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文档简介

1、 政策框架搭建完成:顶层设计+示范应用补贴+地方产业规划政策不断叠加,氢能产业地位逐步提升2019 年开始,氢能相关政策被写入政府工作报告。之后,能源法的征求意见稿中将氢能正式列入能源范畴,显示出政策对氢能发展的成熟度和长期发展方向的肯定,特别是去年对氢燃料电池汽车示范应用等鼓励政策的落地,对氢能产业的支持更为细化和明确,也有助于政策支持效果更快的显现。表 1:氢能源相关政策梳理文件名称发布年份涉及氢能表述1)围绕二氧化碳峰值目标提供低碳能源技术支撑。在能源技术革命创新行动计划(2016-2030)能源生产和消费革命战略(2016-2030)2016 年2017 年可再生领域,发展可再生能源制

2、氢。2)氢能与燃料电池技术创新。3)氢能与燃料电池技术创新。1) 探索藻类制氢技术;2)大力推进纯电动汽车、燃料电池等动力替代技术发展,发展氢燃料等替代燃料技术。将“燃料电池汽车核心专项技术”,“加氢基础设施和“十三五”交通领域科技创新专项规划2017 年柴油货车污染治理攻坚战行动计划2019 年示范考核技术”作为发展重点之一鼓励各地组织开展燃料电池货车示范运营,建设一批加氢示范站。2019 年政府工作报告2019 年推动充电、加氢等设施建设关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见加注等设施和服务。中华人民共和国能源法(征求意见稿)2020 年将氢能列入能源范畴2020 年能源工作

3、指导意见2020 年推动储能、氢能技术进步与产业发展。关于开展燃料电池汽车示范应用的通知2020 年规划了氢燃料电池汽车的补贴政策1)实施新能源汽车基础技术提升工程。突破车规级芯2019 年推动氢能产业创新、集聚发展,完善氢能制备、储运、新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知2021 年2021 年 8 月片、车用操作系统、新型电子电气架构、高效高密度驱动电机系统等关键技术和产品,攻克氢能储运、加氢站、车载储氢等氢燃料电池汽车应用支撑技术。2)有序推进氢燃料供给体系建设明确了燃料电池示范应用城市群名单(北京、上海、广东三大城市群)和示范应用期的补贴

4、执行规则、条件等要素中国政府网、国家发改委、工信部等相关政府网站,此次发布的氢能产业规划,对氢能提出了三点定位:l 氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。充分发挥氢能作为可再生能源规模化高效利用的重要载体作用及其大规模、长周期储能优势,促进异质能源跨地域和跨季节优化配置,推动氢能、电能和热能系统融合,促进形成多元互补融合的现代能源供应体系。l 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。以绿色低碳为方针,加强氢能的绿色供应,营造形式多样的氢能消费生态,提升我国能源安全水平。发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用,深挖跨界应用潜力,因地制宜引导多元应用,推动交通、工业等用能终端的能源消费转型和高耗

5、能、高排放行业绿色发展,减少温室气体排放。l 氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。以科技自立自强为引领,紧扣全球新一轮科技革命和产业变革发展趋势,加强氢能产业创新体系建设,加快突破氢能核心技术和关键材料瓶颈,加速产业升级壮大,实现产业链良性循环和创新发展。践行创新驱动,促进氢能技术装备取得突破,加快培育新产品、新业态、新模式,构建绿色低碳产业体系,打造产业转型升级的新增长点,为经济高质量发展注入新动能。规划中的提法,相对于之前将“氢气”作为工业危化品进行管理,氢能地位有了明显提升,有助于强化投资者对氢能产业发展信心,提振产业长期预期。补贴政策方向明确,“以奖代补”、激励方向明确20

6、21 年 8 月,五部委关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知(以下简称“启动通知”),这一通知是对 2020 年开展示范应用通知的呼应,明确了燃料电池示范应用城市群名单(北京、上海、广东三大城市群)和示范应用期的补贴执行规则、条件等要素。至此中央层面的燃料电池补贴政策已全面确立,行业发展迎来新阶段。新一轮补贴政策,与以往政策最大的不同,在于将过去燃料电池汽车的购置补贴政策,调整为燃料电池汽车示范应用支持政策。当前政策鼓励以城市群组队的形式发展燃料电池汽车产业,目的是每个城市群形成完整的产业链和丰富的应用场景。示范城市群在示范期间的基础目标包括:(1)燃料电池汽车搭载的基础材料、关键零部件技术

