氢能利用产业发展战略研究

前言

第1 章 氢能产业发展现状 001

1.1 全球氢能产业发展基本概况 003

1.1.1 全球氢燃料电池汽车产业现状 004

1.1.2 全球氢燃料电池发电产业现状 009

1.1.3 全球氢能产业发展政策预期 014

1.2 国内氢能产业发展概述 016

1.2.1 产业规模 016

1.2.2 产业政策 017

1.2.3 中央企业布局 022

1.2.4 当前我国的氢能产业发展总体特点 025

第2 章 氢能在交通领域的应用及发展趋势分析 027

2.1 氢燃料电池乘用车的应用及发展趋势 029

2.1.1 产业发展现状分析 030

2.1.2 竞争力分析 032

2.1.3 产业发展存在的问题 032

2.1.4 发展趋势展望 033

2.2 氢燃料电池商用车的应用及发展趋势 034

2.2.1 产业发展现状分析 034

2.2.2 竞争力分析 037

2.2.3 产业发展存在的问题 038

2.2.4 发展趋势展望 039

2.3 氢燃料电池特种车辆的应用及发展趋势 039

2.3.1 产业发展现状分析 040

2.3.2 竞争力分析 043

2.3.3 产业发展存在的问题 045

2.3.4 发展趋势展望 046

2.4 氢燃料电池有轨电车的应用及发展趋势 046

2.4.1 产业发展现状分析 047

2.4.2 竞争力分析 050

2.4.3 产业发展存在的问题 051

2.4.4 发展趋势展望 051

2.5 氢燃料电池船舶的应用及发展趋势 052

2.5.1 产业发展现状分析 052

2.5.2 竞争力分析 054

2.5.3 产业发展存在的问题 055

2.5.4 发展趋势展望 056

2.6 氢燃料电池在交通领域应用的总体研判 056

2.7 氢能及燃料电池在交通领域发展路线图 060

第3 章 氢能在电力领域的应用及发展趋势分析 063

3.1 大型分布式发电站用燃料电池的应用及发展趋势 066

3.1.1 产业发展现状分析 066

3.1.2 竞争力分析 071

3.1.3 产业发展存在的问题 073

3.1.4 发展趋势展望 073

3.2 家用热电联产用燃料电池的应用及发展趋势 074

3.2.1 产业发展现状分析 074

3.2.2 竞争力分析 079

3.2.3 产业发展存在的问题 081

3.2.4 发展趋势展望 082

3.3 备用电源用燃料电池的应用及发展趋势 082

3.3.1 产业发展现状分析 082

3.3.2 竞争力分析 093

3.3.3 产业发展存在的问题 094

3.3.4 发展趋势展望 095

3.4 氢能及燃料电池在电力领域发展路线图 096

第4 章 氢能在其他领域的应用及发展趋势 099

4.1 氢能在钢铁冶金行业的应用及发展趋势 101

4.1.1 产业发展现状分析 102

4.1.2 竞争力分析 104

4.1.3 产业发展存在的问题 105

4.1.4 发展趋势展望 106

4.2 天然气管网掺氢的应用及发展趋势 106

4.2.1 产业发展现状分析 107

4.2.2 竞争力分析 110

4.2.3 产业发展存在的问题 111

4.2.4 发展趋势展望 113

4.3 无人机用燃料电池的应用及发展趋势 115

4.3.1 产业发展现状分析 115

4.3.2 竞争力分析 121

4.3.3 产业发展存在的问题 122

4.3.4 发展趋势展望 123

4.4 深海潜水器用燃料电池的应用及发展趋势 124

4.4.1 产业发展现状分析 124

4.4.2 竞争力分析 126

4.4.3 产业发展存在的问题 128

4.4.4 发展趋势展望 129

4.5 氢能及燃料电池在其他领域发展路线图 130

第5 章 氢储能系统的应用与发展趋势 135

5.1 氢储能和其他储能技术概述 137

5.1.1 氢储能系统概述 137

5.1.2 其他储能技术概述 138

5.2 国内外储能市场的发展现状和趋势 139

5.2.1 世界储能市场发展现状和趋势 139

5.2.2 中国储能市场的发展现状和趋势 141

5.3 国内外氢储能的发展现状 143

5.4 氢储能政策分析 145

5.5 氢储能和其他储能方式的技术经济性比较 148

5.6 氢储能存在的问题分析 151

