根据国际能源署可持续发展情景预测,到2070年,全球对氢气的需求预计将在目前的基础上增长7倍,达到5.2亿吨。如果化石燃料相应减少,叠加氢气的低碳化生产因素,全球能源行业和工业加工领域有望在2070年时实现碳中和。
过去数十年来,人类一直在考虑将氢气作为燃料源的可能性,但对其开发有限。近年,各国政府和国际组织对减排和实现净零排放的承诺、可再生能源装机容量的不断增长,以及可再生能源成本的不断下降,为大规模应用带来了可能性。目前包括蒂森克虏伯、西门子在内的全球能源巨头都在布局制备“绿氢”的技术路线。
然而,整个氢行业和供应链仍处于发展起步阶段。研究机构普华永道思略特预测,低碳氢市场有望在2030年迎来爆发,并在十年内展现出成本竞争力。
根据中研普华出版的《2021-2025年中国氢能源行业深度发展研究与“十四五”企业投资规划报告》显示:
目前,全球氢气的年产量为7000万吨,市场规模约为千亿美元。亚洲是最大氢能市场,占比接近一半达到48%;而工业企业则是最大的使用群体,八成以上的需求来自炼化和化工行业。
利用清洁的可再生能源电解水制成“绿氢”,是实现零碳排放最环保的解决方案。由于全球消耗的氢气中目前有95%来自化石燃料,传统的制氢方法会产生二氧化碳(“灰氢”),对环境造成的影响大。为了在氢气生产环节中尽可能减少碳排放,人们已经通过捕捉、利用和封存二氧化碳等方法制成低碳氢(“蓝氢”),但“绿氢”的制备仍是终极目标。
随着全球对“绿氢”需求的增长,百兆瓦的制氢项目已陆续出现。德国工业巨头蒂森克虏伯已经开始大规模发展制氢技术。今年年初,蒂森克虏伯与加拿大能源集团魁北克水电公司(Hydro-Québec)签署了关于建设一座88兆瓦的水电解制氢工厂的工程设计合同;蒂森克虏伯还在沙特启动了一个名为“NEOM”的项目,计划装机4吉瓦,计划日产“绿氢”650吨。
面对吉瓦级的绿色制氢需求,大型标准模块已经在中国应运而生。在中国和比利时合资的考克利尔竞立氢能技术公司的苏州工厂内,记者看到了全球到目前为止规模最大的单机1000立方米/时的水电解制氢设备。考克利尔竞立公司总经理马军向记者介绍道:“业内认为,未来可能需要吉瓦级的工厂。目前考克利尔竞立的年产能已经达到350兆瓦,预计三年内可以达到吉瓦级。”他预计到2050年,中国的6000万吨氢气产量中,将会有70%是“绿氢”。
去年中国在提出碳达峰以及碳中和目标以来,考克利尔竞立公司的水电解制氢设备订单就出现暴增。今年至今签订出售了17套1000立方米/时的制氢设备,总量相当于85兆瓦。
根据中国氢能联盟的预计,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至少达到10%,氢气需求量接近6000万吨,可减排约7亿吨二氧化碳,产业链年产值约12万亿元。
我国在氢能领域取得较大成绩。意识形成了一支专业研究人队伍,目前,包括中科院、高等院校在内的几十个科研机构在氢能领域开展研究工作;而是在氢能领域形成了一大批具有自主知识产权的新技术、新材料和新工艺;三是多家单位联合开发成功了燃料电池、公交车和燃料电池轿车。并进入演示阶段。以上海神力、中科院大连化物所以及武汉理工大学为代表的研究团队提出初步建立了车用燃料电池自主知识产权体系,积累了燃料电池在车用经验。
尽管如今国际社会对氢能特别是氢燃料电池车的研究持更加冷静和务实的态度,但在氢能及燃料电池技术研发与示范方面的努力一刻也没有停止。发达国家依然投入大量的人力物力开展研究,开发各种高效率、高可靠和低成本的新一代氢能利用新技术,以推动氢能及燃料电池的科技进步,促进其商业化进程。
欲了解中国氢能源行业发展分析具体信息可点击中研普华《2021-2025年中国氢能源行业深度发展研究与“十四五”企业投资规划报告》