摘要:工業(yè)副產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)副產氫在制氫工藝中具有一定的競爭力,能夠滿足我國氫能產業(yè)發(fā)展中長期的用氫需求。2022年在我國制氫工藝的結構占比中,化石能源制氫的占比達到67%,工業(yè)副產氫的占比在30%左右,預計到2030年我國工業(yè)副產氫的占比預計會下降到23%。作為氫能產業(yè)低碳綠色發(fā)展的重要工藝,工業(yè)副產氫在中短期內仍具備較為充足的發(fā)展空間,隨著產業(yè)技術和設備的持續(xù)完善,工業(yè)副產氫的制備技術將得到進一步提升。
一、定義及分類
工業(yè)副產氫主要是指在生產化工產品時會產生含有氫氣的物質,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,并就近供應氫氣,按工業(yè)生產過程,工業(yè)副產氫可以分為焦爐煤氣、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格。煤制氫在生產中產生較大的碳排放量,且需要耗費大量的煤炭資源,而工業(yè)副產氫依賴于焦爐煤氣、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)副產氫作為我國氫能產業(yè)綠色低碳化發(fā)展的重要工藝之一,未來8-10年內該制氫技術中將會占據(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)副產氫行業(yè)進行產業(yè)宏觀規(guī)劃方面的管理。國家發(fā)展改革委員會主要負責研究制定產業(yè)政策和產業(yè)發(fā)展規(guī)劃、促進行業(yè)體制改革、促進行業(yè)技術發(fā)展等宏觀管理。國家工業(yè)和信息化部主要負責研究提出工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、擬訂工業(yè)行業(yè)規(guī)劃和產業(yè)政策并組織實施、指導工業(yè)行業(yè)技術法規(guī)和行業(yè)標準的擬訂等宏觀管理。國家能源局組織推進能源重大設備研發(fā)及其相關重大科研項目,指導能源科技進步、成套設備的引進消化創(chuàng)新,組織協(xié)調相關重大示范工程和推廣應用氫能相關的新產品、新技術、新設備。
中國產業(yè)發(fā)展促進會氫能分會是工業(yè)副產氫行業(yè)的全國性自律性組織,對行業(yè)進行技術標準、行業(yè)推廣等方面的管理,同時負責工業(yè)副產氫行業(yè)產業(yè)及市場研究、向政府部門提出產業(yè)發(fā)展建議、推動行業(yè)對外交流等工作。
2、行業(yè)相關政策
氫能作為一種低碳環(huán)保、應用廣泛的二次能源,隨著產業(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型發(fā)展的重要方向之一。同時,發(fā)展氫能產業(yè)也是緊扣我國“雙碳”目標,貫徹能源安全戰(zhàn)略的重要舉措。作為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一,氫能產業(yè)標準體系不斷完善,進一步推動產業(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利好政策,助力氫能產業(yè)高質量發(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《關于推動未來產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》,提出要聚焦氫能等重點領域,打造“采集-存儲-運輸-應用”全鏈條的未來能源裝備體系。工業(yè)副產氫作為氫能的重要制備工藝,在相關利好政策的大力扶持下,各省市將加快打造優(yōu)質氫能產業(yè)集群,提高資源的利用率,推動建設高質循環(huán)可持續(xù)的生態(tài)體系。工業(yè)副產氫制備技術受益于氫能產業(yè)的高速發(fā)展,也將得到進一步優(yōu)化和提升。
三、行業(yè)壁壘
1、技術壁壘
工業(yè)副產氫是技術密集型的能源產業(yè),技術門檻高,需要具備相應的技術積累和研發(fā)能力,在工業(yè)副產氫的分離、純化、儲存、運輸?shù)拳h(huán)節(jié),都需要專業(yè)的技術和設備支持。目前,我國在部分基礎材料、核心零部件等領域尚未突破技術壁壘,導致工業(yè)副產氫制備、儲運成本過高等問題,制約了工業(yè)副產氫產業(yè)的發(fā)展。
2、資金壁壘
工業(yè)副產氫從研發(fā)、生產到銷售等各個環(huán)節(jié)都需要大量的資金投入,對于新進入該行業(yè)的企業(yè)來說,需要籌集大量的資金來購買設備、建設生產線、進行市場推廣等,同時還需要承擔高額的研發(fā)費用。此外,由于工業(yè)副產氫產業(yè)的發(fā)展需要經過較長時間的技術積累和市場培育,因此需要企業(yè)有足夠的耐心和資金實力來支撐。因此,對于新進入該行業(yè)的企業(yè)來說,需要充分考慮自身的資金實力和融資能力,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)副產氫行業(yè)需要大量的高素質專業(yè)人才,包括技術研發(fā)、生產管理、市場營銷等方面的人才。這些人才需要具備豐富的經驗和技能,對于新進入該行業(yè)的企業(yè)來說,很難在短時間內招募到足夠數(shù)量和質量的員工。
