能源贸易现状能源经济背景能源按照来源可分为

　　我国燃料电池汽车已进入贸易化早期，停止 2020年末，我国燃料电池汽车保有量 7352辆。加氢站 建立进度逐渐放慢，停止 2020 年末，加氢站建成 128 座。同时，中石油、中石化、国度能源团体 等二十余家大型央企纷繁跨界开展氢能财产。

　　氢气消费方法较多能源经济布景，氯碱副产气、干气、焦炉煤气、乙烷裂解副产气、甲烷、煤炭、自然气、电解 水等多种制氢方法。此中，氯碱副产气、干气、焦炉煤气、乙烷裂解副产气等副产气制氢在能源效 率能源商业近况、净化排放、碳排放、本钱方面占有劣势。各地域开展氢能财产链时，应充实分离地区能源构造， 优先利用副产氢气和充裕能源停止操纵。

　　氢燃料电池财产链包罗：制氢、储运氢、加氢站、燃料电池体系、燃料电池各项使用。此中储运氢 手艺次要包罗气态储运、高温液态储运、固体储运、有机液态储运。

　　从滥觞看，我国的氢源构造今朝还是以煤为主，来自煤制氢的氢气占比约 62%、自然气制氢占 19%， 电解水制氢仅占 1%，产业副产占 18%。就消耗状况看，今朝的氢能根本局部用于产业范畴能源经济布景，此中， 消费分解氨用氢占比为 37%、甲醇用氢占比为 19%、炼油用氢占比为 10%、间接熄灭占比为 15%、 其他范畴占比为 19%。

　　疫情未改动氢能财产投资主动场面。按照公然信息开端统计，2019年氢燃料电池财产相干投资及规 划资金 1805亿元。虽然遭到疫情影响，2020年氢能财产团体开展速率有所放缓，但在投资方面， 投资金额 1600 亿元，唯一 11%阁下的降幅，显现了市场关于氢能财产照旧布满自信心。

　　《中国氢能源及燃料电池财产白皮书》指出，交通范畴将是氢能消耗的主要打破口，在商用车范畴， 2030 年燃料电池商用车销量将到达 36万辆，占商用车总销量的 7%（悲观情形将到达 72万辆，占 商用车总销量 13%）；2050 年销量无望到达 160 万辆，占比 37%（悲观情形下销量 300 万辆，占 比 70%以上）。

　　从净化物排放来看，排污强度由小到大别离为：电解水制氢自然气制氢~甲醇制氢~副产气制氢煤 制氢。 从碳排放来看，副产气制氢自然气制氢干气制氢甲醇制氢煤制氢电解电解水制氢（基于现有 电网电力构造），假如思索干净能源（光伏、风电、水电等），干净能源电解水碳排放靠近为零。

　　从本钱来看，制氢本钱与质料价钱干系最大，掌握氢能价钱需求掌握质料价钱；按照设定的价钱范 围，从均匀本钱看，焦炉煤气制氢煤制氢其他副产气制氢甲醇制氢自然气制氢水电解制氢。 量体裁衣，挑选适宜质料制氢，氢气出厂价钱可低于 15 元/kg，可与煤制氢本钱相称。

　　当前，我国氢气消费操纵次要在以石化化工行业为主的产业范畴，以“质料”操纵为主，“燃料”操纵为 辅。我国开展氢能具有优良根底，也面对诸多应战。绿氢供给、氢储运途径和根底设备建立、氢燃 料电池中心手艺配备、氢燃料电池汽车手艺配备等均待一一攻破，必需脚踏实地、客观沉着、主动 立异，夺取少走弯路，创始氢能手艺打破和财产化新场面。

　　氢能源按消费滥觞分别，能够分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。“灰氢”是指操纵化石燃料石油、自然 气和煤制取氢气，制氢本钱较低但碳排放量大；“蓝氢”是教唆用化石燃料制氢的同时，共同碳捕获和 碳封存手艺，碳排放强度相对较低但捕集本钱较高；“绿氢”是操纵风电、水电、太阳能、核电等可再 生能源电解制氢，制氢历程完整没有碳排放，但本钱较高。今朝，我国氢气次要来自灰氢。

　　从能源服从来看，氯碱副产气制氢、干气制氢、焦炉煤气提取制氢能源服从均在 80%以上，自然气 制氢、乙烷裂解副产气制氢、PDH副产气制氢、甲醇制氢、焦炉煤气转化制氢能源服从 60%-80%， 煤制氢能源服从在 50%-60%，电解水制氢能源服从在 50%以下。

　　按照德勤的阐发，中国氢燃料电池公交车的总本钱（TCO，购置本钱和运营本钱）在 2019年为 178 美圆/百千米，估计到 2029年 TCO 将降落至 55美圆/百千米，将低于纯电动公交和燃油公交车的成 本。

　　副产气制氢在手艺经济情况方面具有明显劣势：氢气消费方法较多，有氯 碱副产气、干气能源商业近况、焦炉煤气、乙烷裂解副产气、甲烷、煤炭、自然气、电 解水等多种制氢方法。此中，副产气制氢在能源服从、净化排放、碳排放、 本钱方面占有劣势。好比丙烷脱氢本钱约 13 元/kg，水电解制氢本钱约 30 元/kg。各地域开展氢能财产链时，应充实分离地区能源构造，优先利用副 产氢气和充裕能源停止操纵。

