氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)
第一章:低碳清洁氢分类、驱动力及发展趋势
- 氢气分类:根据生命周期温室气体(GHG)排放量,氢气分为低碳氢(<14.51 kgCO₂e/kgH)、清洁氢(<49 kgCO₂e/kgH)和可再生氢(≥14.3 kgCO₂e/kgH),其中可再生氢要求能源来源为可再生能源。
- 驱动力:全球碳达峰、碳中和愿景推动氢能发展,主要经济体纷纷发布氢能战略,交通领域应用规模提升,工业、建筑等领域应用方兴未艾。
- 标准:中国氢能联盟发布《低碳氢、清洁氢与可再生氢标准及评价》,首次对氢气限排改进行量化,推动全产业绿色发展。
第二章:碳中和情景下我国低碳清洁氢能发展展望
- 需求预测:到2060年,我国氢气年需求量将增至约13亿吨,占终端能源消费比重达20%,其中可再生氢将提供80%氢能需求。
- 技术路线:电解水制氢装机有望达500GW,可再生能源制氢减排量达16亿吨/年,CCUS技术减排量达2亿吨/年。
- 现状统计:2019年,我国氢气产能约4100万吨/年,产量3342万吨,主要分布在煤制氢(63.54%)、工业副产氢(21.16%)和天然气制氢(13.79%),主要区域为西北、华北和华东。
第三章:碳达峰目标下低碳清洁氢制取关键技术
- 技术路线:重点发展可再生能源电解水制氢和化石能源制氢+CCUS技术,同时开展燃料电池电堆端用氢、氢气纯化等研究。
- 关键技术:
- 电解水制氢:包括碱性电解(ALK)、质子交换膜电解(PEM)和固体氧化物电解(SOEC)技术,我国ALK技术成熟但指标落后,PEM技术起步较晚。
- CCUS技术:国外技术成熟度高,我国在集成、海准过存工业应用等方面差距较大。
- 氢气纯化技术:美国、日本技术领先,我国需结合能源结构和市场发展需求,开发低成本、高效率的纯化技术。
第四章:政策及投融资建议
- 政策支持:
- 现阶段:通过中长期战略规划、财政补贴、专项基金等方式支持电解水和CCUS技术应用,引导低碳清洁氢气发展。
- 中期:完善市场机制,鼓励社会资本进入,支持技术研发和项目规模扩大。
- 长期:市场机制完善,政策重点转向提升低碳清洁氢气价值认知。
- 市场建设:加强基础设施建设,完善标准、计量、检测和认证体系,构建统一开放的市场体系。
- 技术自主化:设立国家重大专项,开展基础研究和关键技术示范,提升装备水平,推进先进适用技术产业化。