7、取得突破并产业化。(2)氢能经济性明显提高。车用氢能价格显著下降,终端售价不超过 35 元/公斤。燃料电池汽车、关键零部件价格明显下降。(3)应用新技术的车辆加快推广应用车辆推广规模超过 1000 辆,建成并投运加氢站超过 15 座。表 2:燃料电池汽车城市群示范目标和积分评价体系领域关键指标城市群示范目标奖励积分标准补贴上限(分)1.示范期间,电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、1.2020 年度 1.3 分/辆(标准车,下同),催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统等领域取2021 年度 1.2 分/辆,2022 年度 1.1 分/得突破并实现产业化。车辆推广规模应超过1000 辆。辆,20

8、23 年度 0.9 分/辆。燃料电池系统2.燃料电池系统的额定功率不小于 50kW,且与驱的额定功率大于 80kW 的货运车辆,最大动电机的额定功率比值不低于 50%。设计总质量 12-25(含)吨按 1.1 倍计算,3.燃料电池汽车所采用的燃料电池启动温度不高25-31(含)吨按 1.3 倍计算,31 吨以上燃料于-30。按 1.5 倍计算。电池推广应用4.燃料电池乘用车所采用的燃料电池堆额定功率2.关键零部件产品通过第三方机构的综汽车车辆技术密度不低于 3.0kW/L,系统额定功率密度不低于合测试,每款产品在示范城市群应用不低15000推广和数量400W/kg;燃料电池商用车所采用的燃料电

9、池堆额定于 500 台套,产品实车运行验证超过 2 万应用功率密度不低于 2.5kW/L,系统额定功率密度不低于公里,技术水平和可靠性经专家委员会评300W/kg。审通过,给予额外加分。其中:电堆、双5. 燃料电池汽车纯氢续驶里程不低于 300 公里。极板奖励积分标准 0.20 分/辆;膜电极、对最大设计总质量 31 吨(含)以上的货运车辆,以空气压缩机、质子交换膜奖励积分标准及矿山、机场等场内运输车辆,经认定后可放宽至不0.25 分/辆;催化剂、碳纸、氢气循环系统低于 200 公里。奖励积分标准 0.30 分/辆。每款关键零部6.燃料电池乘用车生产企业应提供不低于 8 年或件产品最多额外奖励

10、 1500 分。领域关键指标城市群示范目标奖励积分标准补贴上限(分)12 万公里(以先到者为准,下同)的质保,商用车生产企业应提供不低于 5 年或 20 万公里的质保。7. 平均单车累计用氢运行里程超过 3 万公里。8. 鼓励探索 70MPa 等燃料电池汽车示范运行。在全国范围内,根据关键零部件产品技术、质量和安全水平等因素进行综合评价,每类关键零部件最多给予 5 款产品加分。氢能氢能供应供应及经济性1. 车用氢气年产量超过 5000 吨。鼓励清洁低碳氢气制取,每公斤氢气的二氧化碳排放量小于 15 公斤。2. 车用氢气品质满足质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气(GB/T 37244-2018)

11、要求。3. 车用氢能价格显著下降,加氢站氢气零售价格不高于 35 元/公斤。按照车用氢气实际加注量给予积分奖励:1.2020 年度 7 分/百吨,2021 年度 6 分/百吨,2022 年度 4 分/百吨,2023 年度 3分/百吨。2. 成本达标,奖励 1 分/百吨。3. 清洁氢(每公斤氢气的二氧化碳排放量小于 5 公斤)奖励 3 分/百吨。4. 运输半径<200km,奖励 1 分/百吨。2000资料来源:财政部、工信部、科技部、发改委、国家能源局,根据积分评价体系,每个示范城市群在燃料电池汽车推广应用和氢能供应两个领域的补贴上限分别为 15/2 亿元。五部门根据相应标准对其进行节点考

12、核、奖励积分,积分上限分别为 15000/2000 分,原则上 1 积分约奖励 10 万元。在燃料电池汽车推广应用领域,燃料电池车按额定功率折算为标准车,202023 年单位标准车对应的积分分别为 1.3/1.2/1.1/0.9 分,逐年退坡递减。乘用车,轻中型货车、中小型客车,重型货车和大型客车三类燃料电池车的折算系数上限分别为 1.9/1.6/2.8。我们推算,单位乘用车在 202023 年间可享受的最大奖励金额分别为 24.7/22.8/20.9/17.1万元,单位轻中型货车、中小型客车在 2020-23 年间可享受的最大奖励金额分别为 20.8/19.2/17.6/14.4 万元,单位

13、重型货车、大型客车在 2020-23 年间可享受的最大奖励金额分别为 36.4/33.6/30.8/25.2 万元。表 3:各类燃料电池汽车 202023 年最大可享受奖励金额 单位:万元类型2020E2021E2022 E2023 E乘用车24.722.820.917.1轻中型货车、中小型客车20.819.217.614.4重型货车(12 吨以上)、大型客车(10 米以上)36.433.630.825.2资料来源:五部委关于开展燃料电池汽车示范应用的通知,测算,注:不考虑大功率货运车辆设计总质量的额外补贴政策给予大功率货运车辆(燃料电池系统的额定功率大于 80kW)更高的积分奖励额度,对于最

