氢能源行业政策、制取路径及产量分析

最佳答案 匿名用户编辑于2024/06/17 14:33

政策持续催化,绿氢发展进入加速阶段。

1. 海内外政策加持,绿氢供给提升

国内: 2024 年中国政府工作报告中,氢能作为新兴能源被首次提及。报告指出,要加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展。在此之前,2022 年 3 月发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》明确了氢能在中国未来能源结构中的战略性定位,制定了中国氢能产业阶段性的发展目标,并提出了氢能丰富的应用场景,是我国首个氢能产业的国家级中长期规划。在规划中,氢能和氢能产业的战略定位被明确为: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、战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向。规划以每五年为一个阶段,明确了各阶段的氢能和氢能产业发展目标,除交通领域的试点应用外,规划还强调氢能在工业和能源领域的多元应用。2023 年8月,国家标准委与国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、应急管理部、国家能源局六部门联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023 版)》,系统构建氢能制储输用全产业链标准体系,有助于提高氢能产品技术门槛,降低产业链各环节的衔接成本,从而促进氢能产业高质量发展,这也是首个国家层面氢能全产业链标准体系建设指南。

绿氢制取政策上,主要为各地立项管理的方式,发放绿氢项目专项补贴以及放松危险化学品安全生产许可。由于绿氢项目具有多能互补、绿电与制氢耦合发展的特性,其建设项目中既包含绿电发电部分,又包含制氢部分,在项目立项管理上存在多种管理方式的交叉。氢能作为能源进行产业化生产属于新兴事物,各地仍在探索制氢项目所应适用的立项管理方式。2023 年 11 月 10 日内蒙古自治区能源局发布了《内蒙古自治区风光制氢一体化项目实施细则 2023 年修订版(试行)》,在项目立项管理方面,内蒙古自治区鼓励风光制氢一体化项目和氢能应用项目由盟市能源主管部门实施一体化备案;青海省发改委2022年12月印发《青海省促进氢能产业发展的若干政策措施》,明确对于绿氢项目,要落实《国家发展改革委国家能源局关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》和《青海省电力源网荷储一体化项目管理办法(试行)》有关要求,绿氢项目原则上等同于配置储能,在立项方面以按照电源项目进行管理为原则。

绿氢生产无需取得危险化学品安全生产许可,政策松绑或成为行业发展的加速器。氢气属于《危险化学品目录(2015 版)》中的危险化学品,按照以往的管理模式,制氢企业属于危险化学品生产企业,根据《危险化学品生产企业安全生产许可证实施办法》的规定,应取得《危险化学品安全生产许可证》。河北省成为首个对绿氢项目“松绑”危化品管理的省份,其在 2023 年 6 月印发的《河北省氢能产业安全管理办法》中明确规定,绿氢生产不需取得危险化学品安全生产许可。在河北省之后,吉林省在2023 年11 月印发的《吉林省人民政府办公厅关于印发吉林省氢能产业安全管理办法(试行)的通知》也明确绿氢生产不需取得危险化学品安全生产许可。2024 年 2 月 26 日,内蒙古自治区能源局等三部门联合发布《关于加快推动氢能产业发展的通知》,明确提出允许在化工园区外建设太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目和制氢加氢站,并且太阳能、风能等可再生能源电解水制氢项目不需取得危险化学品安全生产许可。

海外: 目前全球已有 30 多个国家推出氢战略、制定氢能发展路线图。日本早在2017年就推出了《基本氢能战略》,计划在 2030 年形成 30 万吨/年的供应能力,建设加氢站900座。之后,韩国、欧洲国家以及美国也已相继推出氢战略及氢能发展路线图,支持氢能产业的发展。以欧洲为例,2020 年 6 月,德国政府正式通过了国家氢能源战略,为清洁能源未来的生产、运输、使用和相关创新,制定了行动框架。2020 年4 月,荷兰正式发布国家级氢能政策,计划到 2025 年建设 50 个加氢站、投放 15000 辆燃料电池汽车和3000辆重型汽车,到 2030 年投放 30 万辆燃料电池汽车。2020 年 7 月,欧盟发布了《欧盟氢能战略》和《欧盟能源系统整合策略》,希望借此为欧盟设置新的清洁能源投资议程,以达成在2050年实现碳中和的目标,同时在相关领域创造就业,进一步刺激欧盟在新冠疫情后的经济复苏。绿氢政策扶持方面:在交通和供热领域引入化石燃料二氧化碳的定价机制,并考虑由国家主导的定价改革,包括但不限于制备绿氢的电能税费以及相关附加费和分摊费用的免除,以此鼓励绿氢生产。2023 年 2 月,日本政府正式确定了《实现绿色转型基本方针》,指出氢能作为清洁能源,是实现碳中和目标的突破口。在此背景下,2023 年6月,日本对实施了 5 年多的《氢能基本战略》进行了修订。相对于旧版氢能战略,新版氢能战略大幅提高了氢能供给目标(2030 与 2050 产能目标分别由 30 万吨/年和1000 万吨以上提升至300 万吨/年和 2000 万吨(含氨),2030 的目标供给量中还包含了42 万吨清洁氢产能;此外,明确在氢气制备环节,着重开发高效、耐用、低成本的电解制氢技术,并引入“低碳氢”概念,试图牵头制定全球标准,争取氢能标准的国际话语权。

