新三板專題報(bào)告機(jī)遇已至解析iea氫能的未來(lái)--廣證恒生-35特

1、新三板專題報(bào)告機(jī)遇已至IEA氫能的未來(lái)2019 年 7 月 10 日相關(guān)報(bào)告于棟（分析師）： 郵箱：執(zhí)業(yè)編號(hào)：1、 科創(chuàng)板電池行業(yè)估.cn值適用方法探討A1310518100001受 G20 主辦國(guó)邀請(qǐng)，國(guó)際能源署于 6 月 14 日發(fā)布?xì)淠艿膱?bào)告氫能2、解構(gòu)外優(yōu)勢(shì)顯著，國(guó)產(chǎn)的未來(lái)，該報(bào)告詳細(xì)介紹了氫能的現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵， 下：突圍發(fā)展氫能源優(yōu)勢(shì)與并存。氫氣的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)污染、高質(zhì)量密度、可持續(xù)發(fā)展l數(shù)據(jù)支持：等，其劣勢(shì)在于較高的生產(chǎn)成本和成本。由于氫氣密度低，壓縮、轉(zhuǎn)化難度大，處于氫能源產(chǎn)業(yè)鏈中游部分的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)就成為制約氫能源大規(guī)模應(yīng)用、急需技術(shù)基于的重點(diǎn)，同時(shí)上游制氫與下游應(yīng)用也值得關(guān)

2、注。勢(shì)，天然氣和煤炭是氫氣l在目前生產(chǎn)的 7000 萬(wàn)噸的氫氣中，76%來(lái)自天然氣，其余 23%幾乎全部來(lái)自煤炭，做中國(guó)新三板研究極客極少部分來(lái)自水電解。由于天然氣和煤炭制氫過(guò)程中易產(chǎn)生大量因此發(fā)展水電解制氫成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在成本方面，采用天然氣排放， 的氫氣價(jià)格為 1.5-3/kg，而采用可再生電力的氫氣價(jià)格為 2.5-6/kg，氫氣成本很大程度上受天然氣價(jià)格和電價(jià)的影響，據(jù)估算，當(dāng)天然氣價(jià)格為 11/MBtu時(shí)，可再生電價(jià)須降至 30-45/MWh 才可與之競(jìng)爭(zhēng)。制氫方式的選擇還取決于各國(guó)豐富程度、投資約束、對(duì)碳排放的接受程度等因素的影響。l氫的儲(chǔ)存和成本跟不同的技術(shù)選擇有關(guān)，而應(yīng)當(dāng)選

3、擇哪種儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)受眾多因素影響，如：運(yùn)送距離、運(yùn)送數(shù)量、儲(chǔ)存時(shí)間。短時(shí)且少量的氫氣儲(chǔ)存可以采用將氫轉(zhuǎn)化成氫基的方法，對(duì)于這種方法，氫基的最大成本是典型的電力，約占 40-70%的生產(chǎn)成本氫基，因此降低電力是一個(gè)重要的目標(biāo)，同時(shí)提高轉(zhuǎn)換鏈。另外法是儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐儲(chǔ)存氫氣可以應(yīng)用于，有非常廣闊的前景，但是安全性能仍待提高。長(zhǎng)時(shí)且大量的氫氣可以被儲(chǔ)存到鹽穴、油氣藏或含水層。目前鹽穴應(yīng)用較廣泛，因?yàn)樗鄬?duì)成本較低、污染較小。氫的主要通過(guò)管道、卡車、船道一般用于長(zhǎng)距離的，卡車和船只用于短距離，管道的成本非常高，但是邊際成本比較低，長(zhǎng)距離的氫的通過(guò)管道可以有效降低成本。l氫能源的應(yīng)用電池和氫能汽車是關(guān)鍵，可以通過(guò)

4、降低氫的生產(chǎn)成本、儲(chǔ)運(yùn)成本和加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)增廠，電池的各種部件的綜本可以降低 65%。儲(chǔ)罐的成本下降速度會(huì)比電池慢，美國(guó)能源部的最終目標(biāo)是 8能會(huì)降至 16700/kWh，這意味著對(duì)于一個(gè) 1800 千瓦的油箱來(lái)說(shuō)，成本可，而傳統(tǒng)柴油卡車拖拉機(jī)的全部成本則為 10 萬(wàn)至 15 萬(wàn)。而加氫站有著很強(qiáng)的規(guī)模效應(yīng)，將容量從 50 至 500 kgH/天可能會(huì)降低特定成本）75%。氫能源的進(jìn)程中起著非常重要的作用。把握好國(guó)際能源署提出的四個(gè)l近期機(jī)會(huì)和七個(gè)關(guān)鍵建議，我國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)有機(jī)會(huì)進(jìn)入高速發(fā)展階段。風(fēng)險(xiǎn)提示：政策推進(jìn)不及預(yù)期，技術(shù)不及預(yù)期獲取報(bào)告1、2、3、每周群內(nèi)7+報(bào)告；當(dāng)

5、日華爾街日?qǐng)?bào)、4、行研報(bào)告均為公開(kāi)利歸原作者所有，起點(diǎn)財(cái)經(jīng)僅分發(fā)做內(nèi)部學(xué)習(xí)。掃一掃關(guān)注 回復(fù)：加入“起點(diǎn)財(cái)經(jīng)”群。新三板專題報(bào)告目錄并存51.發(fā)展氫能源優(yōu)勢(shì)與2.產(chǎn)業(yè)鏈概況：各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)都仍待，成本居高難下63. 氫的供應(yīng)來(lái)源：目前以天然氣和煤炭為主，未來(lái)電解水發(fā)展空間很大73.1 天然氣制氫占比最大，目前成本最低，排放問(wèn)題有待解決73.1.1 重整制氫為主，天然氣出口國(guó)勢(shì)明顯73.1.2 CCUS 對(duì)于今天運(yùn)行的大型 SMR 機(jī)組脫碳. 73.2 水電解制氫是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，規(guī)模擴(kuò)大可降低成本，解決污染問(wèn)題83.2.1 堿性電解是一項(xiàng)成商業(yè)化技術(shù)93.2.2 PEM 電解槽系統(tǒng)由于成本高，目前

6、應(yīng)用不廣泛93.2.3 SOEC 技術(shù)是目前最不發(fā)達(dá)的電解技術(shù)93.3 煤炭制氫：成本取決于煤炭的可用性和成本133.4 生物質(zhì)制氫：技術(shù)復(fù)雜，成本極高134.不同生產(chǎn)技術(shù)選擇的成本比較145.氫的儲(chǔ)存：成本與許多因素有關(guān)，需衡考慮165.1 短時(shí)且少量的儲(chǔ)存165.1.1 將氫轉(zhuǎn)化為氫基和易于儲(chǔ)存、和使用的原料165.1.2 利用特殊材料的儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，安全性是關(guān)鍵185.2 長(zhǎng)時(shí)且大量的儲(chǔ)存.25.2.3鹽穴成本相對(duì)較低、污染最小18油氣藏成本相對(duì)鹽穴高、污染小18含水層成本和可行性有待證明196.氫的和分配：成本與許多因素有關(guān)，需衡考慮196.1 長(zhǎng)距離低溫液態(tài)氫19.