14、大设计总质量 12-25(含)吨、25-31(含)吨、31 吨以上的,分别按 1.1/1.3/1.5倍计算积分。我们测算,最大设计总质量为 31 吨以上的重型货车,在 2020-23 年间可享受的最大奖励金额分别为 54.6/50.4/46.2/37.8 万元。表 4:大功率货运车辆 202023 年最大可享受奖励金额(单位:万元)最大设计总质量2020 E2021 E2022 E2023 E12-25(含)吨40.0436.9633.8827.7225-31(含)吨47.3243.6840.0432.7631 吨以上54.650.446.237.8资料来源:五部委关于开展燃料电池汽车示范应用

15、的通知,测算在各类车型的补贴金额方面,此次奖励积分补贴政策与以往购置补贴政策有以下不同:(1)大功率重型货车是补贴力度最大的车型,最高补贴 54.6 万元/辆,超过之前的无差异补贴(50 万元/辆);(2)乘用车补贴略有上调,2020-22 年补贴金额或均可超过之前 20万元/辆的水平,其中 2020 年最高,为 24.7 万元/辆;(3)轻中型货车、大中小型客车补贴均下调,幅度大的或超过 10 万元。图 1:燃料电池汽车新政、旧政补贴金额对比(单位:万元)乘用车(旧政)乘用车(新政)轻型货车、轻型客车(旧政)轻中型货车、中小型客车(新政)大中型客车、中重型货车(旧政)大型客车(10 米以上)

16、(新政)50302036.424.720.860504030201002020之前202020212022 2023资料来源:关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知,五部委关于开展燃料电池汽车示范应用的通知,测算图 2: 大功率重型货车新政、旧政补贴金额对比(单位:万元)大中型客车、中重型货车(旧政)重型货车(12-25吨,新政)重型货车(25-31,新政)重型货车(31吨以上,新政)5054.647.3240.0460504030201002020之前202020212022 2023资料来源:关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知,五部委

17、关于开展燃料电池汽车示范应用的通知,测算总结而言,2021 年推出的政策补贴,其导向是鼓励企业尽快实现规模化,增加大功率电堆、高载重的汽车销量。我们测算,积分最高的车型获得补贴还可在 50 万元以上,略高于原有政策的补贴水平。新的补贴政策有助于促进行业优胜劣汰,鼓励龙头企业胜出。地方产业规划陆续推出,助力氢能推广目标实现除了具体的补贴政策,各地也陆续发布了相应的产业规划政策。从各个城市群目前的产业规划看,2025 年氢能相关产值均规划达到 1000 亿元,预计每个城市群 2025 年推广车辆均有望达到万辆级,合计或达到 5 万辆,全国范围推广车辆或达到 10 万辆,也将加快氢能的产业化及降本步

18、伐。表 5:重点省市氢能源产业发展规划发布地区政策方案时间北京市氢能产业燃料电池车数量目标加氢站数量目标产业链市值规模目标推广 3000 辆(2023北京发展实施方案(2021-2025 年)上海市加快新能源汽车产业发展实上海施计划(2021-2025年)广东省加快氢燃广东料电池汽车产业发展实施方案河北省氢能产业河北发展“十四五”规划河南省氢燃料电河南池汽车产业发展行动方案山东省氢能产业山东中长期发展规划(2020-2030 年)四川省氢能产业发展规划四川(20212025年)2021 年 8月2021 年 7月2020 年 11月2021 年 7月2020 年 4月2020 年 6月2020

19、 年 9月年),达到 10000 辆(2025 年);推广接近 1 万辆(2023年),应用总量突破 1万辆,达到万辆级规模(2025 年);适时在广州、深圳、深汕特别合作区等地试点开展氢燃料电池乘用车示范运行,力争 2022年实现首批氢燃料电池乘用车示范运行,其中广州、茂名、佛山规划到 2025 年分别实现示范运行千辆级(乘用 车)、不低于 30%(公交、环卫等领域)/600辆/6000 辆,到 2030 年分别实现 5 万套发电系统装机量/1200 辆/1.2万辆;示范运行规模达到1000 辆(2022 年),达到 10000 辆(2025年);推广应用达到 3000 辆以上(2023 年

20、),累计超过 5000 辆(2025 年);整车产能达到 5000 辆,省域内累计示范推广 3000 辆(2022 年);整车产能达到 20000辆,累计示范推广10000 辆(2025 年);累计示范推广 50000 辆(2030 年);应用规模达 6000 辆(2025 年)建成 37 座(2023 年),建成 74 座(2025 年);超过 30 座(2023 年),超过 70 座(2025 年);在珠三角核心区、沿海经济带布局建设约 300 座加氢站,其中广州、茂名、佛山规划到 2025 年分别建成50 座以上/10 座/30 座,到 2030 年分别建成 100 座以上/20 座/6

