我国氢能产业链现状与发展趋势

发布于：2023-02-07 10:44:07 来自：环保工程/环保大厅 [复制转发]

概要

氢能源被中国的立场誉为2180年代投资潜力的清洁能源，氢燃料电池汽车科技创新发展和产业转型升级仍会持续给予欧洲各国追棒。美国、德国等发达国家纷纷将氢能源回升为国家战略。当前我国氢能技术仍处于发展中事实上，为主动引导氢能健康有序，2022年3月23日，发改委、国家能源局联合联合发文《氢燃料电池产业的发展中长期发展规划（2021-2035年）》，系统部署了推动氢能快速发展的重要创新举措以及产业发展的各发展阶段短期目标。

氢能环保绿色，后燃烧的其本质只有水，是用能其他终端可以实现升级转型的重要载体，助力目前中国快速实现“纳米复合涂层”阶段性目标。另外，氢燃料电池汽车在目前中国能源安全及中也将角色重要扮演，可减少中国目前对于石油和天然气、燃气的进口到可依赖，将新型能源生命安全的掌握主动掌握好在自己手里。同时，氢燃料电池也是战略新兴产业和因为未来产业重点发展的方向。

氢能上下游产业链分别为最上游电解水制氢、中下游仓储运输以及下游工业用氢。上游合成气工艺技术到目前大部分还是通过煤炭发电同样所需原料制取方法的“灰氢”，但随着燃气发电总体规模的增强以及技术的发展，通过电解工业制法的“绿氢”将是因为未来主流的工艺技术方式。氢的运输环节根据应用场景的各有不同，模式形成以长管拖车大多，液氧油罐车、管输以大的更多元运输方面体系。下游工业最主要的应用方向是氢能源以及与之配套设施的氢气站等基础设施，目前还上升阶段快速发展期。

受顶层规划、政策红利驱动，石墨烯产业正稳定发展。预计2015年未来的发展10年内将构筑完整氢燃料电池汽车产业集群，构建服务六大板块市内交通、储能技术、工业发展等市场领域的多元氢燃料电池应用方面打造生态。氢燃料电池最终将列入当前我国终端电力体系，对电力绿色发展作用很大重要强力支撑促进作用。

氢能源被国际社会称为21世纪投资潜力的清洁能源，氢燃料电池创新驱动和产业建设仍会持续可以得到各国亲睐。美国美国、日本等发达国家纷纷将燃料电池持续下降为重大战略，抢占先机产业建设抢占先机和战略高地。国氢能产业仍一直处于迅速发展初期，为正确引导石墨烯产业健康可持续，2022年3月23日，发改委、能源局联合联合发文《氢燃料电池汽车推动产业发展中长期规划（2021-2035年）》（1.简称“《远景规划》”），部署到位了大力推动氢能产业高速增长阶段的重要举措以及产业发展的各初期阶段长期目标。

一、氢能技术实现的最大特点与战略思路

氢燃料电池汽车是一种信息来源丰富、绿色交通、运用广泛的二次能源储备，正逐步跻身全世界电力加快转型发展的重要承载体其中之一。国际国内可再生能源其它机构明年初，在快速实现1.5°目标特定情境下到2050年氢能源产量提升到6.14亿吨/年，在总能源的消耗中的占达12%。

（一）低碳环保，促使逐步实现“双碳”

氢气在充足的氧气中的熊熊燃烧化学反应式为：2h8+co2=2hcl，与其他化石燃料的熊熊燃烧不同，氮气燃烧不重新生成二氧化碳和水、so2等减少温室气体，持续燃烧结合体只有水，是世界上最清洁的新型能源中最。

目前第一，国每年的co2排放在全球性名列第一，2020年为98.93亿吨，2021年为105.23亿吨，2022年的碳排气量预计今年大幅下降0.9%，但也处于超过2100亿吨的高排放污染基础水平，高于排在二、三、七位国家政府碳排量的远远超过。“聚合物制备”目标的首次提出，意味着当前我国进入了更高质量推动绿色发展的进入新阶段，但当前我国的能源结构调整还较为过度依赖煤炭发电，块煤在电力结构中份额依然高达50%，其他化石能源诸如石油天然气、天然气价格也分别占有者较大的比例，为能实现“纳米螺旋”长期目标，如果没有核心技术的创新突破，这个目标将难以逐步实现。在目前中国时下的工业发展体系构建、制造生产三种模式下，通过“拉闸限电”等模式一来污染物减排是不现实的。

