【專題 | 「可再生能源」可再生資源行業(yè)分析_可再生資源裝機(jī)容量_發(fā)電占比】

摘要：近年來,隨著人們可持續(xù)發(fā)展思想的確立、油氣資源的不可再生性以及氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)進(jìn)步，共同推動(dòng)了氫能產(chǎn)業(yè)的整體高速發(fā)展，而其下游燃料電池及汽車的應(yīng)用，從制氫規(guī)模和氫氣純度上又提出了更高的要求。本文介紹了氫能產(chǎn)業(yè)鏈、制氫路線及國內(nèi)氫氣市場情況，并依據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》對未來氫氣供需做了簡要分析。

根據(jù)國際氫能委員會(huì)(The Hydrogen Council)預(yù)測，全球?qū)?030年年開始大規(guī)模利用氫能，2040年氫能將占全球終端能源總消費(fèi)量的18%。而全球油氣巨頭如殼牌、法國液化空氣集團(tuán)、梅塞爾等公司預(yù)測,2018～2021年全球氫氣需求量年均增長率為3.5%～6%,2020～2050年為23%～35%。氫能已成為全球關(guān)注的新能源發(fā)展熱點(diǎn),眾多能源、汽車、金融公司逐漸向氫能業(yè)務(wù)滲透,多產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的新格局初現(xiàn)端倪。

向下產(chǎn)業(yè)鏈較長，燃料電池汽車應(yīng)用對制氫要求較高

氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，上游為氫氣的制備，主要技術(shù)方式包括傳統(tǒng)能源煤、石油、天然氣的化石原料制氫法、氯堿工業(yè)等化工原料制氫法、工業(yè)尾氣制氫法、電解水制氫法以及其他制氫技術(shù);中游為儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，氫能的主要儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)包括高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)、儲(chǔ)氫材料等;下游為氫能的應(yīng)用，涉及到能源的多個(gè)方面，除了在傳統(tǒng)石化工業(yè)應(yīng)用如合成氨、甲醇、石油煉化外，還包括加氫站、燃料電池汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。

圖1 氫氣產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成

　　(資料來源：五度易鏈行業(yè)研究中心)

由于下游燃料電池汽車對氫氣純度要求在99.97%以上，且隨著燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，在氫氣產(chǎn)量和純度上都提出了新的要求。

國內(nèi)制氫需依托煤炭資源向可再生能源制氫過渡

傳統(tǒng)的制氫方式分為煤炭、天然氣為主的化石能源重整制氫，電解水制氫，以焦慮煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫。而可再生制氫如生物質(zhì)直接制氫和太陽能光催化分解水制氫等產(chǎn)業(yè)化技術(shù)尚不成熟，處于開發(fā)階段，目前氫氣產(chǎn)量中，97%是由化石能源制得。

國內(nèi)近期依靠依靠工業(yè)副產(chǎn)提純。由于國內(nèi)天然氣較為匱乏，形成了制氫的獨(dú)特格局，氫氣來源以氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫和焦?fàn)t煤氣制氫為主，輔以甲醇及合成氨工業(yè)、丙烷脫氫項(xiàng)目合成氣，為工業(yè)副產(chǎn)提純制氫提供了大量的原料，且提純成本也較低。

　　表1 國內(nèi)工業(yè)副產(chǎn)提純制氫來源

　　(資料來源：《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》)

中期以煤制路線為主。由于2018年國內(nèi)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，國內(nèi)煤炭占總量的66%、石油占19.1%、天然氣僅占5.9%，石油和天然氣對外依存度較高，因此化石路線中，我國更加適合煤炭制取路線，在華北、西部等煤炭資源相對豐富的地區(qū)，布局大中型規(guī)模制氫裝置。

遠(yuǎn)期期待可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)化。電解水制氫是較為成熟的制氫方式，且綠色環(huán)保、氫氣純度較高。但生產(chǎn)成本受電價(jià)影響較大，由風(fēng)電、水電等新能源制取時(shí)理論成本較低，而以火電為主制取時(shí)成本較高，又由于新能源等可再生能源產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)發(fā)展有限，限制了電解水制氫成本的降低，未來待產(chǎn)業(yè)成熟后，電解水制氫產(chǎn)業(yè)化可期。

氫氣供需基本持平，未來可再生能源制氫占比66%以上

根據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，2018年國內(nèi)氫氣產(chǎn)量約為2100萬噸，換算熱值占終端能源總量的2.7%，而當(dāng)年的氫氣需求量約為2200萬噸，供不應(yīng)求。預(yù)計(jì)2030年國內(nèi)氫氣年均需求將達(dá)到3500萬噸;到2050年，國內(nèi)氫氣年均需求將達(dá)到6000萬噸，換算熱值占終端能源總量的份額達(dá)到10%。

圖2 中國氫氣需求預(yù)測

　　(資料來源：中國氫能聯(lián)盟、廣發(fā)證券)

隨著中國能源結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)化石能源為主轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的多元格局，成熟的可再生能源電解制氫技術(shù)將成為主流，配合煤制氫、生物制氫等多種技術(shù)，氫能供給將實(shí)現(xiàn)千萬噸級，以滿足氫能市場需求。預(yù)計(jì)2030年可再生能源電解制氫規(guī)模將達(dá)到1800萬噸，2050年將達(dá)到4000萬噸，占總氫氣總量的66.66%，成為占比最高的制氫方式。

未來交通領(lǐng)域是氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力

2018年，國內(nèi)氫氣在合成氨、合成甲醇和石油煉化等工業(yè)領(lǐng)域上的應(yīng)用占99%以上，在交通領(lǐng)域僅占不到1%，而根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，2050年，氫能在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的消耗量將大大提升，預(yù)計(jì)占比為41%。因此，未來交通領(lǐng)域氫氣消耗的增長是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。

　　圖3 2018年和2050年氫氣應(yīng)用領(lǐng)域份額對比

　　(資料來源：中國氫能聯(lián)盟、五度易鏈行業(yè)研究中心)

小結(jié)

燃料電池及汽車的應(yīng)用，從制氫規(guī)模和氫氣純度上又提出了更高的要求。氫氣向下產(chǎn)業(yè)鏈較長，燃料電池汽車應(yīng)用對制氫要求較高;國內(nèi)制氫需依托煤炭資源向可再生能源制氫過渡;目前氫氣供需基本持平，未來可再生能源制氫占比66%以上;未來交通領(lǐng)域是氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力。