7、20. .26.1.3管道船舶管道和船舶成本對(duì)比206.2 較長(zhǎng)距離高溫氣態(tài)氫206.3 短距離液態(tài)有機(jī)氫載體216.3.1 卡車216.3.2 管道216.3.3 卡車和管道的成本比較217.氫的當(dāng)前和潛在工業(yè)用途：重點(diǎn)關(guān)注氫能源汽車7.47.5煉油中的氫：解決排放問(wèn)題是關(guān)鍵23化學(xué)工業(yè)中的氫：主要用于氨和甲醇24鋼鐵生產(chǎn)中的氫：是目前氫的第四大需求來(lái)源，到 2030 年需求預(yù)計(jì)增長(zhǎng) 6%25高溫用氫：目前幾乎沒(méi)有專門(mén)的氫用于這一應(yīng)用25交通：技術(shù)問(wèn)題仍待，成本太高導(dǎo)致難以普及2..47.5.5電池和內(nèi)燃機(jī)26加氫

8、站建設(shè)27海事部門(mén)27鋼軌28航空287.67.7行業(yè)未來(lái)各種能源和技術(shù)很可能共存28氫可能成為一種長(zhǎng)期電力的選擇28敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 2 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告8.氫氣運(yùn)用于電池的成本競(jìng)爭(zhēng)力：大規(guī)模生產(chǎn)可有效降低成本2電池成本和降低成本的潛力29儲(chǔ)罐成本和降低成本的潛力29加油基礎(chǔ)設(shè)施成本和降低成本的潛力299. 推動(dòng)關(guān)鍵價(jià)值鏈發(fā)展的相關(guān)政策309.1 四個(gè)近期機(jī)會(huì)339.1.1 使工業(yè)集群成為擴(kuò)大清潔氫使用的神經(jīng)中樞339.1.2 利用現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施（如數(shù)的天然道）促進(jìn)低碳?xì)涔?yīng)，并使其成為最可靠的需求來(lái)源339.1.3 通過(guò)車隊(duì)、貨運(yùn)和走廊擴(kuò)大氫氣.

9、 339.1.4 啟動(dòng)氫氣貿(mào)易的第一條國(guó)際路線33風(fēng)險(xiǎn)提示33敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 3 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表目錄. 5. 5圖表 1圖表 2圖表 3圖表 4圖表 5氫能源的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用方面的氫能源的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用方面的氫能源產(chǎn)業(yè)鏈概況6氫能源產(chǎn)業(yè)鏈概況7用 CCUS 技術(shù)的制氫流程8圖表 6 2018 年不同地區(qū)天然氣的制氫成本對(duì)比8圖表 7圖表 8圖表 9圖表 10圖表 11圖表 12圖表 13不解槽技術(shù)的技術(shù)特性10電解槽容量增加對(duì)能源的影響和電解槽的平均容量大小11預(yù)期能夠減少的電解槽的. 11未來(lái)制氫成本隨的時(shí)間在不同投資成本和不力成本條件下的變化12使用電網(wǎng)電力電解氫的成本

10、12長(zhǎng)期來(lái)看，利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的制氫成本13中國(guó)如今的制氫成本13圖表 14 2030 年預(yù)計(jì)的運(yùn)用不同制氫技術(shù)的制氫成本14圖表 15圖表 16圖表 17圖表 18圖表 19圖表 20圖表 21圖表 22近期用電力發(fā)電和天然氣發(fā)電的成本對(duì)比15世界不同地區(qū)的氫氣成產(chǎn)成本15氫基和電解原料不同途徑的產(chǎn)量和損失16利用電解氫生產(chǎn)各種基原料的新項(xiàng)目數(shù)17長(zhǎng)期和近期的電力線路生產(chǎn)成本18氫的、分配和儲(chǔ)存19用管道和船舶儲(chǔ)運(yùn)氫氣的成本以及氫液化和轉(zhuǎn)化的成本20不同氫氣方法的成本對(duì)比（左）和氫氣轉(zhuǎn)化的成本（右）21圖表 23 2030 年通過(guò)管道和船舶氫氣的總成本隨輸運(yùn)公里數(shù)變化趨勢(shì)22圖表 24 20

11、30 年，從澳大利亞通過(guò)電解生產(chǎn)的氫或氨到的成本22圖表 25 2030 年低碳制氫的長(zhǎng)期應(yīng)用潛力排行榜23圖表 26 2018 年制氫成本和煉油的邊際利潤(rùn)對(duì)比23圖表 27 2030 年，有 CCUS 和沒(méi)有 CCUS 技術(shù)的生產(chǎn)成本對(duì)比24圖表 28 2018 年，制氨和制甲醇的氫氣需求24圖表 29 當(dāng)前趨勢(shì)下對(duì)主要化工生產(chǎn)的氫氣需求25圖表 30 氫氣在不同應(yīng)用領(lǐng)域的成本、需求、機(jī)會(huì)和. 25圖表 31 2017-18 年電池汽車的流通數(shù)量26圖表 32 2018 年全球加氫站建設(shè)和分布情況27圖表 33圖表 34圖表 35圖表 36作為產(chǎn)能函數(shù)的基本氫補(bǔ)給成本30政策支持的氫能應(yīng)用3