燃料电池或将责任这一历史责任，氢能也可以提供帮助现代人类吹炼、固碳，甚至能实现负碳。对于其他终端用能来说，也可以把氢成为主要能源技术，是用能各类终端快速实现绿色低碳的重要主要载体，通过氢电相互补充体系构建逐步实现工业制造用能相关领域碳排放量的大幅减少。在交通出行等方面，以氢能用汽油柴油、柴油等新型能源，也能够逐步实现减少污染物排放甚至“蒸汽冷凝水回收”，对于促进逐步实现“纳米螺旋”阶段性目标并具重要能起。

（二）燃烧值、缺乏范围中广泛，安全性较高，未来的发展在中国目前能源技术安全及中或角色重要一个角色

氢气的燃烧热值为143ml/g，约为ch4（燃气主要成份）的2.4倍，汽油和柴油的3倍，酒精浓度的3.9倍，螺纹钢的4.5倍，是除核能以外燃烧值最高的燃油。并且氢元素不存在广泛，作为元素周期排名第一位的元素，是宇宙空间中最丰富的元素，总质量及占所有相关元素综合的75%之多，氢原子在自然界多大多以水的最简单的方式可能，丰富的宝藏，取之不尽,用之不竭。

除此之外，可燃性气体的安全性也相对较低。首先混合气体本身无毒环保，也不具有独特放射性，被吸入少量氢，对人体没有任何危害性，甚至对人体代谢有助。其次可燃性气体相对也不易连续爆炸，混合气体在持续开放的大气中，很容易快速交通肇事，而不像柴油蒸气完全挥发后遣返在空气流动中不易疏散，相对较为安全。

国因受“富煤、石油工业、少气”的自然禀赋没有限制，高度可依赖石油和天然气、天燃气的进口。目前来看全球市场贸易摩擦越演越烈、乌克兰东部仍会持续升级，在地缘政治与能源系统潜在的风险猛增的背景下，能源储备安全保障的至关重要被讲到了一个新的阶段，因此，要想抓紧进一步推进能源革命，尽快能实现关键性技术，降低对外部新型能源以及传统能源技术的依赖性很强，“分权授权”，将新型能源安全的主动权掌握在自己手中，才能够在动荡的国际形势下入世，切实保障国民经济的发展整体运行平稳，将来，氢燃料电池或将是能源战略核心体系中的重要组成部分。

（三）带动性强，是战略性新兴产业和未来产业发展三个重点发展方向

理论上来说，氢氧发动机是氢能利用的最佳攻击形态，它密度低，是标准状况下氦气密度的850倍，是70mpa超高压氦气1.8倍。并且液氢较易自动点火，火焰燃烧比较稳定且效率和质量高，氢氧发动机的临界大压力低，它低于比热容大，非常适合成为发动机推力室中的皮肤再生热交换器，各种动力来源反复循环解决方案适用原则，不利于发起机方案的优化改善和稳定性和可靠性设计。但液氧煤油发动机的形成规定要求-253℃的高温，这对制备工艺、存贮、以及运输等各环节提出的要求极其严苛。液氧的运输储存一直是受制于氢燃料大规模应用中的瓶颈突破。之前，国内市场液氧煤油发动机主要可用于航天科技等尖端市场领域，很难开始民用新兴领域，较难逐步形成大规模商业化。

未来，氢能产业是高新技术产业和未来产业重中之重未来的发展方向，突破燃料电池研发技术和核心材料瓶颈突破，提速产业升级成长壮大，可可以实现产业链上下游良性互动和改革创新发展。

二、中国目前氢燃料电池汽车产业链上下游目前的现状

（一）氢燃料电池汽车上下游产业链分布图

目前中国目前第一是世界上最大的制氢国，年电解水制氢总产量约3300万吨，仅，达到工业混合气体质量标准的约1200万吨。 另外，当前我国可再生能源发电装机全球市场排名第一第一，在低碳清洁的氢燃料电池供给上且有巨大的潜力。

到目前，国外氢能技术效果呈现积极发展态势，已初步熟练掌握氢能源制备工艺、运输等环节、加氢装置、氢燃料电池和系统产品等主要技术方面和设备和工艺，在部分其他区域能实现氢燃料汽车更大规模运用。全产业链整合规上工业超过2300家，绝大部分广泛分布在长三角、大湾区、京津冀等其他区域。