　　按照中国经济导报于 2020 年 10 月 14 日揭晓的《钢铁行业是落实碳减排目的的主要义务主体》一 文中相干专家供给的数据，我国钢铁行业碳排放量占天下碳排放总量的 15%阁下，是海内碳排放量 最高的制作业行业。

　　《新能源汽车财产开展计划（2021-2035年）》指出，要有序促进氢燃料电池供应系统建立，包罗提 高氢燃料制储运经济性和促进加氢根底设备建立。别的，要建立智能根底设备效劳平台，兼顾加氢 手艺和接口、车用储氢安装。

　　氢能（氢的能源操纵）遭到环球普遍存眷，成为应对天气变革、建立脱碳社会的主要财产标的目的。欧、 美、日、韩等兴旺国度纷繁订定氢能道路图，放慢促进氢能财产手艺研发和财产化规划。

　　从地区散布看，氢能消费次要发生在西北和华北地域，按照 2019 年纪据，产量超越 400 万吨的省 份有内蒙和山东，产量超越 300万吨的省分有新疆、陕西和山西，产量超越 200万吨的省分有宁夏、 河南和河北，产量超越 100 万吨的省分有江苏、安徽、四川、辽宁和湖北。

　　氢能财产开展早期，依托现有氢气产能、就近供给便利便宜氢源，撑持氢能中下流财产开展，低落 氢能财产起步难度，具有主动的理想意义。绿氢在“碳中和”中能够用在绿电没法阐扬感化的范畴完成 互补，如氢冶金、化工、重卡交通燃料、供热等。面向将来，当绿氢成为不变充足的低价氢源时， 绿氢增进产业脱碳将更好地阐扬氢能代价。

　　氢能财产已成为我国能源计谋规划的主要部门。2020年，氢能被归入《能源法》（收罗定见稿）。2021 年，氢能列入《百姓经济和社会开展第十四个五年计划和 2035 年近景目的纲领》将来财产规划。

　　从消费工艺来看，钢铁行业碳排放次要在于长流程消费工艺是以煤炭为能源、焦炭为复原剂来停止 帮助冶炼，而煤炭和焦炭是钢铁行业发生二氧化碳排放的次要滥觞。钢企需求从碳输入层面削减钢 铁消费过程当中的碳利用量（以至不消碳），在这方面，瑞典钢铁 HYBRIT 项目、SALCOS 项目和 H2FUTURE 项目等都是无益的探究。宝钢能源经济布景、河钢、酒钢等海内钢铁企业也在展开氢能冶金的研讨和 树模项目。从现无数据看，2020年我国钢铁行业用煤 7.3亿吨，假如完整被氢气替换，将发生大批 氢能需求。按照瑞典 HYBRIT项目预算，450万吨/年钢铁产能需求 150亿 kWh电制氢，根据 2020 年消费 10.5 亿吨粗钢，需求 3.5 万亿 kWh 电能源商业近况，约莫占 2020 年电力消费的 47%。

　　二是煤的气化，使煤在高温常压或加压下，与水蒸汽或氧气（氛围）等反响转化成气体产品。气体 产品中氢气的含量随差别气化办法而异。

　　a)今朝燃料电池策动机贵，招致一辆车售价是燃油车的三倍阁下，锂电池车的 1.5-2.0 倍；

　　2019 年以来，国度能源商业近况、各级处所当局对氢能财产开展高度正视，连续出台了多项计划和开展目的，众 多企业和科研机构纷繁展开手艺攻关能源经济布景。中国煤炭加工操纵协会统计，2020年我国氢能产量和消耗量 均已打破 2500 万吨，已成为天下第一大制氢大国。

　　因而，要完成无补助的燃料电池车贸易化，必需大幅度低落燃料电池策动机的本钱和氢气的本钱， 同时低落加氢站的建立用度。

　　重油是炼油过程当中的残存物，可用来制作氢气。重油部门氧化过程当中碳氢化合物与氧气、水蒸气反 应天生氢气和二氧化碳。该历程在必然的压力下停止，能够接纳催化剂，这取决于所选质料与历程。

　　我国氢气消费以西北、华北为主，次要来自化石能源：2020 年我国氢能 产量和消耗量均已打破 2500 万吨，已成为天下第一大制氢大国。从地区 散布看，氢能消费次要发生在西北和华北地域，产量超越 400 万吨的省分 有内蒙和山东，产量超越 300 万吨的省分有新疆、陕西和山西。氢能源按 消费滥觞分别，能够分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。今朝，我国氢气主 要来自灰氢。将来与大范围光伏发电或风力发电配套的电解水制绿氢将成 为开展趋向。

