氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南 2023年我國電解水制氫設(shè)備出貨量

• 黃江 2023年8月15日 來源：東方財富 882 54
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為后續(xù)出臺進一步的細化政策提供了指引。這是國家層面首個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南。業(yè)內(nèi)人士紛紛認(rèn)為，在政策面的支持下，氫能有望實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

氫能能量密度高，而且能夠真正實現(xiàn)理論意義上的零碳排放，順應(yīng)了“雙碳”背景下的大潮流。作為制約行業(yè)發(fā)展的因素之一，氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步確定，還是有望迎來進一步向上發(fā)展的拐點。

氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南

近日國家六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》，為后續(xù)出臺進一步的細化政策提供了指引。這是國家層面首個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南。業(yè)內(nèi)人士紛紛認(rèn)為，在政策面的支持下，氫能有望實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化。

透過該項指南可以清晰看出氫能產(chǎn)業(yè)鏈體系，文件系統(tǒng)構(gòu)建了氫能制、儲、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋基礎(chǔ)與安全、氫制備、氫儲存和輸運、氫加注、氫能應(yīng)用五個子體系。

在氫儲存和輸運方面，主要包括氫氣壓縮、氫液化、氫氣與天然氣摻混、固態(tài)儲氫材料等氫儲運基本要求，容器、氣瓶、管道等氫儲運設(shè)備以及氫儲存輸運系統(tǒng)等方面的標(biāo)準(zhǔn)，推動安全、高效氫儲運相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂;在氫加注方面，主要包括加氫站設(shè)備、系統(tǒng)和運行與安全管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)，推動加氫站安全、可靠、高效發(fā)展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂;在氫能應(yīng)用方面，主要包括燃料電池、氫內(nèi)燃機、氫氣鍋爐、氫燃氣輪機等氫能轉(zhuǎn)換利用設(shè)備與零部件以及交通、儲能、發(fā)電核工業(yè)領(lǐng)域氫能應(yīng)用等方面的標(biāo)準(zhǔn)，推動氫能相關(guān)新技術(shù)、新工藝、新方法、安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂。

氫能源受到如此高度的關(guān)注，自然有其優(yōu)勢。氫能能量密度高，而且能夠真正實現(xiàn)理論意義上的零碳排放，順應(yīng)了“雙碳”背景下的大潮流。氫元素是宇宙中含量最多的元素，氫能儲量豐富。損耗少、形態(tài)多變、利用率高等也是氫能源具備的不可忽視的優(yōu)勢。但是，氫氣的密度很低，如何安全壓縮氫氣是一大問題;氫氣過于活躍很難保證穩(wěn)定;目前的氫氣多是“灰氫”，這是以二氧化碳排放為代價的，與綠色能源概念相悖。此外，成本過高的弊端也是不少企業(yè)最終放棄布局的一大原因。作為制約行業(yè)發(fā)展的因素之一，氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步確定，還是有望迎來進一步向上發(fā)展的拐點。

據(jù)介紹，電解水制氫(綠氫)有4種路徑，中國在堿性電解槽技術(shù)上處于世界領(lǐng)先水平，這方面布局的企業(yè)眾多，三桶油等國家隊均下場。

國內(nèi)30家電解水制氫公司競爭

“我國也具備實現(xiàn)大規(guī)模堿性電解水制氫的能力?！庇醒?廣東)新材料技術(shù)研究院劉慶林博士對新京智庫說。截至目前，我國已經(jīng)有多家企業(yè)成功研發(fā)了大規(guī)模(≥1500Nm3/h)、低能耗(≤4.4kWh/Nm3)的堿性電解水制氫系統(tǒng)。

《2022中國電解水制氫產(chǎn)業(yè)藍皮書》顯示，我國目前有西安隆基氫能科技有限公司、中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司、考克利爾競立(蘇州)氫能科技有限公司和陽光氫能科技有限公司等30家堿性電解水制氫設(shè)備供應(yīng)公司，總產(chǎn)能11GW。

堿性電解水制氫是一項古老的技術(shù)。公開資料顯示，1789年，荷蘭科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電解水現(xiàn)象。1888年，俄國物理學(xué)家將堿性電解水過程成功運用到工業(yè)生產(chǎn)中。20世紀(jì)中葉，堿水電解已基本實現(xiàn)工業(yè)化。