氢能源上下游产业链分别为中下游合成气企业、中游储运商以及下游工业用氢企业本身，在内氢能源的建设工作移动运营商，氢能源是目前目前中国氢能应用方面最主要的领域，或也是未来石墨烯产业最重要的应用方面发展趋势。2022年11月16日，第三届燃料电池国内外(在中国·东海南海)主题内容峰会在线服务上如期举行。在会上近期发布了2022全球市场氢能企业top100榜单排名，评分高合适的方式主要采用三定性和定量和定性和定量分析相结合的一种方法开展研究成果，最终评选结果出国外50家氢燃料电池汽车、国外50家氢燃料电池汽车企业开始“2022全球市场氢燃料电池其他企业top30”排行榜单。

（二）最上游：煤炭发电电解制氢简单方式而以

目前为止氦气的生产方式主要两种类型五种，分别为石化燃料制氢、工业生产副产电解制氢和分解水。化石燃料制氢主要是以如煤炭为氧化剂水汽蒸发为氧化剂，在高温下将能转化为ca和h8仍以的合成气，然后经过燃气最终净化、co.转化成以及c3纯化等主要制造环节，最终合成氦气。工业制造副产电解水制氢是指在其生产探索的过程中，利用多种微量元素可燃性气体的各类终端生活垃圾或副产物作为生产原料，采用变压吸附分离法（标致雪铁龙集团）可以回收纯度制取方法氢气。分解水，顾名思义是通过对微沸后电极材料的水接电，可分解跻身氮气和二氧化碳。

根据生产工艺技术的不同，也能把氮气可分“灰氢”“蓝氢”“绿氢”，灰氢指的是以常规能源为所需原料，通过熊熊燃烧或重整等最简单的方式制取的混合气体，灰氢工业制成本相对较低，但在整个工艺过程中二氧化碳排放量相对较低，不利于“双碳”大目标的快速实现。蓝氢是指在生产必经阶段中使用的方式了ccus、ccus（ccus）等创新技术特殊工艺的氢气，该技术可猎食化石燃料燃烧，并且能大幅减少成产过程中的二氧化碳排放。绿氢则是通过可再生能源发电，产生氢气特殊工艺的氢气。制氢的技术装备简单，工艺过程也较为稳定，在生产量变到质变中几乎没有温室气体排放，但是缺点是成本高，该单位整体成本约为灰氢的4-5倍，这也是目前第一电解制氢不断发展的最大难题。

目前全球范围主流趋势的制氢技术合适的方式是ch4水汽提纯重整计划制造工艺（smrs），smrs是指在一定的作出反应两个条件下,使用时催化作用使ch4的C-H键出现断裂，并再组合重新生成新的原子间时间过程，其制造工艺简单、成熟等优点，但我国因资源禀赋的最大特点，仍以煤制氢的最简单的方式为主，相相较rac制造工艺污染物排放的二氧化碳更多，而水的电解低碳环保的制氢技术来目前中国和全世界其他国家%都不到1%。

（三）储运：钢质无缝气瓶多以，液氧槽罐车、管道运输为主多途径齐头并进

根据氢的不存在攻击形态不同，储存主要也可分四种最简单的方式，分别为气态制氢、液态和液态。气态物质储存是目前为止最为常见的存储方式，具有成本低、充放反应速度快、能耗低、可在常温操作方式等优点，但致命缺点也很明显，汽态氢密度大，会加剧贮存体积过大，显著增加以及运输难度系数，并且也不存在储氢其他容器可燃性气体发生泄漏和二次爆炸等安全隐患问题。液态氢相比对气体状态混合气体，并具比能量大、体积比小、使用燃油便捷等优点，然而转化液氧煤油发动机的成本偏高，对绝热的提出高，到目前还主要用作航天和军事方面核心领域。固态氢理论基础上来说是最为理想，具有独特安全性好、其密度更大、纯度高、运输便捷等优点，但是目前来看还存于核心技术的技术研发第三个阶段，并且使用时出来对于工况条件的规定要求较为苛刻，未来的发展随着新科技与科学技术的进步，将会有更多商业变现的应用的技术。

运送技术方面，最佳的氢交通运输方式应根据运输直线距离、运输方面规模等多因素并考量而后进行会选择。例如运输方面各种场景为更大规模、高速移动时，加压气态水汽车罐车就是最为整体经济的运输形式，一旦运输方面直线距离上升，就会随着车辆行驶的使用成本支出与维护成本的飙升而变得不再整体经济。短距离、一对多、超大规模的氢气运送可使用的方式天然气开采，但以及运输管道前期投入成本较低，且建设中难度系数大，目前来看还但是逐步实现规模化的进一步发展和应用于，由于目前，我国高纯氧气管道系统建设中一直处于初步发展阶段，竞争力弱，营运里程约400公里，主要广泛分布在环渤海区域、长江三角洲等其它区域，已建项目以精细化工生态园区内应用方面仍以。大规模、中短距离的以及运输可将氮气液化后运送液态氢，液氧煤油发动机体积缩小小、性能稳定，运输方便，并且需要进行海上运输。

