深度分析：綠氫需求提升 制氫結構趨于平衡
關鍵詞： 綠氫
中商情報網訊：綠氫，就是通過太陽能、風能等可再生能源直接支取氫氣，目前，我國正積極打造綠氫產業鏈，發展潛力巨大，潛在產業規模將達10萬億元。
一、綠氫需求提升推動制氫結構調整
1.不同制氫方式對比
我國制氫來源包括化石能源制氫、工業副產氣制氫、電解水制氫、其他可再生能源制氫等方式，根據制氫工藝和二氧化碳排放量的不同，可分為灰氫、藍氫和綠氫三種路徑。其中，灰氫由化石能源制取，制氫過程中排放二氧化碳等溫室氣體；藍氫是在灰氫的基礎上利用碳捕捉封存技術（CCUS）減少生產過程中的碳排放；綠氫由電解水制氫或生物質等其他環保方式制氫。
資料來源：中國氫能聯盟研究院、中商產業研究院整理
2.現有制氫結構
我國是世界最大的制氫國家，能源結構為“富煤少氣”，煤制氫成本要低于天然氣制氫，62%的制氫量來自于煤或焦炭生產，工業副產氫占比約為19%，天然氣制氫占比18.1%，電解水制氫占比不足1%。
數據來源：中國煤炭工業協會、中商產業研究院整理
3.不同制氫方式二氧化碳排放
煤制氫路線下每生產1噸氫氣平均需要排放15-20噸左右的二氧化碳，此外還會產生大量高鹽廢水及工業廢渣。天然氣制氫路線下每噸氫氣的生成將排放9-11噸二氧化碳。灰氫減碳空間大。電解水制氫路線下每生產1噸氫氣碳排放量僅0.03噸，綠氫具備碳排放量少的優勢，未來，綠氫將逐步取代灰氫。
4.綠氫需求量預測
2022年，全球綠氫需求量約為27萬噸，未來，隨著碳排放考核進一步趨嚴及電價下降，綠氫有望與天然氣制氫實現平價，綠氫需求量將實現大幅增長，預計2025年綠氫需求量超150萬噸，2030年綠氫需求量將超3000萬噸。2022-2030年復合年均增長率達81.0%。
數據來源：中商產業研究院整理
5.電解水制氫成本
當前化石能源制氫由于成本優勢占據主導，電解水制氫具有綠色環保、生產靈活、純度高等優勢。以目前主流的堿性電解水為例，制氫效率約5度/立方米，電費成本約占85%，因此其經濟性受電價的影響大。如果按照平均工業電價0.6元計算，成本約40-50元/kg，明顯偏高。據估算，當電價低于0.3元時，電解水制氫成本與其他工藝路線相當。
數據來源：中國氫能聯盟、中商產業研究院整理
目前，綠氫生產成本仍高于灰氫及藍氫，綠氫生產成本約為4美元/kgH2，灰氫和藍氫的生產成本在1.5~2美元/kgH2左右。隨著可再生能源電價的持續降低和電解槽技術的提升，綠氫生產成本將持續下降。
數據來源：《Making the Hydrogen Economy Possible》
6.電解槽
未來，隨著氫能占能源的比重以及綠氫占氫能的比重日益提升，電解水設備市場將持續增長。電解水制氫主流技術包括堿性電解、質子交換膜（PEM）電解與固體氧化物（SOEC）電解，其中，堿性電解已大規模應用。預計2025年我國堿性電解水制氫規模達10GW，2030年將達到100GW。從堿性電解水制氫成本來看，電解槽占比50%。
數據來源：中商產業研究院整理
近年來，氫能需求持續旺盛，電解槽出貨量也將隨之增長。數據顯示，2022年全球電解槽市場出貨量達到1GW，其中中國電解槽總出貨量超過800MW，同比增長129%，全球占比超過80%。2023年中國電解槽出貨量將保持高增，出貨量有望達到2.1GW，占當年全球出貨量的60%以上，同比增加163%。
數據來源：中商產業研究院整理
7.未來制氫結構預測
2030年，電解水制氫占比34.3%，生物質制氫也將提上日程，占比0.1%，化石燃料制氫（耦合CCUS）占比將達18.3%。綠氫逐步取代灰氫成為必然。
數據來源：IEA、中商產業研究院整理
二、綠氫驅動因素分析
1.投資開發熱度不減
氫能是重要的能源載體，也是實現“碳達峰”和“碳中和”的能源主體。從項目建設情況來看，國內制氫項目投資大幅增加。據統計，2023年已有9個省份公布35個氫能產業項目，總投資額超650億，其中綠氫項目達到7項，主要分布在寧夏、河北和江蘇等風光資源優勢地區，進一步推進綠氫商業化發展。
資料來源：氫云鏈、中商產業研究院整理
2.政策利好產業發展
工信部、國家發改委等六部委聯合發布的《關于“十四五”推動石化化工行業高質量發展的指導意見》多次提及綠氫。《意見》要求，加快突破新型催化、綠色合成、功能-結構一體化高分子材料制造、“綠氫”規模化應用等關鍵技術。國家政策推動綠色制氫產業，利好制氫行業發展。
資料來源：中商產業研究院整理
3.氫能用量需求大
氫能的應用場景集中在交通、工業、發電及建筑四大領域。數據顯示，2021年全球氫能需求超9400萬噸，同比增長5%，其中，交通、工業為主要應用領域。2021年全球氫能主要應用在工業領域，煉油/合成氨/甲醇/鋼鐵用氫占比分別為42.2%、35.8%、15.5%和5.5%，其他領域用氫占比僅為1%。
數據來源：IEA、中商產業研究院整理
