摘要:工業(yè)副產(chǎn)氫的制氫成本略高于煤制氫,但受煤制氫碳排放量較高的影響,工業(yè)副產(chǎn)氫在制氫工藝中具有一定的競爭力,能夠滿足我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期的用氫需求。2022年在我國制氫工藝的結(jié)構(gòu)占比中,化石能源制氫的占比達(dá)到67%,工業(yè)副產(chǎn)氫的占比在30%左右,預(yù)計(jì)到2030年我國工業(yè)副產(chǎn)氫的占比預(yù)計(jì)會下降到23%。作為氫能產(chǎn)業(yè)低碳綠色發(fā)展的重要工藝,工業(yè)副產(chǎn)氫在中短期內(nèi)仍具備較為充足的發(fā)展空間,隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)和設(shè)備的持續(xù)完善,工業(yè)副產(chǎn)氫的制備技術(shù)將得到進(jìn)一步提升。
一、定義及分類
工業(yè)副產(chǎn)氫主要是指在生產(chǎn)化工產(chǎn)品時(shí)會產(chǎn)生含有氫氣的物質(zhì),通過提純等工藝提取出高純氫,一般直接在焦炭、氯堿等工廠通過提純裝置提取氫氣,并就近供應(yīng)氫氣,按工業(yè)生產(chǎn)過程,工業(yè)副產(chǎn)氫可以分為焦?fàn)t煤氣、氯堿化工、合成氨與甲醇、輕烴利用四大類。
近年來,隨著我國低碳環(huán)保理念持續(xù)深化,對于碳排放量的要求也日趨嚴(yán)格。煤制氫在生產(chǎn)中產(chǎn)生較大的碳排放量,且需要耗費(fèi)大量的煤炭資源,而工業(yè)副產(chǎn)氫依賴于焦?fàn)t煤氣、氯堿等原料可以制成,低成本低能耗,逐漸成為制氫主流。在國家和政府的大力推動下,工業(yè)副產(chǎn)氫作為我國氫能產(chǎn)業(yè)綠色低碳化發(fā)展的重要工藝之一,未來8-10年內(nèi)該制氫技術(shù)中將會占據(jù)較大比重。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
國家發(fā)展改革委員會、國家工業(yè)和信息化部、國家能源局對工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)宏觀規(guī)劃方面的管理。國家發(fā)展改革委員會主要負(fù)責(zé)研究制定產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、促進(jìn)行業(yè)體制改革、促進(jìn)行業(yè)技術(shù)發(fā)展等宏觀管理。國家工業(yè)和信息化部主要負(fù)責(zé)研究提出工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、擬訂工業(yè)行業(yè)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策并組織實(shí)施、指導(dǎo)工業(yè)行業(yè)技術(shù)法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的擬訂等宏觀管理。國家能源局組織推進(jìn)能源重大設(shè)備研發(fā)及其相關(guān)重大科研項(xiàng)目,指導(dǎo)能源科技進(jìn)步、成套設(shè)備的引進(jìn)消化創(chuàng)新,組織協(xié)調(diào)相關(guān)重大示范工程和推廣應(yīng)用氫能相關(guān)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備。
中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會是工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)的全國性自律性組織,對行業(yè)進(jìn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)推廣等方面的管理,同時(shí)負(fù)責(zé)工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)產(chǎn)業(yè)及市場研究、向政府部門提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議、推動行業(yè)對外交流等工作。
2、行業(yè)相關(guān)政策
氫能作為一種低碳環(huán)保、應(yīng)用廣泛的二次能源,隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、環(huán)保理念的持續(xù)深化,氫能正逐步成為全球能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向之一。同時(shí),發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)也是緊扣我國“雙碳”目標(biāo),貫徹能源安全戰(zhàn)略的重要舉措。作為我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善,進(jìn)一步推動產(chǎn)業(yè)安全和有序發(fā)展,2023年以來,國家和政府部門相繼出臺多項(xiàng)利好政策,助力氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。2024年1月,工業(yè)和信息化部等七部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》,提出要聚焦氫能等重點(diǎn)領(lǐng)域,打造“采集-存儲-運(yùn)輸-應(yīng)用”全鏈條的未來能源裝備體系。工業(yè)副產(chǎn)氫作為氫能的重要制備工藝,在相關(guān)利好政策的大力扶持下,各省市將加快打造優(yōu)質(zhì)氫能產(chǎn)業(yè)集群,提高資源的利用率,推動建設(shè)高質(zhì)循環(huán)可持續(xù)的生態(tài)體系。工業(yè)副產(chǎn)氫制備技術(shù)受益于氫能產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,也將得到進(jìn)一步優(yōu)化和提升。
三、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
