2019年中国氢能源行业市场现状及发展趋势分析 多城市加快布局推动集群效应初显

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 2019-10-17 17:12:21  来源:前瞻产业研究院 E2159G0

产业政策扶持力度加深 我国氢能源产业集群效应初显

现阶段我国氢能上游产业具备一定优势,制氢规模已居世界首位,煤气化和碱性电解水制氢技术也具有特色和优势,且加氢站数量排名世界第四。

尽管目前国内制氢已具备规模,但不可否认的是氢能的产业化和商业化仍然面临着许多阻碍,而针对这些阻碍,国家开始陆续办法产业扶持政策,以推动氢能的产业化和商业化发展,在政策的支持下,我国氢能源的相关专利申请数量自2016年开始逐年攀升,且在这期间出现了许多个“全国首个”以及世界性难题的技术。

随着产业政策扶持力度的加深,越来越多城市将发展氢能写进政府工作报告,以加快布局抢占先机,从而使得我国氢能源产业集群效应开始形成。

1、氢能源产业链分析:下游燃料电池技术研发上需加大研发力度

氢能源主产业链包括上游氢气制备、氢气运输储存、中游氢燃料电池、下游氢能源燃料电池应用等多个环节。

其中,上游氢气制备包括氯碱工业副产氢、电解水制氢、化工原料制氢(甲醇裂解、乙醇裂解、液氨裂解等)、石化资源制氢(石油裂解、水煤气法等)和新兴制氢方法(生物质、光化学等)等多种途径;氢气储存包括气态储氢、液态储氢、固态合金储氢三种方式,罐车运输管道运输等方法途径;

中游氢燃料电池涉及质子交换膜、扩散材料、催化剂等多种零部件和关键材料;

下游燃料电池应用包括便携式应用、固定式应用、交通运输应用。

在氢能产业链上,我国氢能上游产业具备一定优势,制氢规模已居世界首位,煤气化制氢和碱性电解水制氢具有特色和优势。但在可再生能源制氢技术等方面与国外相比有较大差距;

中游储氢方面,我国固定式高压储氢技术和固态储氢材料研究处于国际先进水平,但在车载高压储氢及氢运输方面仍落后于国外先进技术,加氢站设施数量也较少,难以满足商业化条件;

在下游燃料电池应用侧方面,无论是燃料电池的核心零部件技术,还是燃料电池乘用车的各项指标,我国都还需要投入更多时间和资金,加大研究力度,才能赶上世界先进水平。

现阶段国内外质子交换膜燃料电池系统技术指标对比分析情况

现阶段国内外质子交换膜燃料电池系统技术指标对比分析情况

资料来源:前瞻产业研究院整理

2、制氢规模居世界第一,加氢站数量世界排名第四

为满足国内氢气需求和应用的增长,制氢设备生产企业及相关配套企业形势喜人,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。

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;同时,我国金属储氢材料产销量已超过日本,成为世界最大储氢材料产销国。氢气产量和储氢材料产销量两项世界第一,为我国开发利用新能源、加快迈入氢能经济时代创造了有利条件。据中国氢能联盟数据统计,2012-2018年,我国氢气产量呈逐年递增趋势,其中,2018年中国氢气产量约为2100万吨。

2012-2018年中国氢气产量统计及增长情况

2012-2018年中国氢气产量统计及增长情况

数据来源:前瞻产业研究院整理

基础设施加氢站数量方面,从国家的角度来看,2018年日本凭借96座加氢站位居全球第一;德国和美国分别排名第二和第三,但在加氢站数量拥有量上同日本的差距依然较大。但日、德、美三个国家加氢站共有198座,占全球总数的54%,也显示出了三国在氢能与燃料电池技术领域的快速发展及绝对领先地位。此外,中国加氢站数量为23座,排名也相对靠前,位居全球第四。

2018年全球主要国家加氢站拥有量分布情况

2018年全球主要国家加氢站拥有量分布情况

数据来源:前瞻产业研究院整理

3、政策发力氢能,弥补行业发展短板

尽管氢能是最清洁的能源,成为能源领域一颗冉冉升起的新星,但不可否认的是氢能的产业化和商业化目前仍然面临着许多阻碍。其中,最大的阻碍有以下两点:

一是氢能使用便利度不够高。当前中国加氢站太少,导致燃料电池汽车使用的局限性非常大。作为氢能商业化的关键性基础设施,加氢站的发展决定了燃料电池汽车发展的上限。截至 2018年底,我国仍在运营的加氢站仅23座,过少的加氢站数量非常不利于燃料电池汽车的普及推广。

截止至2019年中国正在运营与在建的部分加氢站分布情况

截止至2019年中国正在运营与在建的部分加氢站分布情况

资料来源:前瞻产业研究院整理

二是氢能利用综合成本过高。作为一种新兴的清洁能源,氢能在中国离获得成本优势还有很远。特别是在分布式使用的场景下,由于技术不成熟且产量稀少,燃料电池汽车的生产、维护成本高企,而氢气的制备、运输、储存成本同样较高,也就提升了燃料电池汽车的使用成本。因此,高昂的成本也成为阻碍我国氢能发展的另一大阻碍。

而行业要想跨过这两道阻碍,离不开国家政策上的支持。从政策上面来看,进入21世纪后,中国及全世界主要发达国家均制定了发展规划,近10年来相关政策持续推出,2019年更是首次写进了《政府工作报告》,要求“推动充电、加氢等设施建设”。

2019年3月,财政部等四部委联合发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,指出地方应完善政策,过渡期后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴,转为用于支持充电(加氢)基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。

得益于国家的政策利好及支持,中国的燃料电池汽车技术已初步掌握了整车、动力系统与核心部件的核心技术,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车与燃料电池城市客车动力系统技术平台。在产业链配套方面,我国初步形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC 变换器、驱动电机、供氢系统等关键零部件的配套研发体系,实现了小批量动力系统与整车的生产能力。

2019年6月,由国家能源集团牵头,联合17家企业、高校和研究机构发起的中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟发布了《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,提出了中国氢能及燃料电池产业总体目标。

根据白皮书公布的目标,氢能将成为中国能源体系的重要组成部分,预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%,年经济产值超过10万亿元,交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用,燃料电池车产量达到520万辆/年,固定式发电装置2万台套/年,燃料电池系统产能550万台套/年。

中国氢能及燃料电池产业总体目标分析情况

中国氢能及燃料电池产业总体目标分析情况

资料来源:前瞻产业研究院整理

4、技术现状分析:行业技术取得全新突破

在政策层面的扶持下,自2016年开始,国内氢能源专利数量迅速攀升,发明专利数量占比也同步提高,2018年达到峰值,为171件,其中发明专利申请量占比91.4%。截至2019年8月底,中国氢能源相关专利申请量共计774件,其中发明专利占比高达56.3%。

2011-2019年前8月中国氢能源相关专利申请量及占发明专利比例统计情况

2011-2019年前8月中国氢能源相关专利申请量及占发明专利比例统计情况

数据来源:前瞻产业研究院整理

(备注:2011、2013年占比分别为47.2%、38.9%)

在氢能源领域,技术难点一直在燃料电池系统及其关键零部件上。经过长时间的研发与积累,我国在质子交换膜、催化剂、双极板、车用燃料电池控制系统、储氢瓶等领域都已经具备优质的制造企业,其他关键部件领域也初步具备量产实力。

目前国内的亿华通、新源动力在燃料电池系统核心技术方面都接近国际先进水平。2019年4月,中国科技大学成功制备了钌单原子合金催化剂,有效解决了高效廉价电解水制氢世界性难题,标志着中国向氢能广泛应用的绿色未来迈进了一大步。

2018年中国中国氢能源行业10大技术进展分析情况

2018年中国中国氢能源行业10大技术进展分析情况

资料来源:前瞻产业研究院整理

5、多城市加快布局抢先机,氢能产业集群发展初见成效

进入2019年,广东、山西等10个省份将发展氢能写入政府工作报告,山东、河北、浙江等省份陆续发布本地氢能产业发展规划。目前,中国氢能产业已初步形成“东西南北中”五大发展区域。其中氢能布局最广泛的东部区域以上海、江苏和山东为代表,是中国燃料电池车研发与示范最早的地区。截至2019年6月底,该区域工有规模以上企业68家,示范运行燃料电池车563量,加氢站8座,并计划到2020年建成50座。

截止至2019年6月中国氢能产业整体布局情况

截止至2019年6月中国氢能产业整体布局情况

资料来源:前瞻产业研究院整理

以上数据来源于前瞻产业研究院发布的《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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