2023年氢能发展研究报告.docx
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1、2023年氢能发展研究报告工能源清洁化时代,最清洁的氢能突出重围氢能源被誉为21世纪最清洁能源,氢气可作为燃料,与空气中的氧气结合,释放出不包含任何污染气体的水蒸气,是时下最热门的二次能源之一,属于第三次能源革命的重点技术路线和攻关方向。氢能源产业链涉及多个行业多个领域,总体上可分为氢能源上游的供给和下游需求两个方面。具体来看,氢能源产业链的供给端包括上游制氢、中游储运氢和加氢站建设等三大环节;氢能源产业链的需求端则为下游氢能源的综合运用环节。图表:氢能源产业储分为上游制氢、中游储运氢以及下游氢能的综合应用等环节资料来源:中国氢能联盟,泽平宏观“双碳”承诺下,能源清洁化成为大势所趋,氢能源产业
2、链以其清洁化的优势,正处于从导入期过渡到发展期的上升阶段当中,迸发出巨大的潜力,未来有望在诸多清洁能源的技术路线中脱颖而出。我国氢能源相关政策陆续出台,产业链正在形成。2017年开始,中国燃料电池汽车发展路线图、中国氢能源及燃料电池产业白皮书陆续对氢能技术和产业路线作出指引。2023年,2030年前碳达峰行动方案、关于深入打好污染防治攻坚战的意见、“十四五”节能减排综合工作方案,对氢能全产业商业化发展规划作出更高要求。2023年3月,国家发改委和能源局联合发布氢能产业发展中长期规划,提出了氢能产业发展各阶段目标:到2025年,基本掌握氢能源产业链相关的核心技术和制造工艺,可再生能源制氢量达到1
3、0-20万吨/年,部署建设一批加氢站,争取燃料电池车辆保有量约达到5万辆,实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系,有力支撑碳达峰目标实现。到2035年,形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。目前氢能源正处于爆发前夜,各环节技术正处于不断突破和迭代的窗口期,商业化进程加速,应用落地情况振奋人心。有望成为继光伏、风电和锂电池汽车产业链后,5至10年内清洁能源中最具希望的领域之一。长远来说,氢作为世界上占比达到75%左右的元素,未来氢能可广泛用于能源企业、交通运输、工业用户、商业建筑等领域,是实现
4、我国能源清洁化的关键一环。氢能源既可以通过燃料电池技术应用于汽车、轨道交通、船舶等领域,降低长距离高负荷交通对石油和天然气的依赖;还可以利用燃气轮机技术、燃料电池技术以及氢储能技术,应用于分布式和集中式发电,为家庭住宅、商业建筑等供暖供电。图表:氢能源下游燃料电池用途十分广泛,是实现能源清洁化的关键一环资料来源:公开资料,泽平宏观2氢储能:大规模、长周期的绿电存储方案氢储能是一种依靠化石能源、电解水制氢,将其他形式的能量转化为氢能的储能形式。氢储能以其清洁性和强大储能特性,被视为未来能源革命的颠覆性技术方向,必然能在未来的储能市场中占据一席之地。相对于其他储能方式,氢储能具备诸多优势。一是氢能
5、源可通过利用直流电,直接电解地球上及其丰富的水得到氢气,原料简单,没有资源焦虑问题。氢能可作为有效媒介,将无法上网或难以利用的弃光或弃风资源储存起来,解决新能源发电间隙性、随机性导致的废弃问题,成为新型电力系统的有效补充。二是极强的时间和空间维度跨越性。光伏、风电与水电等新型能源发电存在季节性波动,如夏季雨水充足、冬季雨水稀少;夏季光照充足而冬季光照较少等。除了在季节上存在波动之外,新能源发电在空间分布上也极不均匀。以光伏发电为例,我国光照资源分布呈现出“西丰东贫”的格局。而从能源消费的格局来讲,以“胡焕庸线”为近似分界线,我国中东部地区能源消费量占全国比重超过70%。在此基础上,为保证能源消
6、费量更大的地区新能源发电成本更低、用量更充足,长距离的能源资源运输不可避免。氢储能具备更长的储能时长以及极高的储存容量,有望成为长时间、跨区域储能的有效解决方案。在储能时长上,氢储能基本没有刚性的储存容量限制,可根据需要满足数天、数月乃至更长时间的储能需求,平滑可再生能源季节性的波动。在跨区域流动上,氢能的转移更为灵活,其运输不受输配电网络限制,可实现能量跨区域、长距离、不定向移动。图表:全球光伏发电空间分布不均,我国呈现“西丰东贫”的格局1ong-termaverageofdi1yyeadysumM1ysum:202.4283.23.64.04448525660641HHHHHIkwhkwp
7、YeBrty5:7308761022116813U1461160717531899204521912337资料来源:世界银行,ISA,泽平宏观注:该地图以全球光伏电池板以同一固定角度面向赤道为假设,得到全球光伏发电量分布情况,其中红色越深代表每千瓦螺值的太阳光照射下产生的电量越.多。资料来源:JoiScientific,泽平宏观三是极大的能量密度和热值。在能量密度上,氢储能的能量密度可达到140MJkg,是锂电池等电化学储能的100多倍,可以以更小的体积存储更多的能量,有效避免能量浪费的现象。在热值上,氢气热值可达120MJkg,是煤炭、天然气和石油等传统化石能源的3-4倍。随着相关技术的成熟
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