工業(yè)副產(chǎn)氫是技術(shù)密集型的能源產(chǎn)業(yè),技術(shù)門檻高,需要具備相應(yīng)的技術(shù)積累和研發(fā)能力,在工業(yè)副產(chǎn)氫的分離、純化、儲存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié),都需要專業(yè)的技術(shù)和設(shè)備支持。目前,我國在部分基礎(chǔ)材料、核心零部件等領(lǐng)域尚未突破技術(shù)壁壘,導(dǎo)致工業(yè)副產(chǎn)氫制備、儲運(yùn)成本過高等問題,制約了工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2、資金壁壘
工業(yè)副產(chǎn)氫從研發(fā)、生產(chǎn)到銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要大量的資金投入,對于新進(jìn)入該行業(yè)的企業(yè)來說,需要籌集大量的資金來購買設(shè)備、建設(shè)生產(chǎn)線、進(jìn)行市場推廣等,同時(shí)還需要承擔(dān)高額的研發(fā)費(fèi)用。此外,由于工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要經(jīng)過較長時(shí)間的技術(shù)積累和市場培育,因此需要企業(yè)有足夠的耐心和資金實(shí)力來支撐。因此,對于新進(jìn)入該行業(yè)的企業(yè)來說,需要充分考慮自身的資金實(shí)力和融資能力,并做好資金規(guī)劃和管理,以確保企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
3、人才壁壘
工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)需要大量的高素質(zhì)專業(yè)人才,包括技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)管理、市場營銷等方面的人才。這些人才需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和技能,對于新進(jìn)入該行業(yè)的企業(yè)來說,很難在短時(shí)間內(nèi)招募到足夠數(shù)量和質(zhì)量的員工。
四、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為原材料供應(yīng)商,包括焦炭、氯堿、丙烷等。國家宏觀經(jīng)濟(jì)政策的變動以及能源價(jià)格、礦產(chǎn)品價(jià)格、勞動力價(jià)格的波動,都可能導(dǎo)致上述原材料價(jià)格波動,最終引起行業(yè)成本波動。產(chǎn)業(yè)鏈中游參與者涉及氫氣的制作、存儲、運(yùn)輸和加注,其中制氫作為工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)業(yè)鏈中游的核心環(huán)節(jié)。工業(yè)副產(chǎn)氫的終端應(yīng)用領(lǐng)域主要為交通領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域,其中交通領(lǐng)域的燃料電池汽車為未來工業(yè)副產(chǎn)氫需求增量的主要來源之一。中國工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈如下圖所示:
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)浙江嘉化能源化工股份有限公司
嘉化能源成立于2003年,多年來,嘉化能源深耕于熱電聯(lián)產(chǎn),逐漸形成了包括基礎(chǔ)化工、氫能源利用、特色新材料等在內(nèi)的能源和化工循環(huán)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)體系,生產(chǎn)和銷售的產(chǎn)品主要有聚氯乙烯、脂肪醇、氯堿等產(chǎn)品。并通過多年的并購與發(fā)展,深度布局了化工、氫能、加氫設(shè)備的研發(fā)、新能源發(fā)電等領(lǐng)域。
自2019年以來,嘉化能源積極布局氫能領(lǐng)域,利用工業(yè)副產(chǎn)氫進(jìn)行氫氣提純、液氫、加氫站運(yùn)營等項(xiàng)目布局,探索在氫能源領(lǐng)域的發(fā)展路徑。現(xiàn)階段,嘉化能源制氫主要為氯堿副產(chǎn),其提純成本較低,2020-2022年期間,嘉化能源所制定的氫氣銷售目標(biāo),均得到圓滿實(shí)現(xiàn),甚至部分階段實(shí)現(xiàn)超額完成,推動嘉化能源在氫能領(lǐng)域穩(wěn)健發(fā)展。2023年在國家大力推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的大背景下,工業(yè)副產(chǎn)氫需求進(jìn)一步提升,有望帶動嘉化能源氫氣銷量持續(xù)提升,超過原先制定的2023年氫氣銷售1800萬標(biāo)方的計(jì)劃和目標(biāo)。
(2)山西美錦能源股份有限公司
美錦能源成立于1992年,受公司所處地理位置的影響,公司所擁有的煤層氣和煤炭資源十分豐富,是全國最大的獨(dú)立商品焦和煉焦煤生產(chǎn)商之一,目前公司擁有715萬噸/年的焦炭在產(chǎn)產(chǎn)能。近年來,美錦能源積極推動煤焦氣化產(chǎn)業(yè)和氫能產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的雙輪驅(qū)動戰(zhàn)略,加快推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。
美錦能源主要經(jīng)營煤炭、焦化、天然氣、化產(chǎn)品等業(yè)務(wù),豐富的資源儲備,助力企業(yè)加快構(gòu)建煤焦氣化氫為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈。企業(yè)在生產(chǎn)過程中,產(chǎn)品會釋放焦?fàn)t煤氣,其中含有大量的副產(chǎn)氫氣,為進(jìn)一步提升產(chǎn)品的附加值,緊扣國家戰(zhàn)略,美錦能源積極推動工業(yè)副產(chǎn)氫的研發(fā)和生產(chǎn),在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游廣泛布局,助力企業(yè)營收穩(wěn)步增長。2023年上半年,在經(jīng)濟(jì)形勢、政策變化等多方面因素綜合作用下,鋼材市場價(jià)格大幅下行,煤焦市場出現(xiàn)較大幅度震蕩,帶動公司營業(yè)收入同比下滑。2023年上半年美錦能源營業(yè)收入共97.39億元,同比下降27%;焦化及相關(guān)產(chǎn)品營業(yè)收入95.72億元,同比下降26.63%。