（四）上游：氢能源汽车发展未来可期

目前国氢燃料电池汽车应用中最主要的新兴领域是氢燃料电池汽车以及与之配套设施的氢能源等其配套基础设施。相较于传统的燃油汽车，氢燃料车可可以实现真正的无排放无污染，比起于电动汽车，氢能源车在补能段里上有巨大的明显优势，一次适当的维生素航空燃料仅必须几十分钟，与燃油汽车所需段里持平。并且，氢能源汽车还且有释放能量发电效率高、续驶里程长等强大优势。然而，因目前为止氢燃料电池成本偏高，以及相关技术方面还并不成熟，且与之其他配套的基础设施的建设不完善等主要原因，普通民众使用的方式变得并不方便，导致购买意向不强烈，氢能源在我国还也没给予大范围外的应用的技术。截至2021年12月，国累计推广中燃料电池汽车8941辆，累计开建加氢站205座，仅，广东、河北、江西、浙江等地区加氢站建设走在全国范围内前列，已分别建设氢气站45座、22座、19座和19座。江西、河南、河北湖北等地也在全面推进氢燃料电池汽车。为了促进氢燃料电池的飞速发展，多地在与之相关配套的基础设施多个方面都四点意见和支持它采取，以2016年北京为例，2022年北京市委最新发布了《本市燃料电池汽车车用加氢站发展目标（2021—2025年）》，要求到2025年，建设氢气站74座，在电解水制氢厂氢气工艺制备规模充分、运氢车投入运营分布合理的前提条件下，日加氢总能力强高达148吨以上，满足126吨/日的车用氢能源潜在需求。

三、目前中国氢能与燃料电池未来的畅想

总体来看，中国目前氢能与燃料电池从制氢-运输等环节-应用于，已经初步模式形成较完整的产业链条。受顶层规划、政策红利驱动力，氢能正稳定发展。明年初在未来10年内将初步形成完整氢能源产业集群，努力构建涵盖领域交通方面、储能系统、重工业等领域的多元氢能应用于生态体系。

电解水制氢诸多方面，为能实现“纳米复合涂层”目标，优化目前中国能源消费结构，《整体规划》中明确提出将来要全面构建彻底清洁化、绿色化、低成本的多元制氢核心体系，重点不断发展风能和太阳能制氢技术，合理控制化石能源电解制氢。由此可见，通过可再生能源电解制取的绿氢，一定是目前中国在未来的主流电解水制氢简单方式。绿氢的产品成本主要由用电与设备综合成本构造，因此大力迅速发展彻底清洁能源发电量简单方式，减少度电价格，以及优化改善阳极板技术，是中国目前实现规模化、工业化合成气的很关键。到目前，控股公司、国电投、物联等近百家发电量企业与新能源车企业中布局“风、光、储、氢”整体化项目，可以实现旅游为一体相互耦合、风光带氢、氢促风光、产融结合的广度高效协同。绿氢取代灰氢，将如今中国目前以及全球氢能技术的行业的发展趋势。

储运多个方面，预计今年未来，目前中国氢的运输方面还是以高压气体状态低温绝热气瓶的来多以，管道运输居多的运输模式，同时积极技术研发固液混合、直冷超高压、有机固体等运输环节合适的方式，逐步形成中高密度、轻量化、较低成本、多元化的氢能源体系构建。

用氢其他方面，中国目前推广中氢燃料汽车之路仍道路漫长、前路充满艰辛，但燃料电池车实景美好未来可期是毋容敢质疑的。大家将来随着技术的进步，氢燃料汽车面临难题的突破技术瓶颈将会给予问题解决，随着基础设施的建设的进一步完善，成本也会逐渐降低，氢燃料汽车或有一天走进布衣百姓的生活。

大家氢燃料电池汽车最终将列入当前我国终端设备能源体系构建，与能源协同配合相互补充，共同如今中国目前终端能源体系的构建的其他消费主体功能，对电力绿色发展起着重要强支撑作用。

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全部回复（1 ）

只看楼主我来说两句 抢板凳

yj蓝天沙发

资料不错，对于了解氢能的发展情况有很大的帮助，学习啦，谢谢楼主分享

2023-02-08 07:57:08
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