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氢能源研究报告(一) 导语 2017年全球氢工业市场规模为2

氢能源研究报告(一)导语2017年全球氢工业市场规模为2514.93亿美元,同比增长1.03%,2011-2017年复合增速为5.05%。PS:我们运营的备用号 行研资本(ID:report18)为很多老朋友提供了另一处空间,欢迎大家同时关注!来源:海通证券在工业大麻、边缘计算等题材被轮番炒作后,氢能源又获得资金关注,再次成为市场热点。据新华网报道,在今年的全国两会上,汽车产业界的全国人大代表提交了一系列关于发展氢燃料汽车的议案建议。在两会期间,氢燃料这种节能、环保、便捷性又高的能源被写进《政府工作报告》。3月26日工信部等4部委发布《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》,提出地方应完善政策,过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴,转为用于支持充电(加氢)基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。积极推进氢能源发展政策频出,推进氢能源发展2006-2014年是我国氢能及燃料电池的推广阶段。根据中国政府门户网站援引新华社报道,2006年我国将氢能及燃料电池写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中,提出重点研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氢技术,经济高效氢储存和输配技术,燃料电池基础关键部件制备和电堆集成技术,燃料电池发电及车用动力系统集成技术,形成氢能和燃料电池技术规范与标准。2006-2014年我国出台一系列政策推广使用氢能及燃料电池汽车。2015年以来我国对氢能及燃料电池汽车政策扶持力度加大。2015年财政部等4部委发布《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,说明了燃料电池汽车推广应用补助标准。2016年10月中国标准化研究员和全国氢能标准化技术委员会联合发布《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》,提出了更加明确的产业规划目标:2020年率先实现氢能汽车及加氢站的规模化推广应用,建成加氢站100座,燃料电池发电站达20万kW,达到1万辆燃料电池运输车辆,燃料电池有轨电车达50列;到2030年,建成加氢站1000座,燃料电池发电站达1亿千瓦,燃料电池车辆保有量达到200万辆。2017年国家对于加氢站、加气站的建设提出规范要求,进一步表明了我国发展氢能源的战略方向。氢能源产业链概述在能源短缺和环境恶化双重压力下,可持续清洁能源的开发日益迫切。氢能是一种二次能源,可以通过一定的方法利用其它能源制取,被视为21世纪极具发展潜力的清洁能源。氢能具有以下特点:(1)热值高,氢的热值为142351kJ/kg,是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,大约是汽油热值的3倍;(2)燃烧性能好,与空气混合时有广泛的可燃范围,且燃点高,燃烧速度快;(3)氢本身无毒,属于清洁能源,而且燃烧生成的水还可继续制氢,反复循环使用;(4)利用形态和形式多,可以气态、液态或固态金属氢化物出现,能适应贮运及不同应用环境的要求。搜索微信公众号”报告研究所“(ID:touzireport)获取更多深度研究报告氢能源产业链逐渐完善。氢能源产业链上游是氢气的制备,主要技术方式有传统能源的热化学重整、电解水和光解水等;中游是氢气的储运环节,主要技术方式包括低温液态、高压气态和固体材料储氢;下游是氢气的应用,氢气应用可以渗透到传统能源的各个方面,包括交通运输、工业燃料、发电等,主要技术是直接燃烧和燃料电池技术。全球氢工业规模不断增长,呈现区域性分布。2017年全球氢工业市场规模为2514.93亿美元,同比增长1.03%,2011-2017年复合增速为5.05%。2017年亚太地区、北美、欧洲工业氢气的市场规模分别为1071.36、555.80、517.57亿美元,占全球的比重分别为42.6%、22.1%、20.6%,合计占比达85.3%,区域性分布明显。中国和印度等亚太发展中国家经济快速增长带动了亚太地区对氢能等清洁能源的需求。上游:化石燃料制氢、工业副产氢有望成为低成本氢来源我国工业氢气产消旺盛,基本自给自足。我国是氢能利用大国,2017年工业氢气(不包括工业副产氢气,下同)产量和需求量分别为1915、1910万吨,同比分别增长3.51%、3.58%,基本维持供需平衡状态,2009-2017年复合增速分别为7.21%、7.20%。人工制氢工艺及成本分析人工制氢的方法主要包括化石燃料制氢、电解水制氢、光解水制氢以及微生物制氢等,其中化石燃料制氢原料主要包括煤、石油、天然气等。目前化石燃料制氢方法较为成熟,并且具备产量高、成本较低的优点,但制氢过程都有温室气体排放;电解水是一种制取纯氢的最简单的方法,但是其消耗的电能太高导致不够经济,因而其发展受到很大限制;光解水被视为最理想的制氢途径,但目前技术尚不成熟。目前人工制氢工艺主要以化石燃料制氢为主。2017年全球制氢原料约96%来源于化石燃料(由于甲醇主要原料为煤炭和天然气,因此本文将甲醇制氢归类于化石燃料制氢)的热化学重整,仅有4%源于电解水。我国制氢原料主要以煤炭和天然气为主,占比分别为62%和19%,电解水制氢也仅占4%。化石燃料制氢具备成本优势。我们假设不同人工制氢工艺原料天然气、甲醇、电价的采购成本(扣除增值税)分别为2.8元/方、2500元/吨、0.63元/kWh,测算天然气制氢、甲醇制氢和电解水制氢成本分别为2.09、2.13、3.46元/立方米。相对于电解水制氢,目前化石燃料制氢具备明显的成本优势。不同工艺制氢成本敏感性分析。假设不同工艺制氢成本与原料价格线性相关,根据我们测算,如果要让单位制氢成本低于2元/方,天然气、甲醇、工业用电购置成本(扣除增值税)应分别不高于2.65元/方、2319元/吨、0.34元/kWh。工业副产氢有望成为重要氢供给来源除了人工制氢以外,工业副产氢也有望成为重要氢能供给来源,我国工业企业,包括炼焦企业、钢铁企业、化工企业等,每年副产数百万吨氢气。目前这些副产氢气很多都排放到空气中,污染环境的同时也成为危险因素。变压吸附(PSA)技术分离提纯氢气的技术在我国已经非常成熟,若能充分利用好这些低品位能源,化工副产氢气将成为我国的重要氢气源,对氢能源发展有着重要意义。焦炉煤气是提纯氢潜力最大的工业尾气。我国是焦炭生产大国,2018年焦炭产量4.38亿吨,同比增长1.6%。炼焦工业的副产品焦炉气中氢气含量约占57%,是最主要的组成成分。按照每生产1吨焦炭可副产425.6立方米焦炉气,1立方米焦炉气通过PSA技术可以产生0.44立方米氢气计算,2018年我国炼焦工业副产氢气约733万吨。氯碱工业年副产氢气约为80万吨。氯碱工业是通过电解饱和NaCl溶液来制取NaOH、Cl2和H2,并以此为原料合成盐酸、聚氯乙烯等化工产品。我国是世界烧碱产能最大的国家,2018年产量为3420万吨,同比增长1.6%。以生产1吨烧碱产生以生产1吨烧碱产生270立方米氢气计算得到,2018年我国氯碱工业副产氢气约82.5万吨。

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2019年06月22日 09:45
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