2023中国氢能产业-氢应用环节深度研究报告-云点道林-76页

2023中国氢能产业-氢应用环节深度研究报告2023 Research Report on China Hydrogen Energy Industry - Application©2023.8 Sixsigma Research「云点道林 Sixsigma Research」为精品投资银行「云道资本」下属研究机构以专业的数据信息、敏锐的市场洞察和创造灼见的研究咨询服务赋能中国创业企业、产业氢能源 | 用氢发展与挑战并存，长期目标实现自主可控一、燃料电池的发展（一）燃料电池在产业链中的定位（二）燃料电池的国内市场空间（三）政策引领发展二、燃料电池的国产化进程（一）燃料电池的进入壁垒（二）燃料电池的核心组件一、氢能应用预览一、加氢站行业概况（一）加氢站的组成和市场规模（二）产业链图谱二、储氢瓶用碳纤维缠绕材料（一）氢瓶市场现状（二）氢瓶生产工艺（三）氢瓶成本构成及降本路径三、氢瓶市场竞争格局（一）国内储氢瓶主流厂家（二）氢瓶用碳纤维市场规模氢能源 | 用氢发展与挑战并存，长期目标实现自主可控一、氢内燃机（一）氢内燃机的技术架构（二）国内外开发史（三）氢内燃机和燃料电池对比（四）氢内燃机的应用领域（五）氢内燃机的商业化一、燃气轮机概述（一）原理（二）结构（三）国产化进程（四）国外技术发展二、燃氢燃气轮机的优点三、氢能电厂的产业基础（一）制氢（二）氢储运（三）目前短板一、灰氢（一）国内氢气的主要来源二、绿氢（一）绿氢绿电与工业耦合（二）制约绿氢进入工业领域的瓶颈（三）绿氢脱碳的主要结论氢能源 | 用氢发展与挑战并存，长期目标实现自主可控四、氢气燃烧面临的挑战（一）前沿技术（二）氢气燃烧面临的挑战五、针对现有燃气轮机的改造六、国际上燃氢燃气轮机的技术进展（一）通用电气（二）华天航空动力（三）国电投（四）日本氢燃气轮机项目三、发电机纽性能比较（一）性能参数（二）余热特性（三）燃气进气压力四、分布系统的经济性一、燃气分布式能源概述二、分布系统的配置©2023.8 Sixsigma Researchwww.6sigmacapital.com建筑领域 4%用氢概述—应用场景广泛，中长期将为各行业脱碳提供重要路径氢能应用预览—目前工业和交通为主要应用领域，发电领域潜力巨大《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》指出，“2035年形成氢能产业体系，构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态”。氢能源将为各行业实现脱碳提供重要路径。目前氢能的成本较高，使用范围较窄，氢能应用处于起步阶段。氢能源主要应用在工业领域和交通领域中，在建筑、发电和发热等领域仍然处于探索阶段。根据中国氢能联盟预测，到2060年工业领域和交通领域氢气使用量分别占比60%和31%，电力领域和建筑领域占比分别为5%和4%工业领域 60%交通领域 31%电力领域 5%中国2060年氢气需求结构预测工业是当前脱碳难度较大的应用部门，化石能源不仅是工业燃料，还是重要的工业原料。工业燃料通过电气化可实现部分脱碳，但是工业原料直接电气化的空间有限。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到7794万吨，接近交通领域的两倍交通领域是目前氢能应用相对比较成熟的领域。从专利申请看，2021年交通领域的氢能技术应用专利申请15639件，占氢能下游技术应用的71%。交通领域的应用包括汽车、航空和海运等，目前氢燃料电池汽车是交通领域的主要应用场景，往后氢内燃机有望在重卡、船舶、航空等领域取得独特优势纯氢气、氢气与天然气的混合可以为燃气轮机提供动力，从而实现发电行业的脱碳。氢能发电有两种方式。一种是将氢能用于燃气轮机，经过吸气、压缩、燃烧、排气过程，带动 电机产生电流输出，即“氢能发电机”；一种是利用电解水的逆反应，氢气与氧气(或 空气)发生电化学反应生成水并释放出电能，即“燃料电池技术”早期氢气在建筑中的使用将主要是混合形式。氢气与天然气混合，按体积计算的比例可以达到20%，而无需改造现有设备或管道，随着氢气成本的下降，北美、欧洲和中国等拥有天然气基础设施和有机会获得低成本氢气 的地区，有望逐渐在建筑的供热、供暖中使用氢气©2023.8 Sixsigma Researchwww.6sigmacapital.com用氢概述—应用场景广泛，中长期将为各行业脱碳提供重要路径氢能应用预览—加氢站作为服务氢能交通商业化应用的中枢环节，为重要的基础设施我国高度重视加氢站的建设并积极发布相关政策规划助推加氢站的建设与布局，2014年国家首次发布针对加氢站的补贴政策，2019年推动加氢设施建设正式写入政府工作报告，2020年财政部出台有关开展燃料电池汽车示范应用的政策，将“运营至少2座加氢站且单站日加氢能力不低于500公斤”作为示范城市群申报的基础条件。截至2022年末我国已建成加氢站共310座，居全球第一，并呈现出区域集中性的特点91631611182183100501001502002503003504002016201720182019202020212022中国已建成加氢站数量（座）目前设备制造的发展方向主要是加速压缩机的国产化进程，材料端则重点关注III & IV型储氢瓶的生产技术及碳纤维制备工艺•具备长期发展潜力的储氢瓶为III型和IV型，适合应用与氢燃料车等移动场景；IV 型瓶瓶壁厚度略薄于III型瓶，储气压力则与其一致，主要包括35MPa和70MPa两种规格型号 •氢瓶成本构成中碳纤维复合材料占比超 60%，国内储氢瓶所用原材料主要为T700 以上小丝束碳纤维；25 年我国氢燃料车保有量将达到11.2万辆， 对应22-25 年碳纤维用量将超过 5 万吨加氢站是指将不同来源的氢气通过压缩机增压储存在站内的高压罐中，再通过加气机为氢燃料电池汽车加注氢气，主要由储氢系统、压缩系统和加注系统组成©2023.8 Sixsigma Researchwww.6sigmacapital.com燃料电池—位于氢能产业链中游，是现阶段氢能利用的主流技术之一双碳战略催生燃料电池行业的持续性机会，2023-2025年进入产业规模化发展时期制氢储氢输氢加氢电堆辅助系统电堆热电联供掺氢天然气燃烧加氢处理加氢裂化海运道路交通氨共燃发电燃气轮机发电大规模长周期储能航空备用和离网电源工业车辆轨道交通油砂提纯DRI甲醇合成氨建筑领域交通运输领域发电领域工业领域炼油行业化工行业钢铁行业氢燃料电池通过电化学反应将燃料和氧气的化学能转化为电能，氢燃料电池能量转化效率高（通常在40%-60%范围内），热电联供应用情景下可达80%。同时反应产物仅为水，根本上消除了温室气体的排放。技术的成熟带动以燃料电池为核心的氢燃料电池汽车、叉车、船舶、轨道交通，热电联供、分布式发电、辅助电源的应用燃料电池发电系统©2023.8 Sixsigma Researchwww.6sigmacapital.com燃料电池—位于氢能产业链中游，是现阶段氢能利用的主流技术之一双碳战略催生燃料电池行业的持续性机会，2023-2025年进入产业规模化发展时期燃料电池类型电解液运行温度（°C）催化剂主要优势主要劣势应用领域AFC碱性电解液90-100镍/银启动快、工作温度低需要纯氧作为催化