12、0投入氫能和電池的研發(fā)費(fèi)用31從 2018 年開(kāi)始各國(guó)和氫能源相關(guān)的公告31敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 4 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告1.發(fā)展氫能源優(yōu)勢(shì)與并存相比天然氣和，質(zhì)量的氫蘊(yùn)含更高的能量，因此非常適合作為材料。然而，由于體積氫氣的能量密度較低，意味著在相同能量條件下，所需氫氣的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他。這一點(diǎn)可以通過(guò)使用快速的管道或大型儲(chǔ)氫罐來(lái)實(shí)現(xiàn)。氫可以通過(guò)壓縮、液化轉(zhuǎn)為能量密度更高的氫基，但轉(zhuǎn)換過(guò)程會(huì)消耗一些能量。圖表1 氫能源的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用方面的資料來(lái)源：圖表2 氫能源的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用方面的資料來(lái)源：敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 5 頁(yè) 共 35 頁(yè)氫能源的優(yōu)勢(shì)氫能源應(yīng)用方面的一些碳?xì)浔雀撸赫嬲?/p>

13、到零排放，無(wú)污染，幫助空氣質(zhì)量和加強(qiáng)能源安全；成本高：由于目前氫能源的主要供應(yīng)來(lái)源是石油和天然氣這類成本較高的能源，使得用低碳能源生產(chǎn)氫氣的成本很高；而且氫氣生產(chǎn)規(guī)模還較小， 目前還不能通過(guò)規(guī)模有效降低成本；高效能：從比能量的角度來(lái)看，氫能源比能量高于、柴油和天然氣。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，氫率密度幾乎是其他化石的 3 倍多；氫基礎(chǔ)設(shè)施（如加氫站）的發(fā)展緩慢，阻礙了廣泛應(yīng)用；低發(fā)電成本：是儲(chǔ)存電力的最低成本選擇；難度大：氫能源易且體積極輕，所以在端提出了新的要求；生命周期可循環(huán)：可以利用可再生能源，可以可持續(xù)發(fā)展；而且來(lái)源廣，不受地域限制；屬性氫氣對(duì)比密度（氣體）0.089 千克每立方米（0，1 巴）天然

14、氣的 1/10密度（液體）70.79 千克每立方米（-253，1 巴）天然氣的 1/6沸點(diǎn)-252.76（一巴）比液化天然氣低 90質(zhì)量能量（低熱值）120.1每千克的三倍能量密度（環(huán)境條件，低熱值）0.01每升天然氣的 1/3比能量（液化，低熱值）8.5每升液化天然氣的 1/3火焰速度346 毫米每秒甲烷的 8 倍啟動(dòng)范圍4-77% 空氣中的體積比甲烷寬 6 倍自燃溫度585天然氣是 220點(diǎn)火能量0.02甲烷的 1/10新三板專題報(bào)告2.產(chǎn)業(yè)鏈概況：各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)都仍待高難下，成本居氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈概況如圖三，包括了氫能源的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、以及各種應(yīng)用領(lǐng)域。其中氫能源的供應(yīng)方主要有可再生能源（如風(fēng)

15、能、太陽(yáng)能、電解水等），和不可再生能源（如天然氣、煤炭、石油等）；不可再生能源可以通過(guò)燃燒直接產(chǎn)生氫氣和發(fā)電的能量，但與此同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的；可再生能源可以發(fā)電，然后通過(guò)電解水產(chǎn)生氫氣，實(shí)現(xiàn)零排放，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。這便是利用可再生能源生產(chǎn)氫氣作為氫能源投入應(yīng)用的最大優(yōu)勢(shì)之一。氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈中游包括氫的儲(chǔ)存和分配。這也是氫能源投入大規(guī)模應(yīng)用的最題之一，因?yàn)闅淠茉词悄壳鞍l(fā)現(xiàn)的密度最小的氣體，這使得它的儲(chǔ)運(yùn)非常。圖表3 氫能源產(chǎn)業(yè)鏈概況資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 6 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表4 氫能源產(chǎn)業(yè)鏈概況資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、3.氫的供應(yīng)來(lái)源：

16、目前以天然氣和煤炭為主，未來(lái)電解水發(fā)展空間很大在目前生產(chǎn)的 7000 萬(wàn)噸的氫氣中，76%來(lái)自天然氣，其余 23%幾乎全部來(lái)自煤炭。對(duì)天然氣和煤炭的依賴造成了大量的（每年約 130mtCO）排放。盡管在氨/尿素裝置中，來(lái)自蒸汽甲烷重整（SMR）的濃縮流獲并用于尿素肥料的生產(chǎn)，但仍有大部分排放到大氣中。目前最常用的制氫方法是 SMR、煤氣化和水電解技術(shù)。3.1 天然氣制氫占比最大，目前成本最低，排放問(wèn)題有待解決3.1.1 重整制氫為主，天然氣出口國(guó)勢(shì)明顯重整是利用天然氣制氫最普遍的方法。有三種方法：蒸汽重整（以空氣中的氧為氧化劑）或二者的結(jié)合稱為自熱重整（ATR）。氧化劑和氫源）、部分氧化（以天

17、然氣制氫的生產(chǎn)成本受各種技術(shù)因素的影響，其中天然氣價(jià)格和最為重要。天然氣成本是所有地區(qū)制氫成本結(jié)構(gòu)中占比最大的部分，約占生產(chǎn)成本的 45%-75%（圖五）。中東、俄羅斯和的天然氣價(jià)格低，從而其制氫成本也較低。、韓國(guó)、中國(guó)和等天然氣進(jìn)口國(guó)面臨更高的天然氣進(jìn)口價(jià)格，導(dǎo)致更高的制氫成本。3.1.2 CCUS 對(duì)于今天運(yùn)行的大型 SMR 機(jī)組脫碳CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage）技術(shù)可用于 SMR 和 ATR 制氫。在 SMR 的生產(chǎn)及排放過(guò)程中使用 CCUS 可以減少高達(dá) 90%的碳排放。目前已有一些年產(chǎn)量為 0.5 兆噸氫氣的 SMR-CCUS

18、 工廠投入運(yùn)營(yíng)。SMR 工廠捕獲的方式有兩種：一是將從高壓氣流中分離出來(lái)從而減少60%的排放，通常處理每噸 CO2 需花費(fèi) 53水平提高到 90%以上，但也會(huì)使成本增加到 80。二是從稀釋的爐煙氣中捕獲，這樣可以將減排/tCO2 左右。氨/尿素和甲醇的減排成本高達(dá) 90-115敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 7頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告/tCO2，因?yàn)槠渑欧诺腃O2 氣體稀釋程度更高。在 ATR 技術(shù)中，所有的 CO2 都在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生，所以CO2 回收率比 SMR 要高。集中排放也使得 ATR 的減排成本更低。目前 ATR+CCUS 技術(shù)有逐漸取代 SMR 技術(shù)的趨勢(shì)。圖表5 用 CCUS 技術(shù)

