氫能產業是全球能源技術革命和產業發展的重要方向,被視為實現全球碳減排的重要路徑。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的二次能源,可廣泛應用于工業、交通、建筑、發電等領域。氫能產業鏈包括氫能端和氫燃料電池端,涉及氫能生產、儲存、運輸、利用等多個環節。目前,全球氫氣的主要生產來源是化石能源,但未來綠氫(利用可再生能源制取的氫氣)將成為重要發展趨勢。氫能產業鏈較長且復雜,包括制氫、儲氫、運氫、加氫以及燃料電池等多個環節,各環節均存在眾多技術和市場機遇。中國政府對氫能產業發展高度重視,已初步形成氫能研發、制備、儲運、應用等完整產業鏈,并具備產業化條件。未來,隨著技術進步和政策支持,氫能產業有望實現快速增長,為全球能源轉型和碳減排目標做出重要貢獻。
1.1 全球氫能產業發展現狀
1.1.1 國際政策支持
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年氫能產業現狀及未來發展趨勢分析報告》顯示,全球已有超過50個國家和地區出臺了氫能戰略,主要國家均將氫能上升到國家戰略高度,通過差異化布局搶占發展先機。美國提出明確的近中遠期重點研發方向和關鍵指標,推進氫能產業全鏈條發展。日本超前布局點亮氫能“科技樹”,建設“氫能社會”作為經濟產業活動的能源支柱。歐盟把氫能視為實現碳中和的關鍵,利用綠氫推進所有終端部門脫碳化。英國將氫能作為工業脫碳的主要抓手,德國謀求成為全球領先的氫能技術供應國。俄羅斯、澳大利亞、沙特阿拉伯則重點發展制氫產業,以在“后油氣時代”保持能源出口強國地位。
1.1.2 技術研發與示范
全球氫能技術研發和示范部署邁上發展快車道。國際能源署預測,到2030年全球低碳氫產量將從不足100萬噸/年增至3800萬噸/年。電解制氫進入初期市場導入階段,海水直接制氫路線步入工業示范,高效太陽能制氫系統逐步由實驗室走向中試。固態儲氫、有機液體儲氫等技術正向市場化發展,輸氫管道建設提速。燃料電池穩定耐久性不斷提升,燃料電池汽車已具備大規模推廣條件。
1.1.3 市場應用
在氫能應用方面,各國積極探索靈活、高效的“氫+”多行業多場景融合解決方案。美國投入75億美元打造區域氫中心,歐盟密集部署氫谷示范項目。在交通領域,燃料電池汽車已具備大規模推廣條件;在化工領域,氫能作為原料的應用逐漸擴大;在電力領域,氫能發電與熱電聯產完成重點技術試點示范。
1.2 中國氫能產業發展現狀
1.2.1 政策支持
近年來,中國政府對氫能產業給予了高度重視,出臺了一系列支持政策。2022年3月,國家發改委、能源局聯合印發了《氫能產業發展中長期規劃2021-2035》,從國家層面為氫能產業制定了頂層設計。2024年11月,《中華人民共和國能源法》頒布,氫能正式被納入能源管理體系,標志著國家在法律層面對氫能作為能源的認可。
1.2.2 技術進步
中國已初步掌握了氫能制備、儲運、加氫、燃料電池和系統集成等主要技術和生產工藝,積累了豐富的經驗和產業基礎。電解水制氫技術路線逐步成熟,質子交換膜電解水制氫技術取得快速突破,催化劑和膜電極成本顯著降低。同時,中國已初步掌握催化劑、質子交換膜、碳紙、膜電極組件、雙極板等關鍵材料的制備技術和工藝,全面掌握氫燃料電池電堆設計與制造技術,基本建立了具有自主知識產權的燃料電池汽車動力系統技術平臺。
1.2.3 市場應用
中國氫能產業以交通領域為突破口快速發展,氫燃料電池汽車保有量超萬輛,已成為全球最大的氫燃料電池商用車生產和應用市場。此外,氫基化工規?;圏c落地,氫冶金技術示范項目開啟。在能源方面,發電與熱電聯產完成重點技術試點示范。在建筑方面,全國首個氫能進萬家智慧能源示范社區項目在佛山落地。