21、0 座;2022 年全省建成投运加氢站 25 座,到 2025 年,累计建成 100 座;加氢站建成数量 50 座以上(2023 年),加氢站 80 个以上(2025 年);建成 30 座(2022 年),建成 100座(2025 年),建成 200 座(2030年);建成 60 座(2025 年)突破 500 亿(2023 年),达到 1000 亿以上(2025 年)。约 1000 亿(2025 年)。依托广州开发区、佛山南海高新区、佛山(云浮)产业转移工业园等产业园区推进氢燃 料电池产业发展,支持茂名发展以氢源供应、氢气储运及设备等为特色的氢能产业,培育形成错位竞争的氢燃料电池 产业集群。

22、其中广州、茂名、佛山规划到 2025 年实现产值分别为 600 亿元以上/100 亿/300 亿,到 2030 年分别实现2000+/300 亿/1000 亿。达到 150 亿元(2022 年),达到 500 亿元(2025 年)。达到 1000 亿(2025 年)。突破 200 亿元(2022 年),突破 1000 亿元(2025 年),突破 3000 亿元(2030 年)。资料来源:各地方相关部门网站,氢能产业发展中长期规划(2021-2035)作为氢能行业发展的顶层设计,将明确产业发展目标、应用前景和发展路径,结合去年 8 月底的启动燃料电池示范应用政策以及地方政府的氢能产业规划,氢能行

23、业的政策体系已逐步完善,将为行业发展按下快进键。 规划数量目标明确,绿氢目标略超预期氢能产业发展中长期规划(2021-2035)对产业链部分环节提出了具体的发展目标,至 2025 年燃料电池车辆保有量约 5 万辆,部署建设一批加氢站;可再生能源制氢量达到 1020 万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现 CO2 减排 100200 万吨/年。我们认为,燃料电池车推广数量的目标较为稳健,对“绿氢”的规划略超预期,因为之前市场普遍认为绿氢成本实现平价是在 2030 年,之后“绿氢”才会大规模上量。预计 2022 年氢能燃料电池汽车销量有望走出低谷,重卡先行氢燃料电池车(FCEV)是氢能各子

24、领域产业化推进较快的环节,但 2020 年车辆产出有明显的下滑,主要是补贴政策不明朗,下游对定价和产业发展方向不确定。2020 年燃料电池车辆产量仅 1182 辆,较 2019 年下滑 57%。对于车企而言,补贴规则完全明确后,产业链的定价关系才能更好的理顺,订单的落地方可加速。2021 年 8 月,在示范应用城市名单落地、政策逐步明朗后,氢能源汽车销量出现了一定的恢复。按照中国汽车工业协会数据统计,2021 年燃料电池车产量同比增长约 49%,销量达到 1790 辆。根据 GGII 的数据,截至 2020 年底,我国氢燃料电池汽车保有量为 7350 辆左右,其中燃料电池客车、货车、物流车保有

25、量分别为 2500、780、4070 辆,物流车占多数。根据新能源汽车国家大数据联盟发布的全国氢燃料电池汽车示范城市群车辆统计与分析报告中的数据,截至 10 月 31 日,新能源汽车国家监测与管理平台累计接入全国氢燃料电池汽车为 6910 辆,其中京津冀城市群、上海城市群、广东城市群累计接入 4283 辆氢燃料电池汽车,占全国氢燃料电池汽车接入量的 61.98%。图 3:示范城市群累计接入氢能车型占比图 4:20152021 年燃料汽车产量情况(辆)物流特种车重卡26%公交客车公路客车通勤客车环卫特种车 租赁乘用车1% 0%0%8%4%61%300025002000150010005000产量

26、销量201620172018201920202021新能源汽车国家大数据联盟,中汽协,Wind,根据中汽协数据,近几年燃料电池车销量结构中,客车都是主力车型,其中又以城市公交车为主,但随着一轮氢能公交车推广热潮的结束,城市客车数量出现明显下降,也拖累了燃料电池车的整体销量。在 2021 年销量结构中,货车占比有了显著提升,一方面是重卡车型的突破,另一方面是因为部分国企和地方政府对清洁排放车辆的推广有了更大的积极性。我们预计:2022 年,这一趋势会得以强化,客车/重卡/物流车销量将分别达到1000/3500/4500 辆,乘用车推广的车辆也在 50100 辆左右,燃料电池车 2022 年的销量

