭化工企業，工業副產氫資源充足；二是物流交通發達，以鄭州為核心的中原城市群基本在兩小時車程之內，物流成本低，資源運轉高效；三是作為全國物流配送中心和商品集散地，河南物流車輛年保有量超10萬輛，對物流車輛需求旺盛，為氫能源汽車發展應用提供了市場后盾。

　　河南氫能源產業布局重點區域：
　?。?）鄭州
　　作為國家中心城市及中原城市圈核心，鄭州周邊兩小時經濟圈內分布有大量煤化工、石化、甲醇、氯堿與合成氨、光伏等產業，其中河南能化、平煤神馬、洛陽石化、濮陽石化等企業工業副產氫年產量巨大，制氫及儲運優勢明顯。同時，鄭州汽車制造工業發達，汽車整車及零部件企業云集，技術高層次人才相對集中，具備發展氫能源汽車產業的核心優勢。本土企業宇通客車已經布局氫燃料客車領域，正星科技在加氫站設備研發生產、油氫合建站等領域處于領先地位。
　　產業方向：氫燃料乘用車及商用車（輕卡、重卡）、氫燃料發動機、氫燃料電池及核心部件
　　

　?。?）新鄉
　　新鄉被譽為“中國電池工業之都”，構建了從電池研發到正負極材料、電池零部件、電池專用設備制造以及電池檢測、回收等較為完整的循環產業鏈。新鄉建設了全省第一個氫能產業園，園區以電池研究院為依托，主要生產氫燃料電池電堆、供氫系統，質子交換膜、加氫站相關設備等。落成了首座科研示范加氫站——新鄉豫氫加氫站。北京冬奧會期間，河南豫氫裝備提供了加氫站服務。
　　產業方向：氫燃料電池及核心部件、加氫站

　　（3）濮陽
　　有中原油田、中原乙烯、中原大化、豐利石化等一批大型石化企業，擁有華北地區最大的天然氣儲備庫。近年來，濮陽的風能和光伏發電等新能源發展迅速，帶動了綠色低碳的氫能產業。作為重要的石化基地，濮陽市工業副產氫產量巨大，總制氫能力可達每小時37萬標方，發展氫能產業基礎良好。中石化將中原油田列為新能源制氫試點，支持中原油田在建設首個兆瓦級電解水制氫示范項目，打造中國石化綠氫生產基地，2022年將建成投產，建成后將成為河南省最大的可再生電力電解水制氫工程項目。設有氫能產業園，一期主要生產氫燃料電池發動機，主打產品80kW/100kW電堆和80kW/100kW氫能燃料發動機動力系統；與中原石油設備有限公司合作生產的氫燃料電池洗掃車車型，經國家（重慶）汽車測試場進行整車試驗。
　　產業方向：氫燃料發動機、電池及核心部件、制氫及儲運技術裝備

　?。?）洛陽
　　洛陽石化產業集聚區匯聚了洛陽石化、煉化宏達、金達石化、黎明大成等一批大中型企業，集聚區原油加工能力達到800萬噸/年，擁有260萬噸/年柴油加氫、120萬噸/年航煤加氫、180萬噸/年汽油吸附脫硫、20萬噸/年烷基化以及30萬噸/年特種溶劑油等油品生產裝置，工業副產氫資源豐富，并且在石化儲運技術方面有著成熟的積累。東旭集團在洛陽成立氫能汽車產業園，聚焦氫燃料發動機及電池、制氫儲氫加氫裝備制造一體化等氫能產業鏈項目。
　　產業方向：制氫裝備、壓力容器、儲運裝置、加氫站

　?。?）平頂山
　　平頂山市被譽為“中原煤倉”，原煤儲量100億噸，煤焦化工及尼龍化工產業基礎良好。有平煤神馬、中平能化等化工龍頭企業，煤鹽化工、煉鋼等企業副產大量氫氣，技術成熟、成本低廉，氫能源產業發展前景廣闊。其中神馬尼龍化工對現有制氫裝置實施技術升級，采用先進的水煤漿氣化技術替代固定床氣化技術，建設煤制40萬t/a液氨和5萬Nm3/h氫氣項目。平頂山市煤炭化工基礎良好，氫能源產業正處起步階段，未來必將潛力無限。
　　產業方向：制氫裝備、壓力容器、儲運裝置、加氫站

　　河南省氫能產業起步較早，全省年工業副產氫 55 萬噸，鄭州、新鄉、濮陽等地初步形成產業發展集群。積極實施換道領跑戰略，政府積極引導打造氫能源產業生態圈 , 氫能源產業受到越來越多行業龍頭企業關注。2022年2 月，美國空氣產品公司、上海申能環境兩家企業代表團先后來豫考察投資?？諝猱a品公司擬在鄭州選址建設加氫站項目；上海申能環境與平頂山市政府、平煤神馬集團就工業副產氫利用、碳化硅等領域合作進行了深入商洽。
　　河南的氫能源產業發展，必將是以氫能源生態產業鏈為主線，以鄭州區域為中心，周邊氫資源豐富的地市協同發展的產業局面。

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【氫能源】氫能源產業研究報告及河南區域市場前景分析

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