1.2.4 產業鏈構建
中國已基本構建了較為完善的制氫、儲運、加注和應用的氫能產業鏈。在制氫環節,中國已成為世界上最大的制氫國,氫氣年產量超3500萬噸。在儲運環節,主要以20兆帕高壓長管拖車高壓氣態運輸方式為主,同時開展純氫管道輸氫和天然氣管道摻氫的運輸方式。在加注環節,全國已建成加氫站數量超過350座,約占全球總數的40%,位居世界第一。
2.1 國際競爭格局
2.1.1 歐美國家
歐美國家在氫能技術研發和產業化方面處于領先地位。美國重視對氫能全鏈條技術的研發和規?;痉?,推進基于氫能的多能融合互補,以變革電力、交通、化工、鋼鐵等行業。歐盟則把氫能視為實現碳中和的關鍵,利用綠氫推進所有終端部門脫碳化。
2.1.2 日本與韓國
日本和韓國在氫能技術研發和應用方面也具有較強實力。日本超前布局氫能產業,建設“氫能社會”作為經濟產業活動的能源支柱。韓國則在氫能技術研發和產業化方面取得了顯著進展,積極推動氫能汽車和氫能發電等應用。
2.2 中國競爭格局
2.2.1 地區競爭
中國氫能產業呈現集群化發展態勢,京津冀、長三角和粵港澳大灣區匯集全產業鏈規模以上工業企業超過300家,蘇州、佛山、武漢、成都等地匯集多家氫能企業及研發機構,形成了領先的氫能產業集群。依托“氫進萬家”和“冬奧會”等重大工程項目,推動了氫能多場景應用和推廣。
2.2.2 企業競爭
在氫能產業領域,中國涌現了一批具有較強實力的企業。這些企業在氫能制備、儲運、加注和應用等方面取得了顯著進展,形成了較為完善的產業鏈。同時,這些企業還積極與國際知名企業開展合作,推動氫能技術的研發和應用。
3.1 發展趨勢
3.1.1 綠氫供應增加
綠氫是未來氫供應的主體,當前綠氫在氫能供應結構中占比很低。預計到2060年,綠氫供應將由現在的6萬噸左右增加到8000萬噸,占比近90%,取代化石能源制氫的主體地位。在終端用能方面,氫能是用能低碳化的重要選擇,將作為電能的補充,共同構建出我國未來終端用能體系。
3.1.2 技術成本降低
隨著可再生能源的規?;l展和儲能技術、綜合應用技術的進一步提高,綠氫制備成本將不斷降低。初步預計到2025年,全國平均的綠氫制備成本將來到每千克20元以內;到2030年,有望突破15元大關。到碳中和年之前,綠氫制備成本將低于灰氫制備成本。
3.1.3 應用領域拓展
氫能應用將向多元化發展,探索靈活、高效的“氫+”多行業多場景融合解決方案。在交通領域,燃料電池汽車將實現大規模推廣;在化工領域,氫能作為原料的應用將逐漸擴大;在電力領域,氫能發電與熱電聯產將得到廣泛應用;在建筑領域,氫能將作為清潔能源的重要補充。
3.2 發展前景
3.2.1 能源轉型的重要支撐
氫能產業是現代化產業體系的有機組成部分,也是能源轉型的重要支撐。隨著全球氣候變化問題的日益嚴峻,各國紛紛加大對氫能產業的支持力度,推動氫能技術的研發和應用。未來,氫能將在能源轉型中發揮更加重要的作用,成為推動經濟社會可持續發展的重要力量。
3.2.2 經濟增長的新引擎
氫能產業的發展將帶動相關產業的協同發展,形成新的經濟增長點。在氫能制備、儲運、加注和應用等環節,將涌現出大量的新技術、新產品和新業態。這些新技術、新產品和新業態將推動氫能產業的快速發展,成為經濟增長的新引擎。
3.2.3 國際合作的新機遇
氫能產業的快速發展將帶來國際合作的新機遇。各國在氫能技術研發、產業化應用和市場開拓等方面將加強合作與交流,共同推動氫能產業的發展。同時,氫能產業的國際合作還將促進全球能源轉型和氣候變化應對的進程。
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