27、有望达到 800010000 辆的水平。图 5:中国燃料电池车销量分类型统计(辆)图 6:2020 年全球交通领域碳排放类型占比城市客车其他客车专用货车其他货车公路运输航运水运铁路其他3000250020001500100050001003520821652898107216559911311752018年2019年2020年2021前11月wind,中汽协,IEA,IEA(国际能源署)的数据表明,全球交通行业的二氧化碳排放量逐年增加,是全球第二大排放部门,占总排放的 25%。具体到行业内,公路运输占行业碳排量比重最大(75%)。中国正走在碳中和的道路上,公路运输行业也继续大力减排。目前已有的

28、减排方案大概可以分为三类:技术型减排,运输管理减排和能源升级替代减排。l 技术型减排:基于传统交通用能结构,通过交通运输工具在节能技术方面的进步,提高能源利用效率。l 运输管理减排:通过对交通基础设施及驾驶员进行科学的组织管理,引入先进的智能交通系统,减少空载率和单位行驶里程能耗,提高道路运输效率。l 能源升级替代减排:通过推广纯电动、氢燃料电池等新能源车辆技术的应用,配合加气、充电等配套基础设施的规划与建设,从根本上改变道路交通工具的用能结构,从而提高能效、降低排放。我们按照燃油、氢电、锂电三种不同能源类型的车辆,分别推算了客车、重卡、乘用车三类用途车辆的成本,考虑的成本主要包括:车辆购置成

29、本按照汽车使用年限计算的“折旧”成本、年度燃料使用成本、年度维修保养成本、年度保险费用、年度过路及停车等费用。在目前的技术路线下,无论是客车、重卡还是乘用车,锂电都有绝对的成本优势,我们推算锂电类型的客车/重卡/乘用车年度成本分别为 20/35/3 万元,而氢电类型的客车/重卡/乘用车成本分别为 42/67/7 万元,氢电的成本基本比锂电成本贵 1 倍以上。因此从经济性而言,锂电是目前最有竞争优势的。但是锂电在重卡领域也有明显的劣势,一方面续航里程是短板,另外一方面在低温环境下电量衰减非常快。在某些应用场景下,特别是北方地区的重卡领域,锂电的这一短板更为突出,也为发展清洁氢电重卡提供了可能。考

30、虑到氢燃料电池在续航里程方面的优势,在长途货运领域内具有较大的发展空间,因此未来氢燃料电池汽车的发展重点领域是氢燃料电池货车。从消费端考虑,氢能重卡的全生命周期成本(TCO)与竞品的平衡点是氢能重卡市场渗透率提升的关键。根据中国电动汽车百人会发布的中国氢能产业发展报告 2020预测,氢能重卡每公里 TCO 成本在 2025 年将降至5.6 元/km, 预计在2030 年可降至4 元/km 左右的水平,基本与锂电车平价,2035 年可降至 3 元/km,开始出现成本优势。图 7:国内各类车型年度成本比较(万元)图 8:氢能重卡 TCO 成本趋势(元/KM)年度燃料成本维修保养成本保险费用过路费购

31、置成本年折旧额燃油 氢电 锂电 燃油 氢电 锂电 燃油 氢电 锂电客车重卡乘用车7060504030201008 77每公里TCO(元/KM)5.66543322102020202520352050wind,中汽协,测算中国氢能产业发展报告 2020(中国电动汽车百人会;含预测),如果跟燃油重卡成本比较,从初始购车费用和日常维护成本的角度,两者差异不大,主要的差别在于燃料成本。我们按照行业平均的燃料消耗水平,燃油重卡每百公里耗油 35L,氢燃料重卡每百公里氢气消耗约 12kg,按照 7 元/L 和 35 元/kg 的单位燃料成本测算,百 公里燃料成本分别为 245/420 元。因此,以目前的成

32、本体系水平,若要在运行过程中实现 平价,则需氢气的价格降至 20 元/kg。从过去几年产业发展历程看,国内电堆价格降本速度较为明显,从 2017 年的 6000元/kw 降至目前的 3000 元/kw,行业龙头的报价甚至已经降至 2000 元/kw 以内。我们预计未来降本的趋势会延续,2025 年行业平均成本可以降至 1500 元/kw。加之系统 BOP 成本的显著下降,预计对应重型 FCEV 的整车成本可降至 75 万元/辆附近。即便考虑燃料电池示范应用城市补贴的退坡,预计至 2024 年前后,补贴也基本可以覆盖重型车的生产成本。图 9:国内电堆价格演变及展望(元/KW)图 10: FCEV

33、 重型车成本变化及展望(万元/辆)700060005000400030002000100006000500040003500300025002000180015002502202002001801701501501201001009075500GGII,预测资料来源:中国产业信息网,预测表 6:2021 年燃料重卡推广情况概览地区城市区域推广主体推广数量/辆唐山港国企:河钢集团30河北省雄安新区企业:未势能源、大运、东风、福田100汽车滦州市企业:飞驰科技、唐钢美锦鄂尔多斯市达拉特旗政府:内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗计划推广:470 辆内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗政府:内蒙古鄂尔多斯市伊

