电解水制氢项目可行性研究报告

制氢道路多样，灰氢仍是首要氢能来历

氢气能够经过多种工艺道路制备，首要包含：（1）化石动力制氢：煤气化制氢、天然气重整制氢、石油焦和渣油制氢等；（2）电解水制氢：电力来历首要包含火电、水电、风电、光电以及核电等，其间可再生动力是抱负的电力来历；（3）工业副产氢：首要包含氯碱工业、煤焦化、合成氨、丙烷脱氢等；（4）光催化制氢、生物发酵制氢等其他道路：尚处于试验与开发阶段，暂未到达规模制氢要求。其间煤气化制氢、天然气重整制氢以及电解水制氢是最首要的制氢办法。

而依据制氢进程中碳排放的不同，职业界一般将氢能分为灰氢、蓝氢及绿氢：

（1）灰氢：运用化石燃料制取氢气，并对开释的二氧化碳不做任何处理；（2）蓝氢：运用化石燃料制取氢气，一起对开释的二氧化碳进行捕集和封存；（3）绿氢：运用可再生动力发电电解或光解制取的氢气。其间灰氢因为出产本钱低、技能工艺老练，是当时最首要的氢能来历，但无法防止出产进程中的碳排放，而真实完成“零碳”的绿氢是抱负的氢能来历，受限于技能与本钱问题，没有完成大规模遍及。

近年来，伴跟着国内氢能工业的继续开展，我国氢气总产值坚持着安稳增加的态势，依据我国氢能联盟与石油和化学规划院的核算，到2019年我国氢气产能约达4100万吨/年。因为我国丰厚的煤炭资源特色，煤制氢是最首要的制氢来历，不同于全球范围内18%左右的比重，煤制氢在国内占比可达六成以上，其次为工业副产氢、天然气制氢、电解水制氢。依据我国氢能联盟研究院数据，2019年我国氢气产值算计3342万吨，其间煤制氢产值2124万吨，占比达63.6%；其次为工业副产氢、天然气制氢，产值分别为708、460万吨，占比分别为21.2%、13.8%；电解水制氢产值相对较少，仅50万吨，占比1.5%。

我国氢气产值坚持安稳增加态势

2019年煤制氢产值占比达63.6%

从区域散布来看，西北、华北、华东区域是我国首要的制氢产地，算计产能占比达75%。2019年西北区域产能为1067万吨，华北区域产能1021万吨，华东区域产能940万吨，占比分别为26.3%、25.2%、23.2%；华南、西南、东北区域产能散布相对较少，占比分别为12.3%、8.3%、4.8%。这样的产能散布特征与我国以煤为主的动力结构休戚相关，以煤制氢为主的制氢产能更多地向煤炭资源密布的西北与华北区域会集，别的华东区域则首要是化工工业较为密布，首要以工业副产氢为主。

2019年我国西北、华北、华东区域氢气产能占比算计约75%

从区域散布来看，西北、华北区域是我国首要的氢能资源中心

电解水制氢职业现状及工艺

电解水即经过电解将水分解为氢气与氧气的进程。现在较为常见的电解水技能首要包含：碱性水电解技能、质子交流膜(PEM)水电解技能以及固体氧化物电解槽技能(SOECs)三种。其间碱性水电解技能是最为老练且已完成商业化运用的技能，开展至今已有近100年进程，本质上氯碱工业运用的便是该技能，相较其他技能本钱较低；PEM技能则较为先进，可有用处理电解液收回与循环运用的问题，体积较小且控制灵敏，更适用于人口密布的城市区域以及散布式运用，是现在最有开展前景的电解水工艺，但因为催化剂及膜资料贵重本钱较高，大范围推广运用仍依赖于技能进步与本钱下降；SOECs技能运用陶瓷作为电解质，在高温下对蒸汽进行电解，现在技能尚不老练，高温热源需求也约束了其经济性，尚处于研制阶段。

现在较为常见的电解水技能首要包含碱性水电解技能、质子交流膜水电解技能、固体氧化物电解槽技能

电解水耗电量大、本钱较高，规模化运用的妨碍没有打扫。电解水对电能的耗费量较大，单位能耗约4~5/3。依据世界动力署核算，假如全球氢气产值均选用电解水技能，其电能耗费可达3600万亿瓦时，已超越欧盟年度发电总量。电解水本钱中，电力本钱占总本钱七成以上。依据我国氢能联盟测算，假如选用市电出产，制氢本钱约30-40元/kg，是煤制氢本钱的四倍以上，经济性相对较弱。因而，电解水制氢技能仍处于开展阶段，没有得到规模化运用。现在，电解水制氢产值在全球氢气总产值占比在0.1%以下，在国内氢气产值中占比约1.5%。

电解水制氢本钱受电价影响较大

清洁动力快速开展，电解水制氢迎来曙光。除本钱问题以外，运用传统网电制氢还存在严峻的全周期内高碳排放的问题。因为国内电力供应七成为火电，若直接选用网电制氢，单位氢气碳排放量可达35.84kg，是煤制氢的近两倍，天然气制氢的3倍以上。而近年来清洁动力的快速开展为电解水制氢发明了良机：一方面，可再生动力发电制氢可完成全周期内的零碳排放，完成真实的绿氢出产；另一方面，跟着风电、光电等本钱下降以及平价上网，制氢本钱也将继续下降。一起，运用弃风、弃光、弃水电力制氢可大大进步清洁动力的运用功率，有用处理跨时刻、跨空间的过剩动力消纳问题。从方针方面来看，国家发改委、国家动力局先后发文支撑高效运用廉价且丰厚的可再生动力制氢，国务院印发《新动力轿车工业开展规划（2021-2035年）》和五部分《关于推进燃料电池轿车演示运用的告诉》均清晰开销鼓舞开展绿氢，进一步支撑有条件的区域经过开展低碳清洁氢气支取率先达峰，探究“制氢电价”等影响方针。在“3060碳达峰碳中和”方针布景下，风景电等清洁动力装机量将继续高速增加，绿氢或迎来快速开展期。依据我国氢能联盟猜测，到2050年可再生动力电解制氢占比将到达70%。

近年来清洁动力发电量占比继续攀升（亿千瓦时）

估计2050年可再生动力电解制氢占比达70%

主张：量体裁衣开展氢源，绿氢是最终目标

整体来看，氢气的制取道路较为多样化，为下流氢能的广泛运用供给了安稳的氢源根底。从结构上来看，当时灰氢占比较大，煤制氢仍是我国最首要的制氢来历，在碳中和布景下面对低碳化转型的问题，但本钱与经济性问题也必定程度限制了蓝氢、绿氢的大范围运用。因而，氢能要完成真实意义上的清洁化开展仍有较长路要走，可是，在当时构建氢能动力系统的开展初期，煤制氢中短期内仍将是制氢道路主导，但一起工业副产氢或将成为低碳化转型过渡期内的首要突破口。

氢源或更多地适用量体裁衣的开展道路，各个区域首要以当地的资源优势为根底拟定合理的氢能规划，如西部与西北部区域煤炭资源与风景等可再生动力丰厚且本钱较低，适合煤制氢与电解水制氢互补开展，华东、华南区域则进一步进步工业副产氢能资源的运用功率，一起加强运用海优势电及水电制氢的运用。长时间来看，绿氢的规模化运用是清洁动力系统构建的最终目标，跟着碳中和驱动下清洁动力项目与技能的投入力度加大，低碳氢的经济性与规模性也有望获得突破性发展。