海湾地区多国提出氢能发展目标,阿曼在氢能探索方面走在地区前列,其目标是将清洁氢气(绿氢和蓝氢)发电量 2025 年达到 1GW、2030 年达到10GW、到2024年达到30GW,成为全球主要的氢生产国和出口国。作为世界上最大的氢生产国之一,沙特的目标是到 2030 年将本国的氢气产能提升至 400 万吨/年的水平。阿联酋则是在2021年第26届联合国气候变化大会上正式提出了本国的氢能发展路线图,目标是到2030年让阿联酋占全球氢市场份额不低于 25%。

2023 年以来,海内外绿氢产业均呈现显著增长态势。根据IEA 和高工氢电产业研究所(GGII)《全球电解水项目数据库》,截至 2023 年 12 月底,全球在建及规划电解水制氢项目装机总规模高达 856GW,其中已开工在建项目制氢装机合计超16GW,且落地速度不断加快,带动全球电解槽市场需求快速增长。海外在建及规划绿氢项目以欧洲为主,占比超过 50%。中东和澳大利亚已建成绿氢项目较少,但规划绿氢项目规模显著增长。沙特未来城 NEOM 绿氢项目是海外目前在建的最大绿氢项目之一,将释放2GW制氢电解槽需求。荷兰、澳大利亚等地区均规划建设 GW 级绿氢项目。全球绿氢项目进展方面:根据势银《2023 势银氢能与燃料电池年度蓝皮书》,截至 2023 年10 月,全球运营、在建、可研、规划等电解槽装机项目合计 826GW,排名前三的地区为欧洲、大洋洲、拉丁美洲;其中,中东和北非、撒哈拉以南非洲地区和拉丁美洲在 2023 年增长势头强劲,项目规模较2022 年实现了翻倍增长。截至 2023 年 12 月全球仅少部分项目已运营,共计966MW,规模以上占比 0.1%;数量上占比 14.8%;近三分之一项目进入可研阶段,大部分规划于三年内建成。

2.绿氢比例有望逐步提升

目前氢气制取路径仍以煤炭、天然气、化石能源为主。制氢来源包括化石能源制氢、工业副产气制氢、电解水制氢、其他可再生能源制氢等方式,根据制氢工艺和二氧化碳排放量的不同,可分为灰氢、蓝氢和绿氢三种路径。其中,灰氢由化石能源制取,制氢过程中排放二氧化碳等温室气体;蓝氢是在灰氢的基础上利用碳捕捉封存技术(CCUS)减少生产过程中的碳排放;绿氢由电解水制氢或生物质等其他环保方式制氢。根据IEA统计,2022年全球低碳排放氢气产量不足 100 万吨,仅约占全球氢气总产量的0.7%;2022年中国绿氢产量占氢气总产量的 0.9%,不足 1%。总体来看,中国制氢路径以煤制氢为主,全球制氢路径以天然气制氢为主。

根据截至到 2023 年 10 月已经宣布开始投建的制氢项目数据,IEA 预测到2030年,低碳排放量氢气产量将占据总产量的 20%,且其中有 70%以上的低碳排放氢气由电解水路径制取。电解水制氢是理想的绿氢制取技术之一,其中碱性电解水制氢技术发展最为成熟。相较于其他制氢方式,电解水制氢具有绿色环保、生产灵活、产氢纯度高等特点,是一种理想的绿氢制取技术。电解水制氢的主要技术有:碱性电解水制氢(ALK)技术、质子交换膜电解水制氢(PEM)技术、阴离子交换膜电解水制氢(AEM)技术和固体氧化物电解水制氢(SOEC)技术。碱性电解水制氢技术是国内最早实现工业化的电解水制氢技术,发展最为成熟,目前占据市场主导地位;PEM 电解水制氢技术处于商业化初期,近年来产业化发展迅速;SOEC 技术和 AEM 技术仍在研发示范阶段,发展势头迅猛。据势银(TrendBank)统计,截至 2023 年 12 月 31 日,我国已有337 个绿氢项目,基本实现覆盖全国,332 个项目处于运行、在建和规划状态,5 个项目已公布废止。其中,2023 年新增共 186 项。截至 2024 年 1 月,已披露的绿氢产能总量达489 万吨/年(排除废止项目),产能集中于内蒙古、河北、新疆、甘肃等西北地区。中国石化新疆库车绿氢项目是我国首个规模化的绿氢项目,自 2023 年 6 月 30 日起开始产氢。2023 年以来,国内绿氢项目投资建设态势持续高涨。根据高工氢电产业研究所(GGII)《中国电解水制氢项目统计》,2023 年国内近 20 个电解水制氢示范项目建成投产,其中绿氢项目多达14个,制氢装机规模达 387MW,同比 2022 年实现翻番增长。同时,公开规划在2024年建成的绿氢项目超过 60 个,其中已开工绿氢项目制氢装机规模高达2.8GW,电解水制氢设备市场迎来爆发期。从单项目制氢规模来看,2023 年新建成绿氢项目中仅中石化新疆库车绿氢项目和准格尔旗纳日松项目超过 50MW,其余项目均在 50MW以内。43%数量的绿氢项目制氢规模在 5-10MW。虽然有大规模绿氢项目主导,但整体来看2023 年新建成单项目制氢规模仍然较小。截至 2023 年底,国内在建绿氢项目超过 60 个,超10 个绿氢项目制氢规模为 100MW 级,单项目制氢规模显著提升。