34、金霍洛旗企业:集兆嘉碳中和集团、徐工集团、新能源动力氢能科技有限公司氢能重卡及工程机械共 200 辆鄂尔多斯市伊金霍洛旗政府:内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗30上海市宝山基地企业:宝钢股份、杰宁科技60天津市保税区临港氢能产业示范区企业:荣程集团15北京市大兴国际氢能示范区房山区企业:氢璞创能企业:燕山石化、飞驰科技302山东省济南市莱芜区企业:泰钢集团、飞驰科技、氢途科10技等四川省内江市企业:川威集团、亿华通、大运汽车7陕西省韩城市企业:海燕集团2各推广主体官网,地方政府网站,从目前各产业链企业公开的信息看,2021 年各地推广的燃料电池车数量大约在 286辆左右,另外规划的还有 640 辆左

35、右待推广,采购的主体以地方政府和国有企业为主。总结而言,展望 2022 年,预计氢燃料电池车将成为上量最快的车型,主要有三大推动因素:第一,在新的补贴框架下,重载商用车可获得最高金额的补贴,为企业增加重卡产量提供充分的激励;第二,产业链降本持续推进,有助于车辆的推广;第三,地方政府和国企基于减碳的目标,对氢能重卡的采购意愿也在增加。在中期的规划意见中,氢能跟锂电在汽车领域将是互补的关系,在重卡领域,氢能车有望占据主导。“绿氢”规划略超预期,发展有望提速工业化水电解技术早在上世纪 20 年代就开始了在生产应用中的探索,主要动因是炼化生产的需求。70 年代开始,石油危机的冲击以及环保意识的出现,导

36、致对能源使用理念开始产生变化,加之太空航天的发展,对氢能的开发和利用逐步获得重视,开始推动电解水技术的发展。目前,可实际应用的电解水制氢技术主要有碱性液体水电解与质子交换膜电解槽两类,实验阶段的技术主要是固体氧化物水电解技术(SOEC)。现行技术条件下,电解水制氢成本较高,降低成本的途径之一是新能源发电成本的下降。按照我们前文的测算,预计到 2030 年新能源发电成本降至 0.2 元/KWh 时,“绿氢”成本基本可接近 20 元/kg 的水平。此外,根据国家发改委能源研究所中国 2050 年光伏发展展望报告,随着技术的进步和发电规模扩大,到 2050 年,光伏发电成本有望降至0.13 元/kW

37、h。按照制取每公斤氢气消耗 5055 度电,我们预计远期制氢的电力成本将降至 6.5 元/kg。表 7:电解水各工艺路线比较(SOEC)技术成熟度已应用已应用试验运行温度/709550807001000催化剂NiPt,IrNi,金属陶瓷运行压力/MPa1.55.00.45.0电流密度/(A·cm-2)0.20.40.62.00.51电解小室电压/V1.82.01.82.2-电解槽能耗/kWh·(N H2 )-14.35.04.55.5-系统寿命/年20301020-氢气纯度/%99.899.999-单台装置容量/(N ·h-1)0.510000.01200试验能力

38、效率/%628267828589项目碱性水电解纯水电解(PEM)固体氧化物电解优点技术成熟、成本低电流密度低、体积和重缺点量大、碱液有腐蚀性电流密度高、体积小重量轻、无碱液带来的腐蚀、产品气体纯度较高设备成本相对较高、催化剂成本高且稀缺效率高,单机容量大,无腐蚀性电解液装置体积较大、高温,技术处于试验阶段电解制氢与氢储能俞红梅、衣宝廉,图 11: 电解水制氢成本预测(元/kg)电费成本(元/kg)折旧(元/kg)人工(元/kg)其他固定费用成本(元/kg)碱性水电解PEMPEMPEM目前碱性水电解2025年E碱性水电解2030年E4035302520151050资料来源:中国氢能产业发展报告

39、2020(中国电动汽车百人会),预测此外,技术进步有望带动电解槽价格的下降和功耗的降低,从而降低电解水制氢的成本。目前技术的研究重点在与可再生能源耦合的大规模电解水制氢技术和宽功率波动环境下的高适应性,以及电极材料、质子交换膜等关键材料的研发和国产化。长期来看,综合考虑电价和技术进步的因素,若 2030 年以光伏为代表的可再生能源发电成本如期降至0.20 元/kWh 以内,在碱性电解系统设备价格低于 2000 元/Kw 的假设下,电解水制氢成本可以降至 20 元/kg 附近,即 1.8 元/Nm3,接近工业副产氢气的最高成本。展望 2050 年,在可再生能源发电成本可降至 0.13 元/kWh

