深度分析：綠氫需求提升制氫結構趨于平衡

2023-07-11 來源：中商產業研究院

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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%。