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首部《中国氢能及燃料电池产业白皮书》出炉!2050年全国加氢站将超10000座!

日期: 2019-06-27
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6月26日下午15:30,中国氢能联盟在山东潍坊潍柴集团发布《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》。科技部原部长、中国科学院院士徐冠华,山东省副省长凌文,中国工程院原副院长干勇等领导,以及中国氢能联盟成员单位代表、媒体记者等近500人参加发布活动。


首部《中国氢能及燃料电池产业白皮书》出炉!2050年全国加氢站将超10000座!


图片来源:潍柴咨询


首部《中国氢能及燃料电池产业白皮书》出炉!2050年全国加氢站将超10000座!


潍柴动力董事长谭旭光致辞


中国氢能联盟成立于2018年2月11日,编制《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》是中国氢能联盟重要且长期的工作。这次白皮书的编制自启动以来,中国氢能联盟先后组织了30多家行业单位,100多位专家组成了6个写作组,召开了20多次专题研讨会,历时八个月完成。是国内首个国家层面的关于国家氢能产业的白皮书。


作为国内氢能产业发展战略领域的高质量研究成果,白皮书系统研究了氢能在我国现代能源体系建设中的定位,全面展示了氢能及燃料电池全产业链的发展现状及趋势,提出了近中远期我国氢能及燃料电池的发展目标和行动倡议。

 


中国氢能发展预测



氢能是中国能源结构由传统化石能源为主转向以可再生能源为主的多元格局的关键媒介。2018年,中国氢气产量约2100万吨。据中国氢能联盟预计,到2030年,中国氢气需求量将达到3500万吨,在终端能源体系中占比5%。到2050年氢能将在中国终端能源体系中占比约10%左右,氢气需求量接近6000万吨,可减排7亿吨CO2,产业链的年产值约12万亿元。其中,交通运输领域用氢2458万吨,约占该领域用能的19%,相当于减少了8357万吨原有或1000亿立方米天然气;工业领域用氢3370万吨,建筑及其他领域用氢110万吨,相当于减少1.7亿吨标准煤。


中国中长期氢能需求预测

首部《中国氢能及燃料电池产业白皮书》出炉!2050年全国加氢站将超10000座!

图片来源:中氢能联盟


中国高度关注氢能及燃料电池产业发展。2011年以来,政府相继发布了《“十三五”战略性新兴产业发展规划》《能源技术革命创新行动技术(2016-2030年)》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》《中国制造2025》等顶层规划,鼓励并引导氢能及燃料电池技术研发。氢能产业链较长,涵盖氢气制备、储运、加氢基础设施、燃料电池及其应用等诸多环节。与发达国家相比,中国在氢能自主技术研发、装备制造、基础设施建设等方面仍有一定差距,但产业化态势全球。


近年来,中国氢能及燃料电池产业逐步呈现以下三个显著特点:

  • 能源与制造大型骨干企业加速布局。与国外产业巨头积极介入氢能与燃料电池领域不同,中国氢能及燃料电池产业发展初期以中小企业、民营企业为主,能源与制造业大型骨干企业的介入程度有限。随着中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟的成立,大型骨干企业加速布局氢能产业。截至2018年底,国内氢能及燃料电池产业链设计规模以上企业约309家,能源与制造业大型骨干企业数量占比约20%。

  • 基础设施薄弱,有待集中突破。产业链企业主要分布在燃料电池零部件及应用环节,氢能储运以及加氢基础设施建设发展薄弱,成为“卡脖子”环节。氢能制储、加氢基础设施、燃料电池及应用三个环节企业占比分别为48.5%、9.7%、41.8%。预计2020、2030年中国加氢站数据将分别达到100座和1500座,整体规模将位居全球前列。

  • 区域产业集聚效益显著。近年来,北京、上海、广东、江苏、山东、河北等地纷纷依托自身资源禀赋发布地方氢能发展规划,并先行先试推动氢能及燃料电池产业化进程。目前,上述六省市产业链相关企业合计占全国规模以上企业总是的51%。2018年,广东、北京、河北三地的燃料电池车销售量占全国的79.56%。

 