19、的制氫流程資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、向 SMR 工廠加入 CCUS 將使平均增加 50%左右，成本增加 10%左右。的和儲(chǔ)存成本也導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本平均翻了一番。然而在某些地區(qū)，SMR+CCUS 的制氫成本為 1.4-1.5是成本最低的低碳制氫方式之一。/kg，圖表6 2018 年不同地區(qū)天然氣的制氫成本對(duì)比資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、3.2 水電解制氫是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，規(guī)模擴(kuò)大可降低成本，解決污染問(wèn)題水電解是將水分解成氫和氧的電化學(xué)過(guò)程。目前，全球氫氣生產(chǎn)中只有不到 0.1%來(lái)自水電解，通過(guò)這種方式生產(chǎn)的氫氣主要用于需要高純度氫氣的市場(chǎng)（例如電子和多晶硅）。除水電解制氫外，氯堿電敬請(qǐng)參閱最

20、后一頁(yè)重要第 8 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告解制氯和燒堿的過(guò)程中產(chǎn)生的氫氣副占全球總氫氣的 2%左右。隨著可再生能源尤其是太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能的成本下降，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注電解氫，近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾個(gè)示范項(xiàng)目。目前電進(jìn)行海水解槽系統(tǒng)的效率在 60%到 81%之間，主要取決于技術(shù)類型和負(fù)載系數(shù)。電解需要電。生產(chǎn) 1 千克氫氣大約需要 9 升水，同時(shí)產(chǎn)生 8 千克的氧氣副，這些氧氣可用于醫(yī)療部門(mén)或工業(yè)用途。在缺水地區(qū)，淡水的獲取可能是一個(gè)問(wèn)題。在沿海地區(qū)，使用海水可能成為一種替代方法。使用反滲透淡化需要每立方米水 3-4 千瓦時(shí)（kWh）的電力需求和每立方米水 0.7-2.5的成本（Tractebel

21、，2018年；Caldera 等人，2018 年）。這對(duì)水電解的總成本影響很小，使制氫總成本增加了 0.01-0.02/kgH。目前電解中直接使用海水會(huì)造成腐蝕性破壞和氯氣的產(chǎn)生，但如何使海水在未來(lái)的電解中更容易使用，仍在研究中?，F(xiàn)在有三種主要的電解槽技術(shù)：堿性電解、質(zhì)子交換膜電解和固體氧化物電解槽。他們的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征總結(jié)見(jiàn)圖七。3.2.1 堿性電解是一項(xiàng)成商業(yè)化技術(shù)堿性水電解是一項(xiàng)成工業(yè)技術(shù)。自 20 世紀(jì) 20 年代以來(lái)，它一直被用于化肥和氯氣工業(yè)的氫生產(chǎn)。堿性電解槽的操作范圍從最小負(fù)荷 10%到最大設(shè)計(jì)容量 110%。與其他電解槽技術(shù)相比，堿性水電解避免了因使用貴重材料而帶來(lái)的成本負(fù)

22、擔(dān)。3.2.2 PEM 電解槽系統(tǒng)由于成本高，目前應(yīng)用不廣泛PEM 電解槽系統(tǒng)最早由通用電氣公司于 20 世紀(jì) 60 年代引進(jìn)，以克服堿性電解槽的一些操作缺陷。以純水作為電解質(zhì)溶液避免了氫氧化鉀電解液的回收與循環(huán)。體積小的優(yōu)勢(shì)使其在密集城市地區(qū)相比堿性電解槽更受歡迎。它能夠生產(chǎn)高度壓縮的氫氣，并且具有靈活的操作能力。它的工作范圍可以從零負(fù)荷到設(shè)計(jì)容量的 160%。然而，它需要昂貴的電極催化劑（鉑、銥）和膜材料，并且前，PEM 電解槽的總成本高于堿性電解槽，而且應(yīng)用范圍較窄。比堿性電解槽要短。目3.2.3 SOEC 技術(shù)是目前最不發(fā)達(dá)的電解技術(shù)SOEC 是最不發(fā)達(dá)的電解技術(shù)。盡管一些公司目前正打

23、算將其推向市場(chǎng)，但它尚未商業(yè)化。SOEC 使用陶瓷作為電解質(zhì)，材料成本低。在高溫業(yè)使其具有很高的電氣效率。因?yàn)橛谜羝娊猓孕枰峁嵩?。如果產(chǎn)生的氫被用于碳?xì)浠衔铮谶^(guò)程產(chǎn)生的余熱可以回收，產(chǎn)生的蒸汽可用于進(jìn)一步的 SOEC 電解。核電站、太陽(yáng)能熱能或地?zé)嵯到y(tǒng)也可作為高溫電解的熱源。與堿性電解槽和PEM 電解槽不同的是，SOEC 電解槽可以作為電池反向運(yùn)行，將氫轉(zhuǎn)化為電能，這意味著它可以結(jié)合儲(chǔ)氫設(shè)施為電網(wǎng)提供平衡服務(wù)，從而提高設(shè)備的整體利用率。也可以使用 SOEC 電解槽同時(shí)電解蒸汽和槽的一個(gè)關(guān)鍵，產(chǎn)生氣體混合物(一氧化碳和氫氣)，然后轉(zhuǎn)化為。開(kāi)發(fā) SOEC 電解是解決由于高溫操作導(dǎo)致的

24、材料降解問(wèn)題。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 9 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表7 不解槽技術(shù)的技術(shù)特性資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、隨著 PEM 技術(shù)的飛速發(fā)展，過(guò)去 10 年中不斷開(kāi)發(fā)出新的電解裝置。大多數(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目位于歐洲，也有少部分在澳大利亞、中國(guó)和美洲。電解槽的平均容量已從 2000 年的 0.1 兆瓦增加到 2015 年的 1.0 兆瓦，標(biāo)志著小型試點(diǎn)項(xiàng)目向商業(yè)規(guī)模的轉(zhuǎn)變和應(yīng)用。規(guī)模的形成有助于降低成本并延伸行業(yè)的供應(yīng)鏈。目前一些項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)容量為 10 兆瓦甚至 100 兆瓦及以上的電解槽。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 10 頁(yè) 共 35 頁(yè)堿性電解PEM 電解技術(shù)SOEC 電解技術(shù)今天2