5.7 氢储能的发展趋势分析 154

5.8 氢储能发展路线图 155

第6 章 我国氢能利用产业发展战略研究 159

6.1 中国氢能产业发展存在的主要问题 161

6.2 氢能利用产业发展条件基本判断与发展前景分析 163

6.2.1 发展条件基本判断 163

6.2.2 中国氢能产业发展前景分析 164

6.3 氢能利用产业发展指导思想与发展策略分析 166

6.3.1 指导思想 166

6.3.2 发展策略分析 169

6.4 氢能产业发展保障措施与建议 175

参考文献 181

第1章 氢能产业发展现状

 1.1 全球氢能产业发展基本概况

 国际上，各大经济体均发布了氢能产业发展国家战略/路线图，或者正在制定的过程中。其中，发布氢能国家战略的有11个国家或地区：欧盟、日本、韩国、澳大利亚、荷兰、挪威、德国、葡萄牙、西班牙、芬兰、加拿大；发布氢能路线图的有5个国家：法国、新西兰、加拿大、俄罗斯、美国；正在制定氢能发展战略的有11个国家：中国、印度、奥地利、巴拉圭、乌拉圭、英国、丹麦、乌克兰、哥伦比亚、阿曼、摩纳哥。在这些国家和地区里面，具有影响力的是美国、欧盟、中国、日本、韩国。从这些年的发展路线来看，这几大阵营在氢能产业上的应用场景各有侧重，特点比较鲜明，比如，日本以燃料电池乘用车和家庭热电联产系统为主；韩国以燃料电池乘用车和分布式电站为主；欧盟以制氢为突破口，发展氢储能和天然气管网掺氢等应用；美国相对全面一些，关键材料、叉车、乘用车、重卡、分布式电站、备用电源等都有所布局；中国则以氢燃料商用车示范为主。

 根据国际能源署（IEA）统计，截至2020年底，全球氢气需求量约1.15亿 t/a，其中“纯氢”的消费量为7000万 t/a，含氢混合气体的氢消费量为4500万 t/a[1]。氢气几乎全部来自化石能源，包括碳捕集与封存（CCS）的化石能源制氢和可再生能源制氢方式生产的低碳清洁氢占比不足3%。

 从全球氢能发展角度看，氢能及燃料电池产业依然蓬勃发展，产业链在技术上不存在障碍，技术不断迭代升级，产业发展已进入导入期，发展的重点在于扩大规模、降低成本、寻求适宜的商业模式。

 1.1.1 全球氢燃料电池汽车产业现状

 1.1.1.1 总体情况

 2020年，全球氢能和燃料电池产业发展速度明显加快，氢能通过燃料电池技术在交通领域已经有了一定的商业应用，截至2020年底，全球氢燃料电池汽车保有量达到34218辆，在运营的加氢站为544座，如图1-1所示。在乘用车和商用车方面，日本、美国、欧盟、中国均有一定数量的部署，虽然数量上为数尚小，但也开启了氢燃料电池产业的商业化进程。

 图1-1 全球加氢站和氢燃料电池汽车情况

 从全球氢燃料电池汽车发展类型来看，基本都是以乘用车为主、商用车为辅，以乘用车技术的发展来带动和促进氢燃料电池叉车，尤其是氢燃料电池重卡等商用车的发展[2]。当前，在纯电动乘用车极速发展的大势之下，氢燃料电池乘用车的发展受到了极大的压力，故全球也在积极探索以重卡为重点方向的大功率、大容量需求的商用车领域。

 从氢燃料电池汽车产业示范角度来看，全球各国结合自身发展的实际情况，选择适宜的商业模式，不断做大规模，降低成本，迭代技术，创造新的应用场景，形成良性的发展态势，促进产业的持续发展。例如，日本建设了全球*多的加氢站；韩国采取了几个城市集中试点，将安山、蔚山、万州和全州选为氢能经济候选城市；美国集中在加利福尼亚州（加州）推广氢燃料电池汽车，重点推动叉车在超市应用，创造应用场景；中国也在积极寻求应用场景和示范城市，并选择以商用车作为导入期。

 1.1.1.2 重点国家情况

 1.美国

 2020年，受新冠疫情影响严重，美国全年氢燃料电池汽车投放数量不到2019年的一半，加州仅售出937台氢车，同比减少55%，保有量为8931台（不包括氢燃料电池叉车），占全球27%，美国氢燃料电池汽车保有量如图1-2所示。

 图1-2 美国氢燃料电池汽车保有量

 在产业层面，几大巨头继续扩大业务规模，拓展车端产品应用。巴拉德（Ballard）动力开发新一代氢燃料电池电堆，扩大其在商用车和乘用车上的应用；康明斯与纳威司达（Navistar）公司合作开发8级氢燃料卡车，并追加对路普能源科技有限公司（LOOP Energy）的投资推进商用车的应用；普拉格能源加速其在氢燃料电池汽车的布局，深化与零售巨头的合作，继续保持其在氢燃料叉车的龙头地位，同时与 Lightning Sys