中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020

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。