2025-01-31
氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,已成为全球主要经济体推动能源转型和培育经济增长的战略选择,产业发展步入“快车道”。中国氢能产业发展态势积极向好,氢气产量全球领先,技术工艺基本掌握,产业体系初步建立,示范应用成效明显,在全球氢能市场中具有重要地位。“十五五”时期,中国氢能产业将形成更为完备的技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,以更高质量发展赋能“双碳”战略。赛迪顾问重磅推出《赛迪顾问“十五五”重点产业落地工具册——氢能》,此工具册厘清当前中国氢能产业发展基础,研判“十五五”时期发展形势,为各地推动氢能产业深度落地、实现高质量发展提供参考。
中国已基本建成具有全球竞争力的氢能产业链,并在氢能制备、加注、燃料电池和系统集成等环节形成了明显竞争优势,多项产品在全球氢能市场占据主导地位,然而可再生能源制氢和储运核心材料等部分环节仍待突破。“十五五”时期,中国氢能产业将保持当前优势,并向高质量发展模式迈进。
氢气产量稳居全球第一,制氢技术“百花齐放”,“十五五”时期可再生能源制氢前景广阔。近年来,中国氢气产量位居全球首位,占全球总产量比重超三成。目前,中国氢气供给主要来源于化石能源制氢和工业副产氢,电解水制氢规模较小。“十五五”时期,中国可再生能源消费量将达到15亿吨标煤以上,为制氢环节提供能源供给,利用可再生能源进行电解水制氢将成为推动氢能产业发展的重要力量。
储运核心技术、关键设备和材料多点突破,“十五五”时期储运方式有望多元化发展。目前,在氢能资源呈现“西富东贫,北多南少”的空间格局下,中国氢能储运发展迅速并取得一定成就。全球首例固态储氢设备成功出海,中国实现了在该领域的技术创新突破;首条“西氢东送”输氢管道示范工程标志着中国氢气长距离输送管道进入新发展阶段;中国累计建成加氢站数量占全球35%左右,位居全球首位。但中国氢储运整体发展水平较国际先进国家仍存在一定差距。“十五五”时期,氢能应用场景不断拓展,氢能需求急剧增加,亟需发展安全、高效、低成本的储运技术以及高密度、轻量化、多元化的储运体系,为氢能大规模商业化发展打好基础。
氢能应用场景多元化趋势显现,“十五五”时期交通和电力领域氢能应用潜力大。当前,氢能作为能源连接器,在汽车、飞机、船舶、发电等多领域均有应用,其中,中国氢能卡车、客车等商用燃料电池汽车已占据全球市场的主导地位。为助力实现碳达峰、碳中和目标,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,中国在燃料电池有轨电车、内河航运、航空、热电联产和储能等方面正稳步推进氢能多元化示范应用,“十五五”时期,有望下好氢能产业商业化应用“先手棋”。
中国氢能产业分布整体呈现东强西弱态势,东部地区聚集了全国62.7%的产业资源,成为中国氢能产业版图核心发展区。“十五五”时期,中国氢能产业仍将以东部为引领,西北地区有望依托得天独厚的绿氢发展优势和丰富的可再生资源推进绿氢规模化应用,助力全国氢能产业均衡发展。
江苏:产业综合竞争力居全国前列,“十五五”时期将进一步建设成为国内领先的氢能产业集群。近年来,江苏初步形成包括氢气制备、氢气储运、氢燃料电池及整车制造、加氢站建设运营、产品检测认证以及氢能应用等较为完整的氢能产业链条,已成为国内重要的氢能产业聚集区。截至2023年末,江苏拥有处于氢能产业链关键环节的知名企业和机构超过300家,氢能产业规模超过200亿元,已建成加氢站共计24座,累计投放氢燃料电池汽车400余辆。预计“十五五”时期,在相关设施投放达效后,江苏有望形成安全高效、绿色低碳、低成本的氢能供应体系和多元化的氢能应用生态。
山东:开启氢能示范应用新篇章,“十五五”时期将打造“中国氢谷”、“东方氢岛”两大品牌。近年来,山东在全国率先实施“氢进万家”科技示范工程,成为全国首个大规模推广应用氢能的示范省份;山东省能源研究院成立氢能燃料电池功能实验室,全面开展氢能与燃料电池关键技术攻关和示范应用。预计“十五五”时期,山东将建成集氢能创新发展、装备制造、产品应用、商业运营于一体的氢能产业发展高地。
内蒙古:全力打造全国绿氢先行示范区,“十五五”时期将推动绿氢“制储输用”全产业链发展。近年来,内蒙古大力发展绿氢产业,绿氢规模占比超过全国50%,实施“绿氢进京”战略,布局绿氢项目和基础设施,支持企业、高校和科研院所深度合作以加快绿氢制储运用各环节关键核心技术突破。预计“十五五”时期,在相关政策实施和项目推进下,内蒙古将打造成为全国重要的绿氢生产输出基地。此外,自治区正规划设计以呼包鄂乌为核心,横贯东西、面向华北和西北的输氢管网,未来将稳步推进“蒙氢外送”。