制取“綠氫”有光催化、電催化和熱催化裂解水制氫三種方式。其中效率最高、最環(huán)保的就是利用可再生能源發(fā)電耦合電解水制氫。目前市場上的電解水制氫技術(shù)可分為四類，即堿性電解水制氫、質(zhì)子交換膜電解水制氫、陰離子交換膜電解水制氫以及固體氧化物電解水制氫。其中，前兩種技術(shù)已得到商業(yè)化，后兩種技術(shù)還處于實驗室研發(fā)階段或示范階段。

公開數(shù)據(jù)顯示，2022年我國電解水制氫設(shè)備出貨量為776MW(兆瓦)，而今年一季度即超過了2022年一年的出貨水平，達835MW。多家機構(gòu)預(yù)測，2023年我國電解水制氫設(shè)備出貨量將超2GW，而全球?qū)⒃黾又?GW(IEA預(yù)測數(shù)據(jù))。

海水直接電解制氫技術(shù)發(fā)展

“綠氫”是未來能源結(jié)構(gòu)的核心。目前傳統(tǒng)的電解水制氫高度依賴純凈水，預(yù)計2050年全球每年將在氫能生產(chǎn)上消耗62.1億噸純凈水。在淡水資源匱乏的時代，制氫用水從何而來?

海水占地球總水量的97.5%，向大海要水制氫是未來理想、可持續(xù)發(fā)展的方向。然而，由于海水復(fù)雜成分引起的腐蝕性和毒化問題，海水制氫面臨著諸多挑戰(zhàn)。

當(dāng)前，海水制氫最成熟的技術(shù)路線是通過反滲透設(shè)備進行淡化處理后再電解，并在荷蘭、德國等國開展了規(guī)?；痉豆こ添椖?。但該類技術(shù)嚴(yán)重依賴大規(guī)模淡化設(shè)備，工藝流程復(fù)雜且占用大量土地資源，進一步增加了制氫成本與工程建設(shè)難度。

自20世紀(jì)70年代科學(xué)家提出海水直接電解制氫的概念以來，國內(nèi)外多家知名研究團隊圍繞催化劑工程、膜材料科學(xué)等進行了大量探索研究，旨在破解海水直接電解制氫面臨的析氯副反應(yīng)、鈣鎂沉淀、催化劑失活等難題。然而，迄今為止，未有突破性的理論與原理徹底避免海水復(fù)雜組分對電解制氫的影響，可規(guī)?；母咝Х€(wěn)定海水直接電解制氫原理與技術(shù)仍是世界空白。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》顯示：

隨著我國風(fēng)能、太陽能等可再生能源電力裝機容量的快速增加，可再生能源電力價格也在持續(xù)下降。這也有利于電解水制氫的大規(guī)模投產(chǎn)——在電解水制氫成本影響因素中，電價是最大的影響因素。

不管是可再生能源電價還是電解水制氫設(shè)備都具備了價格在下降的條件。后者的產(chǎn)能已經(jīng)遠遠超過了出貨量，而前者在國家的能源規(guī)劃中也是要進一步提高裝機量和發(fā)電量。

據(jù)國際可再生能源署2019年的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，自2010年以來，太陽能光伏發(fā)電、聚光太陽能熱發(fā)電、陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電的成本分別下降了82%、47%、39%和29%。成本的下降為可再生能源提供了新的發(fā)展契機，也為制綠氫的成本大幅下降創(chuàng)造了有利條件。

國家能源局的數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國可再生能源發(fā)電量是2.7萬億千瓦時，占全社會用電量的31.6%。而《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出，2025年時，我國可再生能源年發(fā)電量要達到約3.3萬億千瓦時，可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過50%，風(fēng)電和太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻番。2022年，我國風(fēng)電、光伏發(fā)電量是1.19萬億千瓦時。

氫的儲存主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固體儲氫三種方式。目前以氣態(tài)儲氫為主，因為氣態(tài)儲氫的技術(shù)成熟，但缺點是單位體積儲氫密度低、壓力高、安全性較低。在航天工程中成功使用了的低溫液態(tài)儲氫，具有儲氫密度高優(yōu)勢，但液氫裝置一次性投資較大，液化過程中能耗較高，儲存過程中有一定的蒸發(fā)損失等也影響了其大規(guī)模推廣應(yīng)用。

固態(tài)儲氫雖然具有儲氫密度高、儲氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)勢，其體積儲氫密度高于液氫，但該項儲氫方式投資成本較高，而且目前尚處于示范應(yīng)用階段。

《2023-2028年中國電解水制氫行業(yè)市場前瞻與未來投資戰(zhàn)略分析報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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