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油品升级推动煤制氢快速发展,2017年产量超1300万吨,氢能源市场前景可期,煤制氢发展潜力巨大[图]

2019年04月03日 15:09:29字号:T|T

    氢气的用途非常广泛,目前主要的用途为石油化工行业,是用量最大的化工原料之一,可用于合成氨、合成甲醇、石油炼制等,其次,在化工领域作为原料气生产合成氨、二甲醚等。在交通领域,随着我国油品质量升级步伐不断加快,多数炼厂采用全加氢方式制油;新能源汽车蓄势待发,对氢燃料的需求稳步提升。随着新能源汽车产业的快速发展,用于交通领域和民用领域的氢燃料电池的动力来源,将是未来氢应用的新发展热点。

    通常而言,工业化制氢路线主要包括水电解制氢、煤炭气化制氢、天然气制氢、生物质气化制氢、可再生能源制氢等。在几种制氢路径中,煤制氢最具经济性。这主要表现在三个方面:

    一是原料的可获得性。我国作为煤炭大国,煤炭在一次能源占比达60%,资源丰富且易得;

    二是成本较低,煤炭相比天然气等能源具有明显的价格优势。天然气制氢成本约为2元/立方米,而煤炭制氢的成本在0.8元/立方米左右,可节约成本近20%;

    三是技术成熟,产量高。清洁煤化工过程第一步产生的就是氢气,由此煤制氢技术可以追溯到上世纪八九十年代,并在2000年前后逐步取得突破。在此期间,神华、齐鲁石化、茂名石化等煤化工行业龙头企业争相布局,推动了我国煤制氢技术的发展,在一氧化碳转换、氢气分离提纯、大规模空分等关键技术上实现了国产化。

    可以说,我国的煤制氢技术已较为成熟,且产量高,每年煤制氢产量达千万吨级,可支持规模化应用,这是其他制氢路径不具备的优势。但过去多年间,煤制氢一直活跃在化工领域,但不被大众所熟悉。近两年,随着环保的要求提高,油品质量升级步伐的加快,煤制氢开始被炼油厂广泛应用。而随着氢燃料电池汽车火热起来,煤制氢作为主要制氢路径之一,也逐渐走进公众的视野。

    2017年我国氢气产量2100万吨,煤制氢产量达到了1302万吨,占比62%。近几年我国氢气及煤制氢产量情况如下图所示:

2010-2017年中国煤制氢行业产量情况

资料来源:智研咨询整理

    2013年9月国务院发布《大气污染防治行动计划》要求油品质量升级,2014年全国实现国四柴油,硫含量控制在50ppm,2017年全国实现国五柴油,含硫量控制在10ppm。从2015年开始,全国主要的燃油消耗大省都开始逐步的采用国五柴油,2016年进入大规模推广,到2017年低,全国主要的大型炼化厂的基本完成油品的升级,炼厂氢气用量增加。

    更为重要的是,国家能源结构的转化,“煤改气”推动,天然气消费量大增,价格逐步上行。且天然气供不应求,保证居民用气的压力较大,工业生产供应量大幅减少,天然气制氢气的工艺基本已经不存在经济性。总的而言,随着石油、天然气价格的不断上涨,成品油升级和日趋加大的环保压力,煤/石油焦制氢成为炼厂氢气来源的新兴选择。近几年,国内煤制氢消费快速增长,从2010年的647万吨增长到2017年的1300万吨,如下图所示:

2010-2017年中国煤制氢行业需求量情况

资料来源:智研咨询整理

    从具体的煤制氢项目投资来看,具体的可以分为单独的煤制氢项目,和一体化炼化项目,一体化炼化项目近几年兴起的速度较快。2010年至今,全国新建大型炼厂煤、石油焦制氢项目6套,煤制氢的总规模约为80.5万标准立方米/小时。目前,还有15个拟在建炼化一体化项目,其中11个确定采用煤气化制氢工艺。可以说煤制氢行业近几年的主要推动主要来源于炼化行业。

    2017年我国煤制氢行业市场规模约2418亿元,同比2016年的2049.8亿元增长了17.96%,近两年我国煤制氢行业市场规模情况如下图所示:

2010-2017年中国煤制氢行业市场规模情况

资料来源:智研咨询整理

2010-2017年中国煤制氢行业市场细分规模情况

资料来源:智研咨询整理

    智研咨询发布的《2017-2022年中国煤制氢市场专项调研及投资战略研究报告》指出:当前我国“富煤贫油少气”的资源禀赋仍未改变,天然气对外依存度已高达30%,核能、可再生能源等仍处于发展当中,体量较小,尚不足以支撑我国经济发展的巨大能源需求。

    《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》指出,“要促进煤炭的清洁高效利用,降低环境污染大力发展煤炭清洁、高效、安全开发和利用技术,并力争达到国际先进水平;要强化对能源装备引进技术的消化、吸收和再创新,攻克先进煤电等重大装备制造核心技术”。

    同时目前煤炭产业的产能过剩情况严重,目前我国煤碳产能约为50亿吨,产量约为37亿吨,同时约有10亿吨左右的新产能在建设和投产期,煤炭的进口也保持在较高的水平,所以,从能源安全、经济发展稳定等现实角度考虑,做好煤炭的清洁化利用至关重要。而煤制氢恰是煤炭清洁利用问题的极佳突破口。

    在氢气需求量大,在天然气价格较高和政策管控的情况下,煤制氢经济性更好。在生产技术方面,依靠加氢技术对汽、柴油进行脱硫是生产高等级清洁燃料的主要手段。中石油、中石化等大型石油集团同样面临如何解决氢气供给的问题。

    同时从全球的能源产业的变化趋势来看,氢能源是未来主要的能源,氢气燃料可以具有容易获取、无污染且不会枯竭三个优点具备作为优质燃料电池的要求。因此具有广阔的市场空间。

    目前煤制氢技术主要包括煤的焦化制氢和煤气化制氢两种,并以气化制氢为主。与传统石油路线相比,以煤制氢来生产燃料电池的燃料能效最高。考虑到未来氢燃料电池技术的发展,煤制氢技术将是一个重要的发展和应用方向。总体来说,煤制氢潜在市场需求巨大,行业迎来了较好的发展机会。

    截止2017年,目前,我国加氢站共有31座,12座已经建成,其余19座还在建设中。预计到2025年,我国加氢站建设有望超过300座。2019年政府的工作报告也对“氢能源”产业做出了一定推断,由此可见,未来几年,我国氢能源建设将迎来全面发展时期。这也将促进氢能源汽车的逐步商业化应用。同时这也将是全球共同的趋势,未来全球的氢气需求量将会显著上升,煤制氢行业具有广阔的发展空间。

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