2060年氫氣總需求高達(dá)4439萬噸！氫氣價格將低至20元/公斤!
發(fā)布時間：
2022-06-02
中金公司近日發(fā)布的一份報告中顯示：到2060年，氫氣總需求有望達(dá)到4439萬噸，其中在儲能領(lǐng)域所需氫氣年需求量有望達(dá)到613萬噸，交通領(lǐng)域用氫量占比最大，預(yù)計需要3031萬噸。
中金公司近日發(fā)布的一份報告中顯示：到2060年，氫氣總需求有望達(dá)到4439萬噸，其中在儲能領(lǐng)域所需氫氣年需求量有望達(dá)到613萬噸，交通領(lǐng)域用氫量占比最大，預(yù)計需要3031萬噸。
氫儲能優(yōu)勢顯著
中金公司的預(yù)測是基于對新能源發(fā)電到2060年所增長的數(shù)量和所需配備的儲能計算得出的。
2060年可再生能源的發(fā)電量約為18500TWh (較2020年增速CAGR2.2%)、發(fā)電量結(jié)構(gòu)中火電、水電、核電、風(fēng)電和光伏發(fā)電分別0%、10%、16%、23%、51%，單日最高用電負(fù)荷26億千瓦的假設(shè)。若要實現(xiàn)新能源的高比例消納、盡可能減少棄電量，到2060年電力系統(tǒng)對于儲能裝機的需求量或達(dá)1000TWh以上。其中氫儲能將成為繼抽水蓄能之后又一大調(diào)峰、調(diào)頻的主力。
之所以氫能可以在儲能領(lǐng)域發(fā)揮如此大的作用，是因為它具備響應(yīng)速度快、存儲量大、自然衰減率低、能量密度高等優(yōu)勢。
據(jù)了解，氫能燃料電池的響應(yīng)速度可以達(dá)到秒級，滿足電網(wǎng)對于儲能設(shè)施的基本要求。對比鋰電儲能，自然衰減在1個月左右，而氫燃料電池可以實現(xiàn)跨季儲存。而且氫燃料電池的能量密度在140MJ/kg，是鋰電能量密度的200倍。
最重要的一點是氫燃料電池儲能的規(guī)模效益明顯。據(jù)權(quán)威部門估算，在80%的可再生能源滲透率下，儲能設(shè)施需要具備在極端情況下持續(xù)放電120小時的能力，因此季節(jié)性儲能需要具備更大的單體規(guī)模。鋰電要建設(shè)如此規(guī)模，成本會直線上升，但氫燃料電池卻恰恰相反，規(guī)模越大，成本越低。盡管如此，氫儲能發(fā)展需要解決的重點是安全性問題，還沒有取得突破，氫儲能成本能否如期降低至20元/公斤，重點還要看氫能儲運的技術(shù)進展。
交通用氫將成主力
從2000年-2015年，我國科技部、工信部、財政部等多部委已經(jīng)確定了在新能源汽車構(gòu)建“三縱三橫”基本技術(shù)體系。“三縱”中，燃料電池汽車就是其中重要的“一縱”。雖然目前我國氫燃料電池車發(fā)展較為滯后，但從長遠(yuǎn)角度看，氫燃料電池車和鋰電車將成為交通領(lǐng)域齊頭并進共同發(fā)展的行業(yè)。
交通領(lǐng)域拓展氫能的應(yīng)用并不是一廂情愿的猜測，而是我們國家早已計劃好的。根據(jù)中國汽車工程學(xué)會牽頭編寫的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》規(guī)劃：到2025年全國范圍內(nèi)推廣氫燃料電池車10 萬輛，2030-2035年推廣達(dá)到百萬輛;商用車中，我們認(rèn)為政府對客車行業(yè)采購干預(yù)能力強， 且整車廠相對集中，客車或?qū)⒆钕韧茝V氫能;重卡則因其載重、續(xù)航、低溫的高要求對氫燃料電池推廣最為急迫。
中金公司預(yù)測：到2030和2060年，氫燃料電池車(商用車及乘用車)年銷量將分別達(dá)到29萬輛和200萬輛，燃料電池車保有量134萬輛和1546萬輛，屆時對應(yīng)總氫氣需求將達(dá)到129萬噸和3031萬噸。在交通領(lǐng)域氫能的應(yīng)用量占比接近7成。
目前我國燃料電池車發(fā)展速度較為遲緩，其中主要原因在于，加氫基礎(chǔ)設(shè)施不健全以及燃料電池系統(tǒng)及儲氫系統(tǒng)成本較高所致。根據(jù)測算，目前兩者占整車制造成本約70%，其中燃料電堆占到整車成本的30%，而且成本下降并不明顯。
作為氫燃料電池汽車發(fā)展至關(guān)重要的諸多材料和配件，如催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、空壓機、氫循環(huán)泵等，我國仍需進口，國內(nèi)能夠提供配套的企業(yè)并不多見也是行業(yè)發(fā)展滯后的重要原因。