40、,而电解槽价格下降 50%以上的假设下,电解水制氢成本有望降到 0.9 元/Nm3 附近(约合 10 元/kg)。成本的降低将使得绿氢在氢气制取的能源市场上占据优势地位。我们预计在“碳中和”的背景下,20302040 年,绿氢制取将逐步占主导地位。但是在最近 10 年,化石能源也必不可缺,主要是因为低成本的化石能源制氢,可以为行业引入低成本的氢源,助力产业化提速。图 12: 制氢路线展望电解水制氢工业副产氢工业副产氢化石燃料制氢(部分附带CCUS)电解水制氢化石燃料制氢电解水制氢化石燃料制氢(全部附带CCUS)生物质制氢2030年之前2030-20402050IEA,预测根据中国氢能产业发展报

41、告 2020(中国电动汽车百人会)中的数据,预计至 2050年 PEM 电解系统设备价格将降到 8002000 元/kw。表 8:PEM 和碱性电解制氢技术未来发展评估2025203020402050PEM 电解槽能源转化效率60%63%68%74%碱性电解槽能源转化效率63%65%71%78%PEM 电解槽市场占比5%10%20%40%碱性电解槽市场占比95%90%80%60%PEM 电解设备系统设备价格(元/kW)60001200030008000150040008002000碱性电解设备系统设备价格(元/kW)125020001000150080012006001000资料来源:中国氢能

42、产业发展报告 2020(中国电动汽车百人会,含预测),车百智库,我们按照 2025/2045 年氢气需求分别为 0.25/1 亿吨测算,预测绿氢占比分别在1%/60% , 对应的电解槽需求量分别为 3/550GW , 假设两个阶段电解槽单价分别为4000/2000 元/kw,对应电解槽的市场规模分别为 127/11050 亿元,预计电解槽市场在 2025年即可破百亿,2045 年即可破万亿。图 13: 电解槽市场规模预测电解槽市场规模(亿元)单价(千元/kw)-右轴25000200001500010000500002025E2030E2035E2040E2045E2050E4.543.532.

43、521.510.50中国氢能产业发展报告 2020(中国电动汽车百人会),预测近两年,在“碳达峰、碳中和”政策的推动下,绿氢项目逐渐开始落地,但目前多是示范项目,稳定商用的项目是宝丰能源的光伏电解水制氢项目。整体看,绿氢项目和电解槽采购的主体也以国企为主。表 9:国内主要电解水制氢项目项目地点项 目 建 设启动时间氢气用途-规划目前状态电解技术电解槽公司生产出的一部分氢气将用于工业生产,河北沽源风电制氢综合利用示范项目国家能源集团大规河北张 家口河北张 2016 年 9月中旬2021 年 5降低工业制氢中化石能源消耗量;另一部分将在氢能源动力汽车产业具备发展条件时,用于建设配套加氢站网络。一期

44、项目已完成碱性调试,已投产德国麦克菲 (McPhy)模风/光互补制氢关键技术研究及示范张家口市交投壳牌新能源有限公司氢能一体化示范基地建设项目液态太阳燃料合成示范工程项目国电投宁东可再生家口河北张 家口桥 东区甘肃兰 州宁夏宁 月 1 日2021 年2019 年 2月2020 年 4服务北京冬奥会已完成调试安装碱性苏州竞立氢燃料电池公交车的需求,为 2022 年冬建设中碱性中船 718 所奥会提供能源保障。制取甲醇已完成验收鉴定碱性苏州竞立1)精细化工能源制氢项目张家口海珀尔制氢东河北张 月1) 一期项目: 2018年 3 月2) 满足氢能汽车的需求3) 天然气掺氢1)满足 2022 年冬奥会

45、燃料电池车辆的建设中碱性中船 718 所1) 一期项目已投产2 ) 二期项目于加氢项目家口 2)二期项目: 2021年 3 月氢能供应2) 保障张家口地区稳定的氢能供应2021 年 3 月 20日举行开工仪 式,现已建设完成碱性中船 718 所宝丰能源太阳能电解制氢储能项目宁夏宁 东2020 年 7月1) 与公司现有煤化工产业链有机结合,即将太阳能电解绿氢补入甲醇装置耦合以生产甲醇和烯烃等材料2) 配套进行制氢储能、氢气储运、加氢站建设,通过与城市氢能源示范公交线路协作等方式拓展应用场景,实现氢能产业链一体联动发展。2021 年 4 月首批装置成功投产,碱性项目的余下部分仍在建设中中船 718