25、030長(zhǎng)期今天2030長(zhǎng)期今天2030長(zhǎng)期電效率（%，熱值）63-7065-7170-8056-6063-6867-7474-8177-8477-90工作（巴）1-3030-801工作溫度（）60-8050-80650-1000堆棧生存期（工作時(shí)間）60000- 9000090000- 100000100000- 9000060000- 90000100000- 3000040000- 6000075000- 10000負(fù)載范圍（%，相對(duì)于名義負(fù)載）10-1100-16020-100（/額定功率）500-1400400-580200-7001100-1800650-1500200-900280

26、0-5600800-2800500-1000新三板專題報(bào)告圖表8 電解槽容量增加對(duì)能源的影響和電解槽的平均容量大小資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、水電解制氫的生產(chǎn)成本受技術(shù)和工藝的影響，尤其是、轉(zhuǎn)換效率、電力成本和年度工作時(shí)間。堿性水電解的在 2800-5600為 500-1400/千瓦，PEM 電解為 1100-1800/千瓦，SOEC 電解槽估計(jì)范圍/千瓦。電解槽成本占?jí)A性水電解總的 50%、占 PEM 電解系統(tǒng)的 60%。剩余部分成本由電力、天然氣和工廠建設(shè)承擔(dān)。未來(lái)降成本有兩條路徑：一是技術(shù)創(chuàng)新 (如開(kāi)發(fā)成本較低的電極和薄膜材料)，二是工業(yè)上采用規(guī)模經(jīng)濟(jì) (如開(kāi)發(fā)容量更大的電解槽)。據(jù)

27、美國(guó)能源署測(cè)算，當(dāng)電解槽堆數(shù)量增加至 20 個(gè)時(shí)，堿性電解槽系統(tǒng)的成本可下降 20%；當(dāng)電解槽堆數(shù)量增加至 6 個(gè)時(shí)，PEM 電解槽系統(tǒng)的成本可下降 40%。圖表9 預(yù)期能夠減少的電解槽的資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、隨著電解槽運(yùn)行時(shí)間的增加，對(duì)氫氣成本的影響下降，而電力成本的影響上升。因此，生產(chǎn)低成本氫必須獲得充足的低成本電力以確保電解槽能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行?？稍偕茉吹耐茝V產(chǎn)生了大量低成本的棄電，因此可以利用棄電進(jìn)行水電解制氫以達(dá)到降成本的目的。但棄電的不可持續(xù)性限制了其使用，因?yàn)楦咻d荷運(yùn)行并支付額外電力的電解槽比僅使用棄電低載荷運(yùn)行的電解槽成本更低。在使用電網(wǎng)電力進(jìn)行水電解制氫的假設(shè)下，可清

28、楚地觀察到電力成本與運(yùn)行時(shí)間之間的關(guān)系。低成本的電力一年內(nèi)通常只能使用幾個(gè)小時(shí)，意味著電解槽利用率低，高導(dǎo)致氫氣成本高。雖然電力成本隨著時(shí)間的增加而增加，但電解槽利用率的提高能使氫成本下降，能夠達(dá)到 3000-6000 等效滿載小敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 11 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告時(shí)的最佳水平。除此之外，峰電的高價(jià)格會(huì)導(dǎo)致氫生產(chǎn)成本增加。圖表10 未來(lái)制氫成本隨的時(shí)間在不同投資成本和不力成本條件下的變化注：兆瓦時(shí)=兆瓦時(shí)。電解槽效率為 69%（LHV），折扣率為 8%。資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、圖表11 使用電網(wǎng)電力電解氫的成本注：=800/kwe；效率（lhv）=64%；折現(xiàn)率

29、=8%資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、利用可再生能源或核能發(fā)電為使用電網(wǎng)電力制氫提供了另一種選擇。在可再生豐富的地區(qū)建造電解槽制氫可大大降低太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的成本，從而降低氫氣成本，即使將輸送和分配成本考慮在內(nèi)也是如此。這些地區(qū)存在于巴塔哥尼亞、新西蘭、北非、中東、澳大利亞的大部分地區(qū)以及中國(guó)和美國(guó)的部分地區(qū)。在太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能都很豐富的地區(qū)，建立混合發(fā)電廠將有可能進(jìn)一步降低成本。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 12 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表12 長(zhǎng)期來(lái)看，利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的制氫成本資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、3.3 煤炭制氫：成本取決于煤炭的可用性和成本目前，中國(guó)絕大多數(shù)的煤炭制氫

30、都是采用煤氣化法，主要用于生產(chǎn)氨。煤氣化制氫是一項(xiàng)成技術(shù)，幾十年來(lái)，化學(xué)和化肥工業(yè)一直在使用它來(lái)生產(chǎn)氨（尤其是在中國(guó)）。全球約有 130 家煤氣化廠在運(yùn)營(yíng)，其中 80%以上在中國(guó)。用煤制氫產(chǎn)生的要求約占煤炭制氫成本的 50%。定可行性方面起著重要作用。圖表13 中國(guó)如今的制氫成本排放量約為 19 噸 CO/噸 H，是天然氣的兩倍。占 15-20%（圖十三）。因此，煤炭的可用性和成本在確資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、3.4 生物質(zhì)制氫：技術(shù)復(fù)雜，成本極高氫可以以不同的方式從生物量中產(chǎn)生。在生化過(guò)程中，微生物利用有機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生沼氣（一種稱為厭氧消化的過(guò)程）或酸、醇和氣體的組合（發(fā)酵）。生物質(zhì)熱化學(xué)

31、氣化是一種將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為一氧化碳、二氧化碳、氫氣和甲烷混合物的過(guò)程，其工作原理與煤炭氣化非常相似。厭氧消化生產(chǎn)沼氣是這些工藝中技術(shù)最成，但只能處理污水污泥、農(nóng)業(yè)、和生活以及一些能源作物。發(fā)酵可以處理一些植物中不可食用的素部分。氣化可能轉(zhuǎn)化所有有機(jī)物，尤其是生物質(zhì)的木質(zhì)素成分。盡管世界上有許多生物質(zhì)氣化示范工廠，但該技術(shù)尚未完全發(fā)展，可能導(dǎo)致催化劑的焦油的形成問(wèn)題尚未完全解決（Ericsson，2017 年）。在所有方式下，產(chǎn)生的氣體都需要進(jìn)一步處理以提取氫氣。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 13 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告生物量的復(fù)雜意味著它通常是一種比太陽(yáng)能或風(fēng)能電解更昂貴的低碳?xì)渖a(chǎn)方法。廉價(jià)