四、產業(yè)鏈
1、行業(yè)產業(yè)鏈分析
工業(yè)副產氫產業(yè)鏈上游主要為原材料供應商,包括焦炭、氯堿、丙烷等。國家宏觀經濟政策的變動以及能源價格、礦產品價格、勞動力價格的波動,都可能導致上述原材料價格波動,最終引起行業(yè)成本波動。產業(yè)鏈中游參與者涉及氫氣的制作、存儲、運輸和加注,其中制氫作為工業(yè)副產氫產業(yè)鏈中游的核心環(huán)節(jié)。工業(yè)副產氫的終端應用領域主要為交通領域、工業(yè)領域和建筑領域,其中交通領域的燃料電池汽車為未來工業(yè)副產氫需求增量的主要來源之一。中國工業(yè)副產氫行業(yè)產業(yè)鏈如下圖所示:
山西焦煤能源集團股份有限公司
山西焦化股份有限公司
云南煤業(yè)能源股份有限公司
陜西黑貓焦化股份有限公司
山西安泰集團股份有限公司
中國中煤能源股份有限公司
平頂山天安煤業(yè)股份有限公司
開灤能源化工股份有限公司
淮北礦業(yè)控股股份有限公司
金能科技股份有限公司
山西潞安環(huán)保能源開發(fā)股份有限公司
上海氯堿化工股份有限公司
河南神馬氯堿發(fā)展有限責任公司
廣西柳化氯堿有限公司
萬華化學(寧波)氯堿有限公司
陜西金泰氯堿化工有限公司
煙臺萬華氯堿有限責任公司
東明萬海氯堿化工有限公司
西安西化氯堿化工有限責任公司
2、行業(yè)領先企業(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,逐漸形成了包括基礎化工、氫能源利用、特色新材料等在內的能源和化工循環(huán)發(fā)展的產業(yè)體系,生產和銷售的產品主要有聚氯乙烯、脂肪醇、氯堿等產品。并通過多年的并購與發(fā)展,深度布局了化工、氫能、加氫設備的研發(fā)、新能源發(fā)電等領域。
自2019年以來,嘉化能源積極布局氫能領域,利用工業(yè)副產氫進行氫氣提純、液氫、加氫站運營等項目布局,探索在氫能源領域的發(fā)展路徑?,F(xiàn)階段,嘉化能源制氫主要為氯堿副產,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,均得到圓滿實現(xiàn),甚至部分階段實現(xiàn)超額完成,推動嘉化能源在氫能領域穩(wěn)健發(fā)展。2023年在國家大力推動能源結構轉型和產業(yè)綠色低碳發(fā)展的大背景下,工業(yè)副產氫需求進一步提升,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1800萬標方的計劃和目標。
(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,是全國最大的獨立商品焦和煉焦煤生產商之一,目前公司擁有715萬噸/年的焦炭在產產能。近年來,美錦能源積極推動煤焦氣化產業(yè)和氫能產業(yè)共同發(fā)展的雙輪驅動戰(zhàn)略,加快推動能源結構轉型升級。
美錦能源主要經營煤炭、焦化、天然氣、化產品等業(yè)務,豐富的資源儲備,助力企業(yè)加快構建煤焦氣化氫為一體的完整產業(yè)鏈。企業(yè)在生產過程中,產品會釋放焦爐煤氣,其中含有大量的副產氫氣,為進一步提升產品的附加值,緊扣國家戰(zhàn)略,美錦能源積極推動工業(yè)副產氫的研發(fā)和生產,在氫能產業(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,在經濟形勢、政策變化等多方面因素綜合作用下,鋼材市場價格大幅下行,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%;焦化及相關產品營業(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)副產氫在制氫工藝中具有一定的競爭力,能夠滿足我國氫能產業(yè)發(fā)展中長期的用氫需求。我國作為焦化產業(yè)大國,焦爐煤氣是工業(yè)生產過程中的主要產物,隨著產業(yè)的快速發(fā)展,穩(wěn)步提高焦爐煤氣產能,推動實現(xiàn)生產過程清潔化、產品高附加值化等,逐漸成為產業(yè)發(fā)展的重點方向之一?,F(xiàn)階段焦爐煤氣制氫項目投資較低,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到67%,工業(yè)副產氫的占比在30%左右。作為氫能產業(yè)低碳綠色發(fā)展的重要工藝,工業(yè)副產氫在中短期內仍具備較為充足的發(fā)展空間,隨著產業(yè)技術和設備的持續(xù)完善,工業(yè)副產氫的制備技術將得到進一步提升。
六、發(fā)展因素
1、有利因素
(1)政府部門大力扶持產業(yè)發(fā)展
現(xiàn)階段,工業(yè)副產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。氫能產業(yè)在發(fā)展初期,以低成本的工業(yè)副產氫制備工藝為基礎,可以快速地對其下游應用領域進行培育,從而促進氫能產業(yè)的快速發(fā)展。此外,工業(yè)副產氫作為我國氫能產業(yè)綠色低碳化發(fā)展的重要工藝之一,通過引入CCUS等技術,進一步提升工業(yè)副產氫的制備技術,以促進工業(yè)副產氫制氫過程的轉型升級,并逐步提高其在制氫過程中的經濟效益。
(2)配套設施不斷完善