　　c)在加氢站的加氢用度每千克高达 60-80 元，只要降到 40 元以下才具有与燃油车合作的根底。

　　各地抢抓氢能财产规划，今朝已有包罗京津冀、长三角、珠三角、四川、山东等 30余个省市级的氢 能开展计划接踵出台。

　　氢能冶金范畴处于研讨树模阶段：我国钢铁行业碳排放量占天下碳排放总 量的 15%阁下，面对较大的碳减排压力。从消费工艺来看，钢铁行业碳排 放次要来自焦炭。国表里钢铁企业均有测验考试利用氢气替换焦炭冶炼，根据 2020 年消费 10.5 亿吨粗钢，预算需求 3.5 万亿 kWh 电消费氢气，约莫占 2020 年电力消费的 47%。  氢能用于交通范畴进入推行使用阶段：我国燃料电池汽车已进入贸易化初 期，停止 2020 年末，我国燃料电池汽车保有量 7352 辆。估计 2050 年氢 能在中国终端能源系统中占比最少到达 10%，交通运输范畴用氢 2458 万 吨，约占该范畴用能比例 19%，燃料电池车产量到达 520 万辆/年。

　　氢能曾经成为应对天气变 化、建立脱碳社会的主要能源。欧、美、日、韩等兴旺国度纷繁订定氢能 道路图，放慢促进氢能财产手艺研发和财产化规划。氢能财产已成为我国 能源计谋规划的主要构成。2019 年氢燃料电池财产相干投资及计划资金 1805 亿元。虽然遭到疫情影响，2020 年氢能投资金额仍有 1600 亿元， 市场关于氢能财产照旧布满自信心。

　　水电解制得的氢气纯度高，操纵烦琐，但需耗电。水电解制氢的服从普通在 75%-85%，普通消费 1m3氢气和 0.5m3氧气的电耗为 4-5kWh。按照热力学道理，电解水制得 1m3氢气和 0.5m3氧气的最 低电耗要 2.95 度电。 按照石油和化学产业计划院统计，我国电解水制氢安装约 1500-2000套，产量约 10-20万吨。与大 范围光伏发电或风力发电配套的电解水制氢安装正在停止小范围树模。

　　家庭、农业、林业等发生的生物资可用于消费氢气。质料包罗杨树、柳树和柳枝，和来自厌氧消 化或渣滓填埋所发生的沼气等。生物资能够利用成熟的手艺停止气化，以至在气化过程当中与煤或废 塑料配合反响，假如与碳捕捉手艺分离，就有能够消费出负碳氢。沼气有分外的净化请求，能够通 过相似于蒸汽甲烷重整（SMR）的历程停止革新以发生氢气。

　　一是煤的焦化（或称高温干馏），煤在隔断氛围前提下，在 900-1000℃制取焦炭，副产物为焦炉煤 气。焦炉煤气组份中含氢气 55%-60%(体积）、甲烷 23%-27%、一氧化碳 5%-8%等。每吨煤可得煤 气 300-350m3，作为都会煤气，亦是制取氢气的质料。

　　氢燃料电池车具有能量密度高、宁静、温馨等长处。燃料电池的能量密度高，可达 0.5-1.0kWh/kg， 出格合适重载车。电堆与氢罐是分隔的，进步了策动机的宁静性，电堆不容易发生爆炸。氢燃料电池 车在续驶里程、加氢工夫、驾驶温馨性都可与燃油车靠近。

　　按照中国氢能同盟估计，2050 年氢能在中国终端能源系统中占比最少到达 10%，氢气需求量靠近 6000 万吨，此中交通运输范畴用氢 2458万吨，约占该范畴用能比例 19%，燃料电池车产量到达 520 万辆/年。

　　煤制氢的素质是以煤中碳代替水中的氢，终极天生氢气和二氧化碳。这里，碳起到复原感化并为置 换反响供给热。 以煤为质料制取含氢气体的办法次要有两种：

　　树模使用鞭策行业快速开展。2020年 9月五部委下发了《关于展开燃料电池汽车树模使用的告诉》， 指出树模期暂定为四年，树模时期，五部分将采纳“以奖代补”方法，对入围树模的都会群根据其目的 完成状况赐与嘉奖。跟着国度及处所财产政策的逐渐施行、我国氢燃料电池中心手艺的逐渐打破积 累能源商业近况、相干配套财产的逐渐完美，氢燃料电池及新能源汽车行业将来将有宽广的开展空间。

　　焦炉气、氯碱、丙烷脱氢制丙烯和乙烷裂解制烯烃副产的粗氢气能够颠末脱硫、变压吸拥护深冷分 离等精制工序后作为燃料电池车用氢源，本钱远低于化工燃料制氢、甲醇重整制氢和水电解制氢等 道路。

　　自然气的次要身分是甲烷（CH4），自己就含有氢。和煤制氢比拟，用自然气制氢产量高、加工本钱 较低，排放的温室气体少，因而自然气成为外洋制作氢气的次要质料。此中自然气蒸汽转化是较普 遍的制作氢气办法。

　　按照国际氢能委员会估计，到 2050 年，氢能将负担环球 18%的能源终端需求，缔造超越 2.5 万亿 美圆的市场代价，燃料电池汽车将占有环球车辆的 20%-25%，届时将成为与汽油、柴油并列的终端 能源系统消耗主体。