2022年氢能、车载高压供氢系统行业市场全产业链发展规模前景预测及投资规划评估可行性研究
1、氢能行业发展概况:氢能逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一,亦是推进我国能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。氢能可广泛应用到交通运输、工业生产、航空航天、建筑等多个领域。根据国际能源署预计,到2050年,氢能将满足全球18%终端能源需求,欧洲、美国、日本、韩国等国家纷纷将氢能作为能源技术革命的重要方向和未来能源战略储备的重要组成部分。氢能产业链包括氢制取、氢储运、氢的综合应用。
从氢能“制取”环节来看,2020年全球9,000万吨的氢气需求几乎完全由化石燃料制氢满足,其中7,200万吨的氢气来自于化石能源制氢,其余主要来自于工业副产制氢。为实现“碳达峰、碳中和”,我国要求加快推进绿色氢能与可再生能源应用、推进可再生能源电解制氢的降碳工程。从技术路径来看,可再生能源电解水制氢、CCUS化石能源制氢、生物质制氢是未来三种低碳制氢的技术选择。从全球在建或计划项目来看,基于低碳制氢技术的氢气产量在2030年前会保持迅速增长,到2050年,全球51%氢气产量将由可再生能源电解水制氢技术提供。因此,可再生能源电解水制氢被视为未来最有潜力的制氢技术。
从氢能“储运”环节来看,氢气可以通过管道和管拖车以气态形式运输,也可以在超低温储罐中以液态形式运输。气态储运存在储氢密度低、压缩能耗高的缺点,而液氢的体积约是气态氢的1/800,可以大幅提升储运效率。我国《氢能产业发展中长期规划》提出要推动低温液氢储运产业化应用,降低储运成本,逐步构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系。长期来看,通过运输车、船舶等“多式联运”的方式采用液氢罐箱运输液氢是高效储运解决方案之一。
从氢能“应用”环节来看,氢能主要应用于工业、交通、建筑三大领域的能源供给。工业是最大的能源需求部门,占能源需求总量38%,二氧化碳排放量占全球总量26%,交通运输部门占最终能源需求25%,排放的二氧化碳占据全球总量20%以上,建筑领域碳排放情况尚无核算数据。随着工业绿色发展规划的落地实施,氢能技术将成为工业脱碳的关键技术;随着交通运输从规划、设计、建设、运营、养护全生命周期绿色低碳转型,氢能也将有望成为交通运输减排的重要途径。从氢能应用的成熟度来看,在建筑领域仍然处于探索阶段,预计氢能率先在交通运输领域实现商业化,其次将在工业生产、建筑等领域实现产业化发展。
中金企信国际咨询公布的《中国氢能行业市场深度调研及投资规划指导可行性预测报告(2022版)》
2、车载高压供氢系统:燃料电池系统为燃料电池汽车产业的核心部件,车载高压供氢系统为燃料电池系统的关键子系统之一,是燃料电池汽车能量存储单元,用于储存以及向电堆提供氢气,其占据燃料电池汽车成本的14%。车载储氢技术的改进是燃料电池车发展的重中之重,其存储体积、轻量化程度、安全性能很大程度上影响了燃料电池汽车的续驶里程和安全运行。
数据统计:中金企信国际咨询
燃料电池汽车车载储氢技术主要包括高压气态储氢、低温液态储氢、高压低温液态储氢、金属氢化物储氢及有机液体储氢等,高压气态储氢是技术最为成熟的方式,且已率先实现大规模商业化应用。
各种高压气态氢储氢技术路径的指标对比较分析
在高压气态储氢中,根据储氢瓶材料不同,可将储氢瓶分为纯钢制金属瓶(I型)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型)、铝内胆纤维缠绕瓶(III型)和塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型)4种。如上表所示,从储运效率、轻量化、成本等角度出发,IV型瓶相较于III型瓶具备显著优势:(1)III型瓶重容比在0.98左右,IV型瓶重容比在0.74左右;(2)III型瓶储氢密度为3.9%,IV型瓶的储氢密度可以达到5.5%;(3)IV型瓶单瓶气体容积可达到375升,可降低整个系统复杂性。未来,IV型瓶将成为车载供氢系统的主流规格,发行人目前已经具备IV型瓶技术储备且正在开展生产设备调试测试。
(1)全球车载供氢系统行业情况:
1)技术应用:国际市场车载供氢系统广泛使用70MPa的IV型车载储氢瓶。国外对70MPa氢气瓶的研究起步较早,应用相对成熟,主要研发、生产企业包括挪威HexagonComposites、美国Quantum、日本丰田、韩国ILJINComposite等,其产品以Ⅳ型瓶为主,储氢密度均在5.0%左右,已在重卡和乘用车领域得到应用。
2)市场规模:车载高压供氢系统属于燃料电池汽车必备的部件之一,一般一台燃料电池汽车匹配一套车载供氢系统。从全球每年新增的燃料电池汽车销量数据来看,2015-2020年燃料电池汽车年新增销量的复合增长率为65.46%,预计到2030年依然将保持高速增长态势。
中金企信国际咨询公布的《全球及中国车载高压供氢系统行业全产业链市场专项调查研究及投资战略可行性报告(2022版)》
(2)中国车载供氢系统行业情况:
1)技术应用:从我国现状来看,国内目前已经实现35MPa的III型瓶的规模化应用和70MPa的Ⅲ型瓶的示范应用,受限于我国技术储备现状,IV型车载储氢瓶尚未得到大规模推广应用。因此,我国车载高压供氢系统在技术水平尚落后于海外市场。
2)市场规模:基于我国“碳达峰、碳中和”的战略背景,燃料电池汽车或将与电动汽车共同成为中国新能源汽车产业的重要发展方向,特别是在续驶里程更长、动力能量密度要求更高的中型和重型卡车领域,燃料电池汽车相较于电动汽车具备明显的优势。
2016-2021年我国燃料电池汽车年新增销量总体呈现上升趋势,随着氢能政策以及燃料电池汽车示范应用城市群政策落地,2021年新增销量突破1500辆。根据《氢能中长期产业规划(2021-2035)》以及《节能与新能源汽车技术路线图2.0》显示,预计到2025年燃料电池汽车保有量将达到5万辆,到2030年预计将达到80-100万辆。
数据统计:中金企信国际咨询