46、 所、苏州竞立中关村延庆园加氢站二期(冬奥会配套制、加氢)项目北京延 庆区2021 年 4月 10 日保障 2022 年北京冬奥氢燃料车辆的用氢需求已投产纯水德国西门子山西大同首座 500Nm³/h 水电解制氢装置及储存吉电股份风能制氢山西大 同吉林白 已投产碱性1)氢、氨生产耦合联动北京中电丰 业一体化示范项目安徽六安兆瓦级氢能综合利用站科技示范项目城安徽六 安尚未开工2020 年 12月2021 年 8月 进 行 设2)建设绿氢产业链推进绿氢在燃料电池、电动车、氢能炼钢、绿氢化工等领域大规模应用。还未开工碱性中船 718 所北京中电丰 已投产碱性业中科院大化 已投产PEM所备调试

47、资料来源:北极星电力网、国际氢能网及各企业集团官网,2022 年,预计在政策的推动下,绿氢项目也将从示范项目逐步向商用拓展。在减碳和“碳中和”的场景下,绿氢有丰富的应用场景。一方面可以与新能源电站配合,发挥氢能储能的作用。另一方面,在工业领域,氢能也可以作为减碳的工具。工信部发布的“十四五”工业绿色发展规划明确提到了推进“绿氢开发利用”等新型污染物治理技术装备基础研究,以及在炼化工业中推广“绿氢炼化等绿色低碳技术”。因此,我们预计 2022 年绿氢需求将有明显增加,主要增量来自于工业领域大型国企减碳的示范项目,同时新能源电站也有望对绿氢的制取、储能等开展进一步探索。绿氢项目的增加有望直接带动对

48、电解槽的采购需求,我们预计 2022 年电解槽销量有望达到 100 万千瓦的规模,对应市场空间在 3050 亿元。表 10:国内外主要电解槽公司概览公司特点公司在水电解制氢、甲醇裂解制氢、富氢尾气提纯、车载氢系统研制加工、加氢站建设等方面具有雄厚的技术实力、工程建设经验以及周到的售后服务保障,拥有多项氢能技术的完全自主知识产权,已形成以制氢为核心,加氢、供氢为拓展的产业发展架构,业务涵盖中船 718 所苏州考克竞立天津大陆水电解制氢、化石燃料制氢、氢能交通、海洋氢能等多个领域,其中水电解制氢装备在全国市场的占有率保持领先地位。截至目前,公司水电解制氢装置已生产销售一千多台套,累计产值超 30

49、亿元。是一家专业研发、生产水电解制氢设备及气体后处理设备的高科技企业,2017 年被江苏省科技厅认定为“江苏省水电解制氢设备工程技术研究中心”。公司生产的水电解制氢设备产氢量从 2 m³/h 提升到 1500m³/h。公司可生产 0.1Nm3/h1000Nm3/h 的电解水制氢设备和 2Nm3/h1000Nm3/h 的气体纯化设备。所生产压力 5.0MPa 的电解水制氢设备是目前公司生产运行压力最高的制氢设备。赛克赛斯专注于利用固体聚合物电解质阳离子交换膜(PEM)进行纯水电解制氢设备的研发、生产公司特点和销售的企业,是国内目前唯一一家可以提供兆瓦级 PEM 电解水制氢系统

50、的制造商。2021 年 3 月合资成立隆基氢能科技有限公司。10 月首台碱性水电解槽下线,电解槽采用隆基股份阳光电源Hystar(海外)康明斯(海外)高电流密度设计,单台电解槽的氢气制备能力达 1000Nm³/h 及以上水平,按照计划,2021Q4,隆基氢能将形成 500MW 电解水制氢装备产能,未来 5 年内产能将达到 5-10GW。2021 年 3 月发布全国最大功率 PEM 电解槽。技术方面,电解槽实现 5 分钟内冷启动、10秒内热启动、输入功率秒级响应,同时可适应 10%-150%宽功率输入,并能在全生命周期内将风光波动电力最大化转化为氢气,创造更低的 TCO。开发的新型质子

51、交换膜(PEM)电解技术。比起现有 PEM 技术,具有更高的绿色制氢效率。受益于独特的电池设计和工艺架权,能够减少电耗,提高产氢量,从而大幅降低通过PEM 电解生产绿色氢的成本。将电解氢产量提高 150%以上。康明斯已经为全球 60 多个加氢站提供电解槽,通过水电解技术现场制氢。平均单个 1 兆瓦电解槽系统每天可生产 400 公斤高纯氢,可支持 16 辆燃料电池卡车每天行驶 600 英里(超过 950 公里)。康明斯的电解槽系统规模不断提升,目前已成功扩展到 20 兆瓦以上。各公司官网,目前国内主流路线是碱性电解槽,龙头生产企业主要有三家:中船 718 所、苏州考克竞立和天津大陆,但都没有上市。兆

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