五、行業(yè)現(xiàn)狀
工業(yè)副產(chǎn)氫的制氫成本略高于煤制氫,但受煤制氫碳排放量較高的影響,工業(yè)副產(chǎn)氫在制氫工藝中具有一定的競爭力,能夠滿足我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期的用氫需求。我國作為焦化產(chǎn)業(yè)大國,焦?fàn)t煤氣是工業(yè)生產(chǎn)過程中的主要產(chǎn)物,隨著產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,穩(wěn)步提高焦?fàn)t煤氣產(chǎn)能,推動實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程清潔化、產(chǎn)品高附加值化等,逐漸成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)方向之一?,F(xiàn)階段焦?fàn)t煤氣制氫項(xiàng)目投資較低,與直接使用煤炭、天然氣制氫相比,前者在成本上更具優(yōu)勢,是低成本、高效制氫的有效途徑,在我國具有良好的發(fā)展條件。
2022年在我國制氫工藝占比中,化石能源制氫的占比達(dá)到67%,工業(yè)副產(chǎn)氫的占比在30%左右。作為氫能產(chǎn)業(yè)低碳綠色發(fā)展的重要工藝,工業(yè)副產(chǎn)氫在中短期內(nèi)仍具備較為充足的發(fā)展空間,隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)和設(shè)備的持續(xù)完善,工業(yè)副產(chǎn)氫的制備技術(shù)將得到進(jìn)一步提升。
六、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)政府部門大力扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展
現(xiàn)階段,工業(yè)副產(chǎn)氫作為重要制氫工藝,在國家和政府政策的大力扶持下,也將得到持續(xù)突破和創(chuàng)新。氫能產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期,以低成本的工業(yè)副產(chǎn)氫制備工藝為基礎(chǔ),可以快速地對其下游應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行培育,從而促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。此外,工業(yè)副產(chǎn)氫作為我國氫能產(chǎn)業(yè)綠色低碳化發(fā)展的重要工藝之一,通過引入CCUS等技術(shù),進(jìn)一步提升工業(yè)副產(chǎn)氫的制備技術(shù),以促進(jìn)工業(yè)副產(chǎn)氫制氫過程的轉(zhuǎn)型升級,并逐步提高其在制氫過程中的經(jīng)濟(jì)效益。
(2)配套設(shè)施不斷完善
加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的重要基礎(chǔ)設(shè)施,目前國內(nèi)大部分副產(chǎn)氫項(xiàng)目都實(shí)行“前站后廠、就近供給”的模式,即將加氫站建設(shè)在工廠旁邊,為周邊的氫燃料汽車、卡車等提供氫能源。加氫站是我國氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要載體和基石,近年來,國內(nèi)各企業(yè)加快推進(jìn)加氫站的建設(shè)工作,加氫站的數(shù)量持續(xù)增長。同時(shí),為保障加氫站的供給效率,企業(yè)也在加快技術(shù)研發(fā),推動加氫站的供給能力持續(xù)提升。
(3)資本關(guān)注度持續(xù)提升
隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的資本開始進(jìn)入工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè),為技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品生產(chǎn)和市場推廣提供了資金支持,在資本的大力扶持下,進(jìn)一步提高了工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)的產(chǎn)能和生產(chǎn)效率。同時(shí),政府對氫能產(chǎn)業(yè)的政策支持和補(bǔ)貼也在不斷增加,進(jìn)一步吸引更多的企業(yè)進(jìn)入工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)。
2、不利因素
(1)生產(chǎn)技術(shù)未形成規(guī)?;?yīng)
在工業(yè)副產(chǎn)氫領(lǐng)域,一般直接在焦炭、氯堿等工廠通過提純裝置提取氫氣,并就近供應(yīng)氫氣。受工業(yè)副產(chǎn)氫這一特性的影響,我國工業(yè)副產(chǎn)氫受地區(qū)資源分布限制影響較大,工業(yè)副產(chǎn)氫主要適合在華北、華東等焦炭、氯堿資源和工業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)進(jìn)行發(fā)展,暫時(shí)無法成為我國主要的氫氣供應(yīng)來源。
(2)產(chǎn)業(yè)規(guī)章制度有待進(jìn)一步完善
