一文读懂氢能产业

一文读懂氢能产业 | 氢能产业链梳理0© 2022 毕马威华振会计师事务所（特殊普通合伙）—中国合伙制会计师事务所、毕马威企业咨询（中国）有限公司 —中国有限责任公司、毕马威会计师事务所—澳门合伙制事务所及毕马威会计师事务所 —香港合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司—毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。2022年9月kpmg.com/cn一文读懂氢能产业仅供内部参考，请勿外传© 2022 毕马威华振会计师事务所（特殊普通合伙）—中国合伙制会计师事务所、毕马威企业咨询（中国）有限公司 —中国有限责任公司、毕马威会计师事务所—澳门合伙制事务所及毕马威会计师事务所 —香港合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司—毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。摘要能源是国民经济的命脉。随着工业化和城镇化进程的不断提升，我国已成为全球能源消费大国。与此同时，我国能源对外依存度高、结构有待优化、碳排放量大等问题也不断显现，可持续发展、能源转型、能源安全等成为我国重点发展领域。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，以实现“双碳”目标为总体方向，明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体，也是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向。氢能作为高效低碳的能源载体，绿色清洁的工业原料，在交通、工业、建筑、电力等多领域拥有丰富的落地场景，未来有望获得快速发展。本报告从氢能的特点和主要类型入手，对氢能产业链、各国发展策略、我国氢能产业政策、氢能产业投融资等进行了详细的梳理，并对氢能未来发展趋势进行了展望。主要发现包括：市场规模从全球角度来看，当前氢能产量约7,000万吨左右，且主要为化石能源制氢。随着全球低碳转型进程的加快，氢能特别是清洁氢能将得到迅速发展。根据国际主要能源机构的预测，到2050年，氢能产量将达到5-8亿吨区间，且基本为以蓝氢和绿氢为代表的清洁氢能。从占比角度来看，氢能有望从目前仅约0.1%全球能源占比上升到2050年12%以上的占比。自2020年“双碳”目标提出后，我国氢能产业热度攀升，发展进入快车道。2021年中国年制氢产量约3,300万吨，同比增长32%，成为目前世界上最大的制氢国。中国氢能产业联盟预计到2030年碳达峰期间，我国氢气的年需求量将达到约4,000万吨，在终端能源消费中占比约为5%, 其中可再生氢供给可达约770万吨。到2060年碳中和的情境下，氢气的年需求量有望增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中的占比约为20%，其中70%为可再生能源制氢。氢能产业链氢能产业链主要包括上游制氢，中游氢储运、加氢站，以及下游多元化的应用场景。目前来看，其主要应用场景分布于交通业、工业、发电以及建筑领域。制氢：电解水制氢是最有发展潜力的绿色氢能生产方式，特别是利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气来源方案中碳排放最低的工艺，与全球低碳减排的能源发展趋势最为吻合。目前电解水制氢 主要 有3种技术 路线： 碱性 电解（AWE） 、质子 交换膜 （PEM）电 解和固 体氧 化物（SOEC）电解。其中碱性电解水制氢技术相对最为成熟、成本最低，更具经济性，已被大规模应用。PEM电解水制氢技术已实现小规模应用，且适应可再生能源发电的波动性，效率较高，发展前景好。固体氧化物电解水制氢目前以技术研究为主，尚未实现商业化。仅供内部参考，请勿外传© 2022 毕马威华振会计师事务所（特殊普通合伙）—中国合伙制会计师事务所、毕马威企业咨询（中国）有限公司 —中国有限责任公司、毕马威会计师事务所—澳门合伙制事务所及毕马威会计师事务所 —香港合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司—毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。储能和运输：高压气态储氢、低温液态储氢已进入商业应用阶段，而有机液态储氢、固体材料储氢尚处于技术研发阶段。其中，气态储氢是目前发展相对成熟、应用较广泛的储氢技术，但该方式仍然在储氢密度和安全性能方面存在瓶颈。长管拖车为主的气态运输，是当前较为成熟的运输方式。加氢站：从规模来看，2021年中国新建100座加氢站，累计建成数量达218座，位居世界首位。2022上半年国家进一步统筹推进加氢网络建设，全国已建成加氢站超270座。从区域分布来看，当前我国加氢站可实现除西藏、青海、甘肃外的省份全覆盖，同时又具有一定的区域集中性特征，位列前4的省份依次为广东省、山东省、江苏省和浙江省。应用场景：目前工业和交通为主要应用领域，建筑、发电等领域仍然处于探索阶段。据预测，到2060年工业领域和交通领域氢气使用量分别占比60%和31%，发电领域和建筑领域占比分别为5%和4%。交通领域：燃料电池汽车是交通领域主要应用场景，未来有望实现高速增长。2020年由于受到疫情等因素影响，我国燃料电池汽车产销量出现下降，但2021年燃料电池汽车产量和销量分别同比增加35%和49%；今年以来燃料电池汽车产销量进一步增加，上半年燃料电池汽车产量1,804辆，已经超过去年全年。我国《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》显示，计划到2025年我国燃料电池车辆保有量达到5万辆。据此计算，未来几年我国燃料电池汽车保有量的年均增长率将超过50%。燃料电池汽车主要包括燃料电池系统、车载储氢系统、整车控制系统等。其中，燃料电池系统是核心，成本有望随着技术进步和规模扩大而下降。燃料电池汽车适合重型和长途运输，在行驶里程要求高、载重量大的市场中更具竞争力。工业领域：氢不仅作为工业燃料，也可以作为工业原料帮助工业减碳发展。在氢冶金、合成燃料、工业燃料等的带动下，2060年工业部门氢需求量将达到7,794万吨，接近交通领域的两倍。例如，在钢铁领域，2020年国内钢铁行业碳排放总量约18亿吨，占全国碳排放总量的15%左右。按照2030年减碳30% 目标，需减排5.4亿吨，面临巨大挑战。氢冶金是钢铁行业实现“双碳”目标的革命性技术，绿氢有望逐渐成为化工生产常规原料。就化工行业而言，氢气是合成氨、合成甲醇、石油精炼和煤化工行业中的重要原料。目前，工业用氢主要依赖化石能源制取。随着可再生能源发电价格持续下降，到2030年国内部分地区有望实现绿氢平价，绿氢将进入工业领域，逐渐成为化工生产常规原料。仅供内部参考，请勿外传© 2022 毕马威华振会计师事务所（特殊普通合伙）—中国合伙制会计师事务所、毕马威企业咨询（中国）有限公司 —中国有限责任公司、毕马威会计师事务所—澳门合伙制事务所及毕马威会计师事务所 —香港合伙制事务所，均是与英国私营担保有限公司—毕马威国际有限公司相关联的独立成员所全球性组织中的成员。版权所有，不得转载。发电领域：氢能发电主要有两种方式。一种是将氢能用于燃气轮机，带动电机产生电流输出，即“氢能发电机”。氢能发电及可以被整合到电网电力输送线路中，以此实现电能的合理化应用，减少资源浪费。另一种是利用电解水的逆反应，氢气与氧气（或空气）发生电化