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一文了解氢能源上游制氢行业 运营模式“枝干”并重

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20 李明俊 • 2018-09-21 17:42:37  来源:前瞻产业研究院 E3603G2

制氢工艺路线多样

近年来,为满足氢气需求和应用增长,制氢设备生产企业及相关配套企业形势喜人,在制氢领域快速发展,煤制氢、天然气制氢、甲醇制氢、氨分解制氢、水电解制氢、氯碱厂副产氢回收利用、各行业富含氢尾气回收等制氢设备的技术水平大大提高,不仅基本实现国产化,而且大量向国外出口。

其中制取氢气的方法主要有化工原料制氢、石化资源制氢、电解水制氢等多种途径。化工原料制氢主要使用的原料是甲醇、乙醇、液氨等,具有制取氢气纯度高、反应要求低等优点;石化资源制氢主要使用石油、水煤气、天然气等资源,具有规模效应,且原料易获取;电解水制氢使用的原材料是水,具有原料可再生、可依赖的特点,如果使用清洁电力可实现全程无污染,但是过程中耗费大量电能,成本昂贵;生物质能制氢反应速度较慢,且不能满足大规模使用要求。

图表1:氢气制取方法汇总

制氢工艺路线选择上,不同地区根据资源禀赋适合不同的工艺路线。在煤炭资源丰富的地区如山西等地,因为煤价格低廉,使用煤制取氢气是较为实际的方式。同样,在风电、光伏、水电丰富的地区由于电价低,电解水可能是最经济环保的制氢方式。没有特殊资源禀赋的地区,性价比是制取氢气时的首要考虑因素。

中央制氢产量攀升

制氢工艺的不同,决定了制氢的运营路线不同。目前我国主流的制氢方法是中央制氢,其运营模式是在城市周边地区建设大规模氢气生产厂,然后通过运氢车将氢气运输到城市中的加氢站,再由加氢站出售给消费者。

图表2:中央制氢运营模式

经过十余年的长足发展,我国氢气年产量已逾千万吨规模,位居世界第一大产氢国,2012年,我国氢气产量约为1600万吨,2017年达到1915万吨,年均增长率约为3.66%。

图表3:2012-2017年中国氢气产量(单位:万吨)

分布式制氢前景广阔

与中央制氢相对应的是分布式制氢,其工艺路线主要为电解水制氢,城市中的加氢站在站内装有氢气发生器,实现氢气生产、压缩、储存、出售一体化,或者在应用端直接安装氢气发生器,实现应用端自产自供氢气。虽然电解水制氢耗费大量电能,不过我国结合我国分布式能源并网装机与弃风、弃水电量情况,可以发现分布式制氢运营模式前景广阔。

在分布式光伏领域,2017年分布式光伏新增装机19.44GW,同比增加15.21GW,增幅高达3.7倍,占总新增装机的比重为36.64%,较2016年提升24.39个百分点,并刷新创历史新高。

图表4:2013-2017年中国分布式光伏新增装机容量(单位:GW)

在分散式风电领域,随着越来越多民营资本涌入风电开发领域,具有投资规模小、建设周期短,收益稳定等特点的分散式风电对民间投资将具有很大的吸引力。

除此之外,我国弃风、弃水电量一直居高不下,电解水制氢是缓解弃风、弃水困境的解决办法之一。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《2018-2023年中国氢能源行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

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