截至2024年9月,中国氢能产业全产业链企业数量达到3384家,其中上市企业36家、高新技术企业195家。“十五五”时期,中国氢能产业相关企业新增注册量仍将保持持续增长态势,电解水制氢、电解槽等环节市场竞争将更加激烈。
电解水制氢市场集中,“十五五”时期将有更多新面孔弄潮“新蓝海”。近年来,众多企业加速布局电解水制氢材料、技术和设备,其中碱性电解水制氢占据主导地位,质子交换膜电解水制氢市场需求稳步扩大。“十五五”时期,将涌现出更多企业和科研机构开辟电解水制氢新赛道,技术竞争将不断加剧,可再生能源制氢成本将逐步下降,PEM电解槽将成为制氢企业未来布局的主流方向。
储氢瓶市场竞争激烈,“十五五”时期储氢瓶行业有望跑出“加速度”。近年来,众多企业投资布局车载高压储氢瓶和液氢储运容器,中国Ⅳ型储氢瓶产业化进程加速。中国氢能应用场景持续拓宽,带动储氢瓶市场需求快速增长,吸引更多企业进入,市场竞争加剧。“十五五”时期,氢能储运环节企业将不断提高储氢瓶性能,布局更高压力等级、更大储氢容量、更轻重量的储氢瓶。
氢燃料电池企业乘风破浪,“十五五”时期氢燃料电池行业竞争将进一步升级。近年来,新兴氢燃料电池系统及电堆厂商不断涌现,加大研发投入,为行业注入新的活力。目前,中国氢燃料电池行业尚处于商业化初期阶段,企业和高校科研机构亟需强强联手,产学研深度融合助力科技成果转化。“十五五”时期,氢燃料电池相关主体有望突破膜电极和双极板等技术问题,布局的产品将陆续面向市场,氢燃料电池行业竞争加剧,市场集中度将下降,将实现多场景应用。
中国在制氢方面已取得了显著成效,专利申请和论文发表总量均位居全球首位。“十五五”时期,中国氢能产业整体技术水平有望大幅提升,在可再生能源制氢环节有望形成明显技术优势。
35MPaⅢ型车用气态储氢瓶已批量应用,“十五五”时期将深耕70MPaⅣ型瓶商业化应用。高压气态储氢作为目前广泛应用的储氢方式,在国内外已经实现一定规模商用,多用于氢燃料电池车,中国车载储氢方式大多为35MPa碳纤维缠绕Ⅲ型瓶,而国外已具备70MPaⅣ型瓶批量供应能力;低温液态储氢目前成本较高,用于航空航天领域,暂时较难推广。“十五五”时期,储氢技术仍将以气态和低温液态为主,储氢瓶生产规模进一步扩大,关键材料和零部件成本有望逐步下降,商业化应用有望实现突破。
ALK电解槽已实现规模化生产,“十五五”时期PEM电解槽降本空间大。电解槽作为电解水制氢系统的核心设备,市场需求量大。ALK电解槽适用于大规模氢气生产,且成本较低,是目前最成熟且经济性较高的制氢方法之一,已完全实现商业化;PEM电解槽对铱、铂、钛等价格昂贵的金属材料投资成本较高,目前尚处于发展初期。“十五五”时期,PEM电解槽有望通过材料技术突破、优化结构和降低贵金属催化剂用量等方式实现降本,市场空间广阔,应用场景将更加广泛。
氢燃料电池在汽车领域应用已初具规模,“十五五”时期有望突破燃料电池技术和应用场景。氢燃料电池是实现氢能转换为电能的关键载体。近年来,中国氢燃料电池在重型交通领域加快试点应用,氢燃料电池汽车推广力度不断提升,增速全球领先。“十五五”时期,催化剂及其抗腐蚀载体等新型基础材料的研发力度将进一步加大,氢燃料电池技术有望大规模应用于汽车、便携式发电和固定发电站等领域,也将逐步拓展至航天、船舶等领域。
基于上述对当前中国氢能产业发展现状和“十五五“时期发展趋势的分析,针对地方政府提出氢能产业发展建议,为各地氢能产业实现高质量发展提供参考。
积极响应国家氢能产业发展战略,制定涵盖氢能“制储输用”全产业链发展规划,明确各环节发展目标、重点任务和保障措施,支持关键技术研发和示范项目。鼓励企业、科研院所、协会联盟等主体,主导或参与氢能产业国际标准、国家标准、地方标准和行业标准的制定与修订工作,立足地方实际,研究建立覆盖制储输用等各环节的地方氢能标准体系。将氢能产业纳入地方经济发展总体布局,确保氢能产业与当地经济社会发展相协调。
充分调动不同市场主体的积极性、激发市场活力和创造力,加快制氢设施、储运体系和加氢网络等氢能基础设施建设。拓展氢气运输渠道,探索发展城市供氢管网,破解规模化运氢难题。统筹加氢设施布局,探索制储加一体化加氢站模式。鼓励和引导企业开发氢能产品,满足市场需求,积极探索氢能商业化应用路径。拓展交通、工业、电力和建筑等领域的氢能应用场景,建设和运营示范项目,推动氢能技术的成熟和商业化应用。
贯彻新发展理念,支持企业、高校和科研院所在电解水制氢、氢气储运、氢气加注、燃料电池等关键环节的技术研发和产品创新,鼓励企业加大研发投入,推动氢能产业链各环节技术创新和产业升级。大力推进氢能领域高水平科技创新平台建设,促进产学研用深度融合,加快科技成果转化,共同推动地方氢能产业稳步发展。加强国际合作,引进国外先进技术,提升本地氢能产业的国际竞争力。
本公众号提供的内容用于个人学习、研究或欣赏,不可用于其他商业用途。如有关于作品内容、版权及问题,请及时在公众号留言。