产业发展路线图



结合氢能及燃料电池产业发展现状和技术进步,产业发展路线图分为三部分:总体目标、技术路线以及政策体系保障。


一、总体目标

白皮书指出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将达到10%左右,氢气需求量将接近6000万吨,年经济产值预计超过10万亿元。全国加氢站达到10000座以上,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

产业目标

现状(2019)

近期目标(2020-2025)

中期目标(2026-2035)

远期目标(2036-2050)

氢能源比例(%)

2.7%

4%

5.9%

10%

产业产值(亿元)

3,000

10,000

50,000

120,000

装备制造规模

加氢站(座)

23

200

1,500

10,000

燃料电池车(万辆)

0.2

5

130

500

固定式电源/电站(座)

200

1,000

5,000

20,000

燃料电池系统(万套)

1

6

150

550

数据来源:中国氢能联盟


二、技术路线展望

氢能产业发展初期,将以工业副产氢就近供给为主,积极推动可再生能源发电制氢规模化、生物制氢等多种技术研发示范;中期,将以可再生能源发电制氢、煤制氢等大规模集中稳定供氢为主,工业副产氢为补充手段;远期,将以可再生能源发电制氢为主,煤制氢配合CCS技术、生物制氢和太阳能光催化分解水制氢等技术成为有效补充。各地将结合自身资源禀赋,兼顾技术发展、经济性以及环境容量,因地制宜选择制氢路线。预计2050年评价制氢成本将不高于10元/公斤。

 

氢能储运将按照“低压到高于”“气态到多相态”的技术发展方向,逐步提升情趣的存储和运输能力,预计2050年储氢密度达到6.5 wt%。

 

燃料电池系统技术未来发展将会有四个方向,一是持续开发高功率系统产品,二是通过系统结构设计优化提高产品性能,三是通过策略优化提高产品寿命,四时通过零部件优化以及规模化效应持续降低成本。预计2050年系统的体积功率密度将达到6.5KW/L,乘用车系统寿命将超过一万小时,商用车将达到3万小时,固定式电源的寿命将超过十万小时。低温启动温度将降至零下40℃,系统成本将降至300元/KW。


中国氢能及燃料电池产业技术路线展望

技术指标

现状(2019)

近期目标(2020-2025)

中期目标(2026-2035)

远期目标(2036-2050)

技术路线

氢能制取

氢气主要用于工业原料,由化石能源重整制取,平均成本不高于20元/公斤

因地制宜发展制氢路线,积极利用工业副产氢,大力发展可再生能源点解水制氢示范。平均制氢成本不高于20元/公斤

积极发展规模化可再生能源电解水制氢和煤制氢集中式供氢。平均制氢成本不高于15元/公斤

持续利用可再生能源电解水制氢,大力发展生物制氢、太阳光解水制氢、“绿色”煤制氢技术,平均制氢成本不高于10元/公斤

氢能储运

35MPa气态存储;20MPa长管拖车运输

70MPa气态、低温液氢存储、固态储氢;45MPa长管拖车、低温液氢、管道(示范)输运

低温液态、固态储氢;液态氢罐、管道输运;储氢密度5.5wt%

高密度安全储氢;氢能管网;储氢密度6.5 wt%

燃料电池系统

比功率:3KW/L;寿命:>5000h;环境适应性:-20℃;成本:>8000元/KW

比功率:3.5KW/L;寿命:5000h(乘用车)、15000h(商用车)、20000h(固定式发电);环境适应性:-30℃;成本:4000元/KW

比功率:4.5KW/L;寿命:6000h(乘用车)、20000h(商用车)、50000h(固定式发电);环境适应性:-30℃;成本:800元/KW

比功率:6.5KW/L;寿命:10000h(乘用车)、30000h(商用车)、100000h(固定式发电);环境适应性:-40℃;成本:300元/KW

数据来源:中国氢能联盟


三、政策体系保障

为保证总体目标及技术路线的政策推进,需对标准体系、法律法规以及示范运营区进行统一规划。加快建立系统全面的标准、计量、检测、认证,以及产品售后服务保障体系,组织有实力的企业和科研院所重点对大规模高兴制氢、分布式制氢、氢气纯化、氢气储运的关键材料及技术设备、质子交换膜燃料电池等先进燃料电池技术、分布式发电技术等关键领域进行联合攻关,为氢能产业的长远发展打下坚实的基础。


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