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一、中國氫氣供需規(guī)模預(yù)測
中國是世界上最大的氫氣生產(chǎn)國，從2018年開始?xì)錃饽戤a(chǎn)量已超過2000萬噸規(guī)模。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2012-2021年，中國氫氣產(chǎn)量從1600萬噸增長至3300萬噸，整體呈穩(wěn)步增長趨勢；自2020年“雙碳”目標(biāo)提出后，我國氫能產(chǎn)業(yè)熱度攀升，發(fā)展進(jìn)入快車道，2021年中國氫氣產(chǎn)量同比增長達(dá)32%。
預(yù)計到2030年碳達(dá)峰期間，我國氫氣的年需求量將達(dá)到3715萬噸；到2050年，氫氣的年需求量將增至9500萬噸左右，氫氣市場規(guī)模將達(dá)到7542億元，未來市場空間廣闊。
中國氫能市場規(guī)模（億元）
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會
二、中國氫氣供給與消費結(jié)構(gòu)分析
中國是全世界最大的制氫國家，初步評估現(xiàn)有工業(yè)制氫產(chǎn)能為4000萬噸/年左右，可為氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段提供氫源保障，62%的制氫量來自于煤或焦炭生產(chǎn)，電解水制氫占比不足1%。
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會
為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我國正大力發(fā)展光伏、風(fēng)能等清潔能源，預(yù)計到2050年中國電解水制氫規(guī)模占比將達(dá)到49%，工業(yè)副產(chǎn)物和天然氣制氫融合CCUS技術(shù)實現(xiàn)低碳排放，煤炭制氫占比則大幅降至10%左右。
數(shù)據(jù)來源：中國煤炭工業(yè)協(xié)會
國際能源署（IEA）《全球氫能回顧2022》數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球氫能需求達(dá)到9400萬噸，氫能需求的大部分增長來自煉油和傳統(tǒng)工業(yè)。與中國不同，目前全球范圍內(nèi)主要依靠天然氣和工業(yè)副產(chǎn)制氫，美國95%的制氫通過大型中央工廠的天然氣重整實現(xiàn)，主要原因是它是目前最經(jīng)濟(jì)實惠的做法；歐洲氫氣產(chǎn)量占全球21%，也主要依賴于天然氣重整。
數(shù)據(jù)來源：國際能源署（IEA）《全球氫能回顧2022》
三、不同制氫技術(shù)路線趨勢分析
目前主要的制氫方式包括化石燃料制氫、碳捕捉與封存（CCS）制氫、工業(yè)副產(chǎn)制氫和電解水制氫等類型：
化石燃料制氫（灰氫）：化石燃料制氫是傳統(tǒng)的制氫方法，目前有著絕對的成本優(yōu)勢。該方式由于離不開對化石燃料的依賴，仍會排出二氧化碳等溫室氣體，因此所制氫氣不屬于清潔氫能范疇?；茉粗茪渲饕褐茪?、天然氣制氫、石油制氫、甲醇制氫等，其中煤和天然氣制氫是化石能源制氫的主要方式；
碳捕捉與封存（CCS）制氫（藍(lán)氫），可以使碳排放量能夠減少90%以上，但CCS技術(shù)將增加制氫成本。作為未來的一種過渡路線，既能享受煤制氫、天然氣制氫的低成本，又能較大程度減少碳排放當(dāng)量；
工業(yè)副產(chǎn)制氫：工業(yè)副產(chǎn)制氫是指將富含氫氣的工業(yè)尾氣作為原料，主要采用變壓吸附法（PSA法），回收提純制氫。目前主要尾氣來源有氯堿工業(yè)副產(chǎn)氣、焦?fàn)t煤氣、輕烴裂解副產(chǎn)氣。與其他制氫方式相比，工業(yè)副產(chǎn)品制氫的最大優(yōu)勢在于幾乎無需額外的資本投入和化石原料投入，所獲氫氣在成本和減排方面有顯著優(yōu)勢。由于其豐富的潛在供應(yīng)量，是燃料電池發(fā)展現(xiàn)階段可行的供氫解決方案；
電解水制氫（綠氫）：電解水制氫是在直流電下將水分子分解為氫氣和氧氣，分別在陰、陽極析出，所產(chǎn)生的氫氣純度高（＞99%）。該技術(shù)是目前最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能生產(chǎn)方式，特別是利用可再生能源進(jìn)行電解水制氫是目前眾多氫氣來源方案中碳排放最低的工藝，與全球低碳減排的能源發(fā)展趨勢最為一致。
從未來發(fā)展路徑來看，工業(yè)領(lǐng)域，化石燃料制氫仍占據(jù)主導(dǎo)位置；交通領(lǐng)域，短期優(yōu)先選用工業(yè)副產(chǎn)氫作為主要來源，長期采用可再生能源電解水制氫。在供給結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程中，“藍(lán)氫”將成為“灰氫”過渡到“綠氫”的重要階段。雖然藍(lán)氫在灰氫的基礎(chǔ)上結(jié)合CCS技術(shù)，成本有所提升，但是依然低于綠氫成本，因此看好藍(lán)氫未來的增長空間。
綠氫其經(jīng)濟(jì)性受電價的影響較大。如果按照平均工業(yè)電價0.6元計算，產(chǎn)氫成本約40-50元/kg，明顯偏高。據(jù)估算，當(dāng)電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當(dāng)。長期來看，綠氫占比有望大幅提升。受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束，預(yù)測到2030年綠氫比例將上升到13.5%左右。