32、生物質(zhì)的供應(yīng)也限制了大規(guī)模生物質(zhì)制氫的潛力。例如，滿足美國(guó)市場(chǎng) 6000 萬(wàn)噸氫氣的理論需求將需要幾乎 100% 的生物質(zhì)能，但僅需 6%的風(fēng)力發(fā)電量和不到 1%的太陽(yáng)能。然而，將生物質(zhì)能產(chǎn)生的氫氣與碳捕獲和儲(chǔ)存相結(jié)合，可能是創(chuàng)造所謂“負(fù)排放”的一種選擇，這可能在未來(lái)發(fā)揮作用。4.不同生產(chǎn)技術(shù)選擇的成本比較短期內(nèi)，化石除煤制氫外，的勢(shì)仍將持續(xù)。在不適用 CCUS 的情況下，天然氣制氫的成本為 1-2/kg。成本是制氫成本中最大的組成部分。因此，未來(lái)的氫成本將在很大程度上受到電力和天然氣成本的影響。圖表14 2030 年預(yù)計(jì)的運(yùn)用不同制氫技術(shù)的制氫成本資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、不同制氫技術(shù)

33、對(duì)的影響差異很大。在不使用 CCUS 的情況下，天然氣制氫的碳排放強(qiáng)度大約是煤制氫的一半。水電解制氫的排放強(qiáng)度取決于輸入電流的排放強(qiáng)度。大多數(shù)情況下，使用 CCUS 或可再生能源電力生產(chǎn)的低碳?xì)浔任聪♂尩幕a(chǎn)生的氫更昂貴。天然氣制氫的成本價(jià)格一般在 1.5-3/kg 左右，而可再生能源（太陽(yáng)能或風(fēng)電）發(fā)電產(chǎn)生的氫氣價(jià)格則在2.5-6/kg 左右。天然氣或可再生電力生產(chǎn)的低碳?xì)涞奈磥?lái)競(jìng)爭(zhēng)要取決于天然氣價(jià)格和電價(jià)。在天然氣價(jià)格較低的情況下，可再生電力必須達(dá)到 1/ MWh 以下，才能使水電解成為具有勢(shì)。若天然氣價(jià)格提升，可再生電力的價(jià)格也將增加：當(dāng)天然氣價(jià)格為 11/MWh 時(shí)具有競(jìng)爭(zhēng)力。/MB

34、tu 時(shí)，可再生電力在 30-45敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 14 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表15 近期用電力發(fā)電和天然氣發(fā)電的成本對(duì)比資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、對(duì)于不同 然氣依賴進(jìn)口的，可再生電力和天然氣成本對(duì)氫生產(chǎn)成本會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。若是可再生, 用可再生能源生產(chǎn)氫氣可能比用天然氣便宜；而在天然氣價(jià)格較低的豐富但天，使用天然生產(chǎn)氫氣可能是更便宜的選擇。圖表16 世界不同地區(qū)的氫氣成產(chǎn)成本資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 15 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告5. 氫的儲(chǔ)存：成本與許多因素有關(guān)，需5.1 短時(shí)且少量的儲(chǔ)存衡考慮5.1.1 將氫轉(zhuǎn)化為氫基和易于儲(chǔ)

35、存、和使用的原料氫具有較低的能量密度，因此它比化石更難以儲(chǔ)存和。但它可以轉(zhuǎn)化為氫基和原料，例如可利用現(xiàn)有的將氫轉(zhuǎn)化為甲烷、液體和氨、儲(chǔ)存和配送的基礎(chǔ)設(shè)施，從而達(dá)到降低成本的目的。和原料的方式有很多種：可以將氫和氮、氨碳?xì)浠衔铮ㄈ缂淄椤⒓状?、柴油或噴氣），也可以將氫和碳結(jié)。然而，對(duì)于以電解氫為基礎(chǔ)的儲(chǔ)存，將氫轉(zhuǎn)化為的大部分電力將會(huì)在轉(zhuǎn)化過(guò)程中丟失。此時(shí)氫基的最大成本來(lái)自于電力（約占 40-70%）。20/兆瓦時(shí)的電價(jià)對(duì)應(yīng) 60-70/桶的液態(tài)烴，即使不的價(jià)格。因此重點(diǎn)在增加和運(yùn)營(yíng)成本、原料成本和其他成本，該價(jià)格已經(jīng)接近化石于降低電力成本、提高轉(zhuǎn)換效率。圖表17 氫基和電解原料不同途徑的產(chǎn)量和損

36、失資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、 轉(zhuǎn)化成氨氨是氮和氫的化合物，因此燃燒時(shí)產(chǎn)生排放。它是一種在正常溫度和下的氣體，但可以在-33°C 下液化，這一溫度不太難達(dá)到。液氨的體積能密度比液氫高 50%。氨作為制冷劑已經(jīng)使用了 170 年，并且作為氮肥和的化學(xué)原料已經(jīng)有一個(gè)世紀(jì)了。工業(yè)用于儲(chǔ)存和，包括遠(yuǎn)洋油輪。原則上，氨可以用作各種能源應(yīng)用中的（例如，用于燃煤電廠的共燃），但這些應(yīng)用中沒(méi)有一個(gè)在今天商業(yè)化使用。氨的毒性意味著它的處理需要，可能僅限于受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的操作員，這可能限制了它的技術(shù)潛力。氫可以與料。其中一些結(jié)合生成碳?xì)浠衔?，如甲烷或液體，如甲醇、柴油、和噴氣燃具有比氫

37、或氨更高的能量密度:甲烷:這可以直接從和氫在甲烷化過(guò)程。目前甲烷化過(guò)程的應(yīng)用主要依賴于催化甲烷化(熱化學(xué))。生物甲烷化也是可能的厭氧環(huán)境中的微生物將氫和轉(zhuǎn)化為甲烷這還處于開(kāi)發(fā)的早期階段。大部分項(xiàng)目為氫基到目前為止，和原料的目標(biāo)一直是生產(chǎn)甲烷 70 個(gè)示范工廠(圖十八)。其中大部分位于德國(guó)和其他歐洲。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 16 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表18 利用電解氫生產(chǎn)各種基原料的新項(xiàng)目數(shù)資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、1）甲烷碳?xì)浠衔镞@可以在甲烷化過(guò)程中由和氫氣直接生成。目前甲烷化工藝的應(yīng)用主要依賴于催化（熱化學(xué)）甲烷化。生物甲烷化也是可能的，在厭氧環(huán)境中微生物將