對于相關(guān)企業(yè)來說，氫燃料電池車發(fā)展前景非常具有優(yōu)勢，但也需要各方承擔(dān)技術(shù)創(chuàng)新的壓力。
電解水制氫需2040年實現(xiàn)平價
目前我國制氫主要依賴于煤化工領(lǐng)域，電解水制氫成本依然處在高位。我國終端氫加注成本普遍在50-80元/kg，制氫、運氫、加氫成本占比分別在 37%、27%和36%。如果氫能想要在交通領(lǐng)域規(guī)模化應(yīng)用，其成本至少要與當(dāng)前使用化石能源持平。
中金公司預(yù)測，終端氫價格需下降至30元/kg以內(nèi)，氫能源各環(huán)節(jié)仍需進一步降本。預(yù)計電解水制氫成本將在2040年前實現(xiàn)與煤炭制氫平價。
做出上述判斷，是根據(jù)氫能產(chǎn)業(yè)的特點分析出來的。電解制氫規(guī)模化、電解技術(shù)進步、新能源電價降低三方面共同努力，將徹底驅(qū)動電解水制氫成本降低。
目前電解槽制氫裝置規(guī)模普遍較小，通過將多電解槽堆組合以增加電解槽系統(tǒng)整體容量可有效降低系統(tǒng)單位資本支出;同時制造端規(guī)模化生產(chǎn)也可實現(xiàn)有效降本。
根據(jù)IRENA預(yù)測，堿性電解效率將從目前的50-83kWh/kg H2下降至2050年的42 kWh/kg H2以下，使用壽命將提升至10萬小時以上。這將帶動單位氫能成本的下降。
隨著新能源發(fā)電成本降低，目前光伏、風(fēng)電等新能源裝機量不斷增長，新能源發(fā)電的度電成本仍處于快速下降階段，如果是采用棄風(fēng)、棄光、棄水電量制氫，將進一步降低其用能成本，促進電解水制氫成本的降低。
除了制氫成本外，儲氫和加氫也需要增加一部分終端用氫成本。中金公司預(yù)測，在制儲運加各環(huán)節(jié)的共同降本下，終端氫價格將在2030 年下降至35元/kg以下，并在2050年降至約20元/kg。
電解裝置將迎2萬億市場
基于上述預(yù)測和判斷，我國電解水制氫裝置將迎來發(fā)展新機遇。中金公司判斷：2060年電解裝置超2萬億元市場，電解裝置容量從1MW放大至40MW的固定成本支出減少約60%。高壓儲氫瓶也將迎來十年高速增長期。
根據(jù)全球儲氫瓶領(lǐng)先企業(yè)Hexagon數(shù)據(jù)顯示：2020年全球高壓儲氫瓶市場規(guī)模約20億美元，Hexagon預(yù)計2025和2030年全球市場將增長至約110億美元和690億美元;其中2030年中國市場有望增長至270億美元，占全球市場規(guī)模達(dá)39%。
根據(jù)第三方咨詢機構(gòu)勢銀咨詢(Trendbank)統(tǒng)計，2020年中國高壓儲氫瓶市場約4.1億元，2025年和2030年有望增長至39.2億元和200.0億元，2020-2025年和2025-2030年復(fù)合增速分別約57%和39%。
雖然我國儲氫設(shè)備未來有較大的發(fā)展空間，但是也要警惕當(dāng)前儲氫領(lǐng)域的技術(shù)和材料問題。以碳纖維復(fù)合材料為例，根據(jù)廣州賽奧炭纖維技術(shù)有限公司發(fā)布的《2019全球碳纖維復(fù)合材料市場報告》數(shù)據(jù)顯示：2019年全球碳纖維需求量約10.4萬噸，中國大陸需求量約3.8萬噸，占全球需求量的36%。但2019年我國大陸碳纖維進口量達(dá)2.6萬噸，進口依存度達(dá)到68%。儲氫設(shè)備所需材料對外依存度較高將制約我國儲氫設(shè)備的發(fā)展。
氫能匯認(rèn)為：目前我國氫能產(chǎn)業(yè)尚處在起步階段，無論從制氫、儲氫還是用氫端，都存在一些發(fā)展瓶頸需要突破。制氫端的成本問題，儲氫端的材料問題和用氫端的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題都需要業(yè)內(nèi)人士共同解決。
從行業(yè)發(fā)展趨勢看，氫能未來的市場前景非常好，未來30年整個行業(yè)將迎來一個飛速增長的新階段，相關(guān)企業(yè)需要看到產(chǎn)業(yè)發(fā)展一片光明的同時也要警惕和注意當(dāng)前掣肘行業(yè)發(fā)展痛點，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊并不意味著每一個企業(yè)發(fā)展也能同樣順利，行業(yè)在飛速進步的過程也是一個大浪淘沙的過程，一些技術(shù)能力差、資金實力不足的企業(yè)會被淘汰出局。
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