和發(fā)達(dá)國家將氫能產(chǎn)業(yè)納入國家能源體系相比,我國的氫能產(chǎn)業(yè)總體發(fā)展相對滯后,直到2022年3月,才發(fā)布了氫能產(chǎn)業(yè)的中長期規(guī)劃,正式明確氫能在國內(nèi)能源體系中的定位,但由于行業(yè)起步較晚,因而未能全面建立產(chǎn)業(yè)的垂直管理和監(jiān)管體系,產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管制度和發(fā)展規(guī)劃仍需進(jìn)一步完善。同時(shí),在氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中,對于國家層面的示范工程、發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)、重大裝備研制、科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向等方面所提出的要求也需進(jìn)一步的深入研究,氫能行業(yè)的發(fā)展政策、保障體系、實(shí)施路線等方面還需要進(jìn)一步探索。
(3)各地生產(chǎn)未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)
燃料電池作為我國電池行業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)品,其制造標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)體系較為完善,但隨著氫能產(chǎn)業(yè)的引入,氫燃料電池得到快速發(fā)展,和傳統(tǒng)的燃料電池相比,我國氫能生產(chǎn)過程中的碳排放標(biāo)準(zhǔn)、氫能安全體系、車載儲氫罐組等標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善。隨著國家和政府對于氫能產(chǎn)業(yè)的大力扶持,各地加快對氫能相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)和研發(fā),產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的介入企業(yè)持續(xù)增加,由于尚未形成明確的標(biāo)準(zhǔn)體系,因而也導(dǎo)致各地的產(chǎn)品出現(xiàn)不同的特性,不能實(shí)現(xiàn)較好的統(tǒng)一管理。
七、競爭格局
工業(yè)副產(chǎn)氫企業(yè)的競爭格局大致可以分為三個(gè)梯隊(duì)。第一梯隊(duì)主要包括一些具有技術(shù)優(yōu)勢和規(guī)模優(yōu)勢的龍頭企業(yè),如中國石化、中國石油等,這些企業(yè)在工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)均具有較強(qiáng)的實(shí)力和經(jīng)驗(yàn),并且在氫能技術(shù)的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用方面具有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢。第二梯隊(duì)是在某一環(huán)節(jié)或某一方面具有專業(yè)優(yōu)勢的企業(yè),如華昌化工、東華能源等,這些企業(yè)規(guī)模相對較小,但在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品創(chuàng)新、市場拓展等方面具有一定的特色和優(yōu)勢,在行業(yè)中有著不可替代的地位。第三梯隊(duì)則是其他規(guī)模較小、技術(shù)相對較弱的企業(yè),這些企業(yè)缺乏核心競爭力,但在某些細(xì)分市場或地區(qū)市場也有一定的市場份額和生存空間。
總體來看,工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)的競爭格局呈現(xiàn)出龍頭企業(yè)主導(dǎo)、專業(yè)化企業(yè)特色發(fā)展、其他企業(yè)參與其中的格局。其中中國石化、中國石油等大型企業(yè)占據(jù)了較大的市場份額,但其他中小企業(yè)也在不斷努力擴(kuò)大自己的市場份額。未來,隨著行業(yè)的持續(xù)發(fā)展、技術(shù)的不斷進(jìn)步,工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)的技術(shù)門檻越來越高,企業(yè)也將持續(xù)推進(jìn)技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新,建立自身的核心競爭力,以適應(yīng)市場的變化和滿足客戶的需求。
八、發(fā)展趨勢
在“雙碳”目標(biāo)的推動下,各企業(yè)不斷加大產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)投入,持續(xù)推動長距離管道運(yùn)氫技術(shù)的創(chuàng)新,隨著產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展,管道輸氫也取得了較為顯著的成果。如2023年中國石油在天然氣管道輸氫方面取得重大突破,運(yùn)輸氫氣的比重逐步達(dá)到24%,為我國大規(guī)模、低成本輸氫提供了技術(shù)支撐和保障。隨著我國氫氣輸送管道建設(shè)進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn),國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)將得到快速發(fā)展,現(xiàn)階段工業(yè)副產(chǎn)氫作為制氫的重要工藝,隨著氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的持續(xù)完善,工業(yè)副產(chǎn)氫的制備工藝也將得到進(jìn)一步發(fā)展。
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2024年中國工業(yè)副產(chǎn)氫行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:工業(yè)副產(chǎn)氫綜合優(yōu)勢突出,市場挖掘空間廣闊[圖]
工業(yè)副產(chǎn)制氫,是指將富含氫氣的工業(yè)尾氣(如焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣等)作為原料,通過變壓吸附等技術(shù)將其中的氫氣分離提純,最終得到高純氫氣的過程。