38、氫和轉(zhuǎn)化為甲烷，但這是一個(gè)早期的發(fā)甲烷，有近 70 個(gè)示范工廠（圖十九）。展階段。到目前為止，大多數(shù)氫基其中大部分位于德國(guó)和其他歐洲和原料項(xiàng)目的目標(biāo)是生產(chǎn)。2）柴油或煤油柴油或煤油的生產(chǎn)需要?dú)浜鸵谎趸甲鳛檩斎?。由于一氧化碳通常不容易獲得，因此可以使用二氧化碳代替。這種（FT）的投資。3）甲醇首先轉(zhuǎn)化為一氧化碳，產(chǎn)生的一氧化碳和氫氣的氣隨后被轉(zhuǎn)化（通過(guò)和原料液 13 個(gè)，與進(jìn)一步的升級(jí)和，柴油或煤油。FT是非常慢和需要 costly甲醇是最簡(jiǎn)單的：。它有一個(gè)平等的耳能量的內(nèi)容以 19.9 公斤（LHV）和高能量密度超過(guò)80%的液體氫。作為一個(gè)可移動(dòng)的液體，它是很容易，像其他普通石油。它是在普通

39、液體石油是的，但不同的 mutagenic或他們不是。甲醇是一種可生物降解，生產(chǎn)氣和它是完全從商業(yè)。在今天的全球 40%的能源是用于甲醇生產(chǎn)甲醇的用途，但也可以被用來(lái)作為構(gòu)建塊 synthesising for a范圍的化學(xué)品，如生物的生產(chǎn)。4）烴氫烴的生產(chǎn)使用作為輸入，可以通過(guò)各種方法得到。例如，在德國(guó)的 Werlte，自 2013年以來(lái)，電解槽容量為 6 兆瓦的工廠每小時(shí)生產(chǎn) 300 立方米的甲烷，其中由沼氣工廠提供。自 2012 年以來(lái)，冰島已建立了一個(gè)甲醇生產(chǎn)用液體工廠，電解槽容量為 6 兆瓦，甲醇產(chǎn)量為每年 4000噸。從地?zé)岚l(fā)電廠收集所需的。是成本約占生產(chǎn)氨和烴，由電產(chǎn)生的。烴的主

40、要成本原料成本。和氫氣成本，以及生產(chǎn)氫氣時(shí)的電力成本通過(guò)電解，對(duì)于氨和氨總生產(chǎn)成本 30-40%。碳?xì)浠衔铮绻麣涫枪に嚭推渌O(shè)備組件有一個(gè)較小的影響。學(xué)習(xí)效成本主要由電解槽的成本，而果可能會(huì)將不同類型的成本大約減半。長(zhǎng)期的生產(chǎn)路徑，從而降低生產(chǎn)成本。當(dāng)比較不力線的生產(chǎn)成本時(shí)，成本氨的含量低于烴（圖十九）。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 17 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告圖表19 長(zhǎng)期和近期的電力線路生產(chǎn)成本資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、5.1.2 利用特殊材料的儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，安全性是關(guān)鍵儲(chǔ)存壓縮或液化氫的罐具有較高的排放率和效率約 99%，使其適用于小規(guī)模應(yīng)用，其中本地庫(kù)存或原料需要隨時(shí)可用。壓縮

41、氫（在 700 巴下）只有能量密度的 15%，所以在汽車加油站儲(chǔ)存等量的能量幾乎需要七倍的空間。氨具有更高的能量密度，因此可以減少對(duì)這樣的大型，但這些優(yōu)勢(shì)必須與能量損失相權(quán)衡，當(dāng)最終使用時(shí)，用于轉(zhuǎn)換和再轉(zhuǎn)換的設(shè)備需要純氫（見(jiàn)下文）。當(dāng)涉及到車輛而不是加油站時(shí)，壓縮氫罐具有更高的比鋰離子電池更高的能量密度，因此在汽車或卡車上的行駛范圍比現(xiàn)在大?？膳c電動(dòng)車輛一起使用。研究正在繼續(xù)，目的是找到減小的方法，這將在人口稠密的地區(qū)特別有用。這包括查看能夠承受 800 巴的儲(chǔ)罐，從而使氫。固態(tài)材料如化學(xué)氫化物中的儲(chǔ)氫一個(gè)早期的發(fā)展階段，但可能使氫密度更大在大氣壓下儲(chǔ)存。5.2 長(zhǎng)時(shí)且大量的儲(chǔ)存5.2.1 鹽

42、穴成本相對(duì)較低、污染最小自 20 世紀(jì) 70 年代和 80 年代以來(lái)，英國(guó)和美國(guó)的化學(xué)部門(mén)已將鹽穴用于儲(chǔ)氫。鹽穴的成本通常低于0.6/kgH，效率約為 98%，且對(duì)儲(chǔ)存的氫氣污染的風(fēng)險(xiǎn)較低（H1，2018；B_nger 等人，2014；Lord、Kobos 和 Borns，2014 年）。他們的高壓使高排放率，使他們對(duì)工業(yè)和電力部門(mén)的應(yīng)用有吸引力。5.2.2 油氣藏成本相對(duì)鹽穴高、污染小耗盡的油氣藏通常比鹽穴大，但它們也更具滲透性，并且含有污染物，這些污染物必須在氫可用于燃料電池之前清除。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 18 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告5.2.3 含水層成本和可行性有待證明含水層是

43、三種地質(zhì)儲(chǔ)存方案中最不成一種，有多種證據(jù)表明它們的適宜性（盡管它們以前被用于儲(chǔ)存含 50-60%氫氣的城鎮(zhèn)天然氣）。與油氣藏一樣，天然屏障將絕大多數(shù)氫深埋在流體和巖石的反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致氫的損失。因?yàn)樗麄円郧皼](méi)有由于使用純氫進(jìn)行商業(yè)用途產(chǎn)生勘探和開(kāi)發(fā)成本。然而，與微生物、，許多含水層也會(huì)在枯竭的儲(chǔ)層和含水層中儲(chǔ)存氫的可行性和成本仍有待證明。如果他們能夠克服這些并使成為可行的，這兩種方案方。是按照季節(jié)性氫儲(chǔ)存所需的規(guī)模提供儲(chǔ)存的選擇，尤其是在沒(méi)有進(jìn)入鹽穴的地6.氫的衡考慮和分配：成本與許多因素有關(guān)，需今天氫通常以壓縮氣體或液體的形式儲(chǔ)存和輸送。絕大多數(shù)是現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和消費(fèi)(約 85%)，還是通過(guò)卡車或管道(