加氫站是氫能產業(yè)鏈的重要基礎設施,目前國內大部分副產氫項目都實行“前站后廠、就近供給”的模式,即將加氫站建設在工廠旁邊,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業(yè)發(fā)展的重要載體和基石,近年來,國內各企業(yè)加快推進加氫站的建設工作,加氫站的數(shù)量持續(xù)增長。同時,為保障加氫站的供給效率,企業(yè)也在加快技術研發(fā),推動加氫站的供給能力持續(xù)提升。
(3)資本關注度持續(xù)提升
隨著氫能產業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的資本開始進入工業(yè)副產氫行業(yè),為技術研發(fā)、產品生產和市場推廣提供了資金支持,在資本的大力扶持下,進一步提高了工業(yè)副產氫行業(yè)的產能和生產效率。同時,政府對氫能產業(yè)的政策支持和補貼也在不斷增加,進一步吸引更多的企業(yè)進入工業(yè)副產氫行業(yè)。
2、不利因素
(1)生產技術未形成規(guī)?;?/strong>
在工業(yè)副產氫領域,一般直接在焦炭、氯堿等工廠通過提純裝置提取氫氣,并就近供應氫氣。受工業(yè)副產氫這一特性的影響,我國工業(yè)副產氫受地區(qū)資源分布限制影響較大,工業(yè)副產氫主要適合在華北、華東等焦炭、氯堿資源和工業(yè)較為發(fā)達的地區(qū)進行發(fā)展,暫時無法成為我國主要的氫氣供應來源。
(2)產業(yè)規(guī)章制度有待進一步完善
和發(fā)達國家將氫能產業(yè)納入國家能源體系相比,我國的氫能產業(yè)總體發(fā)展相對滯后,直到2022年3月,才發(fā)布了氫能產業(yè)的中長期規(guī)劃,正式明確氫能在國內能源體系中的定位,但由于行業(yè)起步較晚,因而未能全面建立產業(yè)的垂直管理和監(jiān)管體系,產業(yè)的監(jiān)管制度和發(fā)展規(guī)劃仍需進一步完善。同時,在氫能產業(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、重大裝備研制、科學技術創(chuàng)新、產業(yè)化發(fā)展方向等方面所提出的要求也需進一步的深入研究,氫能行業(yè)的發(fā)展政策、保障體系、實施路線等方面還需要進一步探索。
(3)各地生產未形成統(tǒng)一標準
燃料電池作為我國電池行業(yè)的傳統(tǒng)產品,其制造標準和產業(yè)體系較為完善,但隨著氫能產業(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,我國氫能生產過程中的碳排放標準、氫能安全體系、車載儲氫罐組等標準體系尚不完善。隨著國家和政府對于氫能產業(yè)的大力扶持,各地加快對氫能相關產品的生產和研發(fā),產業(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準體系,因而也導致各地的產品出現(xiàn)不同的特性,不能實現(xiàn)較好的統(tǒng)一管理。
七、競爭格局
工業(yè)副產氫企業(yè)的競爭格局大致可以分為三個梯隊。第一梯隊主要包括一些具有技術優(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)副產氫產業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)均具有較強的實力和經驗,并且在氫能技術的研發(fā)、生產和應用方面具有一定的領先優(yōu)勢。第二梯隊是在某一環(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,但在技術研發(fā)、產品創(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。第三梯隊則是其他規(guī)模較小、技術相對較弱的企業(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)副產氫行業(yè)的競爭格局呈現(xiàn)出龍頭企業(yè)主導、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)也在不斷努力擴大自己的市場份額。未來,隨著行業(yè)的持續(xù)發(fā)展、技術的不斷進步,工業(yè)副產氫行業(yè)的技術門檻越來越高,企業(yè)也將持續(xù)推進技術研發(fā)和創(chuàng)新,建立自身的核心競爭力,以適應市場的變化和滿足客戶的需求。
八、發(fā)展趨勢
在“雙碳”目標的推動下,各企業(yè)不斷加大產業(yè)技術研發(fā)投入,持續(xù)推動長距離管道運氫技術的創(chuàng)新,隨著產業(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,運輸氫氣的比重逐步達到24%,為我國大規(guī)模、低成本輸氫提供了技術支撐和保障。隨著我國氫氣輸送管道建設進程的持續(xù)推進,國內氫能產業(yè)將得到快速發(fā)展,現(xiàn)階段工業(yè)副產氫作為制氫的重要工藝,隨著氫能產業(yè)基礎設施的持續(xù)完善,工業(yè)副產氫的制備工藝也將得到進一步發(fā)展。
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2024年中國工業(yè)副產氫行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀:工業(yè)副產氫綜合優(yōu)勢突出,市場挖掘空間廣闊[圖]
工業(yè)副產制氫,是指將富含氫氣的工業(yè)尾氣(如焦爐煤氣、氯堿尾氣等)作為原料,通過變壓吸附等技術將其中的氫氣分離提純,最終得到高純氫氣的過程。


