制氢、储氢、运输、加氢行业报告：氢燃料电池概览和上游投资机会（21页）

行业报告下载 2019年07月03日 12:30 管理员

燃料电池产业链的上游主要由制氢、储氢、运输、加氢等环节购成，其中我们认为加氢站的布局具有较高的投资价值。

制氢：华北焦炉煤气华东氯碱产氢可规模外供，特高压或打破区域型限制2016 年全球范围内氢气产出大约在 6,100~6,500 万吨之间，其中美国年产约 900~1,000万吨，中国年产氢气约 2,100 万吨。中国与全球由于工业结构和自然资源的差异，氢源也有所分化。全球来看天然气重整制氢是最主要的方式，煤炭制氢的占比仅约 11%；而中国由于“富煤，贫油，少气”的能源结构，煤炭制氢占比 62%，是最大的组成，见图表 8。

中国作为全球最大的氢气生产国，具有充足的氢气来源支撑氢燃料电池的发展，我们认为未来两个大的方向选择在于制氢地点和制氢方式。氢源分布呈现地域性特点，华东华北是主要供给地，特高压或可打破地域局限由于中短期内氢能贮藏和运输成本会高于输配电成本，我们认为本着“当地产，当地用”的原则来建造制氢设施，会是技术推广初期的优先方案。

煤制氢产业集中在华北地区。中国山西、内蒙、陕西、新疆四省份的煤炭储量占据全国储量的 70%，炼焦产能主要分布在华北地区，其中焦油产能华北占比约 49%，焦炭产能华北占比约 50%，有大规模提供焦炉煤气的材料基础和工业基础，见图表 9-10。

氯碱产业集中在华东地区。截止 2018 年我国烧碱企业产能约 4,000 万吨，山东产能占全国产能约 28%左右，华东地区共计氯碱产能占比为 50%左右，见图表 11。

我国天然气受制于输送能力，并不适合制氢。天然气我国已探明地质储量区域的天然气主要集中在新疆和四川两地，东部沿海地区依赖西气东输工程来满足对天然气日益增加的需要。目前建成的三条西气东输干线合计运量约 770 亿立方米，用氢较多的东部地区并没有富余天然气资源来制氢，见图表 12。

弃水弃风弃光制氢受限于氢气运输范围，特高压可助清洁能源消纳。2018 年我国弃风电量最高的三省是新疆、甘肃和内蒙古，合计弃风电量约 233 亿千瓦时，占全国弃风电量的 84%；弃光电量主要集中在新疆和甘肃，合计弃光电量约 31.7 亿千瓦时；总弃水电量约 691 亿千瓦时，主要出自四川。能源中心与需求省份的地区错位，通过当地制氢运输

的方式辐射范围有限，仍需待特高压建成解决东西部发电用电的结构性失调。

制氢技术：需要考虑自用比例，氯碱与焦炉煤气制氢有规模供应可行性目前主流的制氢技术路线为煤焦化&气化制氢、油气制氢、氯碱制氢和清洁能源弃电制氢；其中石化行业产出氢气大多用于后续的生产过程，无法大规模外供。目前氯碱工业的氢气副产品是燃料电池领域较为常用的氢源，焦炉煤气的氢气副产品也有较多外供可行性。 ► 煤焦化、气化制氢。煤焦化过程是在隔绝空气、高温环境下产出焦炭和焦油，同时产出含有氢气的焦炉煤气，经过分离可以获得高纯度氢气。气化是指将煤置于高温高压环境下，和水蒸气或者空气反应得到的含有氢气的产物。值得一提的是，煤制氢产物中硫含量较高，无法直接用于燃料电池，还需要通过脱硫装置进一步净化； ► 油气制氢将天然气、炼厂气等烃类气体和水在适当的温度和催化剂条件下，反应生成一氧化碳和氢气。石化行业会需要大量的氢来完成复杂的化学过程，例如加氢裂化、重整、加氢精制以及其他原油和烃类化合物的蒸馏、加工和合成过程。因此石化行业氢产物自用率较高； ► 氯碱工业制氢是以氯化钠水溶液为原料，电解生产烧碱和氯气，同时得到副产品氢气。经过气体分离与净化后，可以将氢气纯度提升至 99%-99.99%，是目前燃料电池比较主要的供气方式； ► 弃水弃电弃风电解水制氢。电解水制氢工艺原理简单，技术较为成熟。消耗清洁能源所产生的多余电力来制氢，可以起到削峰填谷的调节作用。制氢成本：长远看我国宜选用煤制氢和氯碱制氢降低成本，或清洁能源弃电制氢降低排放主流制氢路线比较中可以看出，煤制氢得益于原材料成本低廉，使用规模巨大，因此综合成本较低；天然气和氯碱工艺制氢成本价格适中；电解水制氢则因为能耗较高，能源转换效率低，成本最高，见图表 13。考虑到天然气受制于西气东输能力，我们认为当下以煤炭和氯碱为原材料的制氢工艺更具现实意义。放长远看，各种制氢方式成本均有不同程度降低。我们认为涉及到天然气、分布式弃风弃光制氢的方式，由于供给不足或供给需求地区不匹配等原因，并不适合我国国情。而煤制氢、氯碱制氢具有：1）通过副产物供应，净供给量高；2）分布在华东华北地区，离需求地近；3）成本低廉等特点，可以成为主要的氢源方式。通过清洁能源弃水、弃风、弃光的电力经过输配电线路至需求地后再电解水制氢，成本将有所下降（至 22~28 元/kg），更具有环保优势，也可以酌情考虑，见图表 14。

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