44、約 15%)。未來(lái)，這些選擇之間的平衡可能會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)新的選擇可能會(huì)出現(xiàn)替代品。不同選擇的競(jìng)爭(zhēng)力將取決于氫的距離、規(guī)模和最終用途。長(zhǎng)途將使氫從低成本生產(chǎn)地區(qū)出口到高成本地區(qū)成為可能(圖二十)。對(duì)于依賴能源進(jìn)口的來(lái)說(shuō)，這也可以提高能源的多樣性加強(qiáng)能源安全。圖表20 氫的、分配和儲(chǔ)存資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、6.1 長(zhǎng)距離低溫液態(tài)氫這種方法目前是研發(fā)的重點(diǎn)，它相比于高溫氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)最大的一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是其體積比容量大。但是受限、成本及技術(shù)，該技術(shù)目前在我們只能應(yīng)用于航天火箭發(fā)射，未來(lái)低溫液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫氣的技術(shù)將于有希望廣泛應(yīng)用于加氫站和車載系統(tǒng)之中。敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 19 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三

45、板專題報(bào)告6.1.1 管道今天世界上有近 5000 公里的氫道，相比之下約 300 萬(wàn)公里的天然氣輸送管道。這些現(xiàn)有的氫氣管道由工業(yè)氫氣生產(chǎn)商經(jīng)營(yíng)，主要用于將氫氣輸送至化工，以及煉油廠設(shè)施。管道運(yùn)營(yíng)成本低，使用在 40 至 80 年之間。他的兩個(gè)主要缺點(diǎn)是所需的高成本和獲得通行權(quán)的必要性。這意味著如果是新的，未來(lái)氫需求的確定性和的支持是的。6.1.2 船舶目前還沒(méi)有純氫的船只。這類船舶將廣泛與液化天然氣船類似，在之前需要液化氫氣。當(dāng)船舶和液化過(guò)程都需要大量的成本，許多項(xiàng)目正在積極尋找合適的船只。預(yù)期這些船將由氫氣提供動(dòng)力，在旅途中會(huì)蒸發(fā)掉（大約 0.2%的貨物可能每天消耗量，與液化天然氣船消耗

46、的天然氣量相似）。除非高價(jià)值液體可以在同一個(gè)容器中以相反的方向，船舶將需要空的返回。6.1.3 管道和船舶成本對(duì)比對(duì)于管道，考慮到所有和運(yùn)營(yíng)成本，IEA 估計(jì)將氫氣作為天然氣約 1500 公里的成本約為 1/千克氫氣（圖二十一）。將氫轉(zhuǎn)化為氨的成本約為 1著輸送距離的增加，輸送氫氣的成本也隨之增加。/千克氫氣（在不同地區(qū)之間有些變化）。隨對(duì)于船舶，氫氣必須在本。前液化或轉(zhuǎn)化。這需要?dú)?、低碳化合物或氨的和?chǔ)存成本增加額外成圖表21 用管道和船舶儲(chǔ)運(yùn)氫氣的成本以及氫液化和轉(zhuǎn)化的成本資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、6.2 較長(zhǎng)距離高溫氣態(tài)氫這是目前技術(shù)最成熟，也是運(yùn)用最廣泛的法。它采用高壓將氫氣壓縮

47、到一個(gè)耐高壓的容器里，目前所使用的容器是鋼瓶，存在泄露化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展。隱患，安全性能較差。未來(lái)，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫還需向輕量化、高壓敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 20 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告6.3 短距離液態(tài)有機(jī)氫載體有機(jī)液體儲(chǔ)氫技術(shù)儲(chǔ)氫容量高，關(guān)鍵在于可以利用傳統(tǒng)的石油基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行、加注?？梢越⑾窦佑驼灸菢拥募託渚W(wǎng)絡(luò)。因此，該技術(shù)相比于其它技術(shù)而言，具有獨(dú)一無(wú)二的安全性和術(shù)尚有較多的技術(shù)難題，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，從長(zhǎng)期來(lái)看，該技術(shù)極具應(yīng)用前景。便利性。該技6.3.1 卡車今天，氫的分配主要依靠壓縮氣體拖車來(lái)減少距離。6.3.2 管道天然氣配供熱所需的規(guī)模。道在各地區(qū)分布廣泛。新的

48、氫氣分配管道將代表更大的成本，尤其是為物6.3.3 卡車和管道的成本比較雖然今天載運(yùn)氫氣的卡車會(huì)分配大部分的氫氣，但這是一個(gè)相對(duì)高成本選項(xiàng)（圖二十二）。隨著分布距離的增加，卡車的成本競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。分配的一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是多少最終用戶需要?dú)錃狻Ｈ绻枰篌w積，則可以使用較大的管道，從而降低了交貨成本。成本也很大程度上取決于氫的最終用途。再轉(zhuǎn)化的成本取決于所需氫氣的純度。國(guó)際能源署估計(jì)，用卡車在 500 公里的距離內(nèi)分配低碳碳?xì)浠衔锏某杀緦⑹?0.8/kgH以及最終使用點(diǎn)氫氣的提取和凈化成本2.1/kgH。因此，本地分銷的總成本為 2.9/kgH。對(duì)于氨，等效成本為 1.5/kgH；但是，如/kgH。果氨可以供最終客戶使用，無(wú)需再轉(zhuǎn)化為氫氣，成本為分銷將大幅下降，為 0.4圖表22 不同氫氣方法的成本對(duì)比（左）和氫氣轉(zhuǎn)化的成本（右）資料來(lái)源：國(guó)際能源署 2019、交付氫氣的總成本將根據(jù)國(guó)、輸配電距離、方法和最終用途需求。盡管大部分成本存在許多不確定性成分，IEA 分析表明，對(duì)于內(nèi)陸輸配，氫氣對(duì)于低于 3500 公里的距離來(lái)說(shuō)是更便宜的選擇（圖二十三）。超過(guò)這個(gè)距離，氨管道將是更便宜的選擇。比較使用管道和對(duì)于以下距離，通過(guò)管道輸送和分敬請(qǐng)參閱最后一頁(yè)重要第 21 頁(yè) 共 35 頁(yè)新三板專題報(bào)告配氫氣的船舶成本更低。大約 1500 公里。在這一距離