氢能源专题报告：工业用氢端及绿色转型之路.pdf

氢能源专题报告：工业用氢端及绿色转型之路。工业用氢：NZE 情景下至 2030 年工业用氢量有望达 7000 万吨，目前需求最大 的领域为合成氨（50%）、甲醇（45%）和钢铁冶金（10%）。2022 年全球工 业用氢量约 5300 万吨，同比+2%。碳中和（NZE）情景下，2030 年全球工业 用氢量要增长到 7000 万吨，即未来几年的氢气产量年复合增长率要达到 4%， （过去四年仅 2%）。目前全球已经有超过 60 万吨工业用低碳氢项目，主要集 中在欧洲（40%）、中国（28%）和中东（24%）。目前主要地区的支持政策 包括：1）日本：致力于全面推进氢、氨供应链建设，计划到 2030 年实现火电 20%掺氨燃烧，计划在未来 15 年公私共同投资 15 万亿日元推广氢能应用。2） 韩国：将 2022 年作为氢气氨气发电元年，宣布投入 400 亿韩元用于有关设备 基础设施建设。3）欧盟：修订版《可再生能源指令》提出到 2030 年可再生能 源消费比例达到 42.5%，其中工业用氢中提出 42%为绿氢的约束性目标，并且 对绿氢设定了严格的定义，涵盖时间相关性和地理相关性。

氢制合成氨：合成氨位居我国化工行业碳排放首位，绿氨成本下降仍需要绿电 成本的降低，掺氨混燃有望打开绿氨消费场景。1）市场和应用：氨是世界上生 产及应用最广泛的化学品之一，目前 80%以上用于生产化肥。我国是最大的合 成氨市场，产量约占全球的 30%，消费主要用于农业、工业、储能。2）成本平 价：目前绿氨成本（720-1400 美元/吨）相较灰氨（110-340 美元/吨）不具备 竞争优势，到 2030 年有望实现平价，主要受益于可再生电力和电解槽成本的下 降，以及 Haber-Bosch 过程效率的提升。3）规划项目：北美、非洲、澳大利 亚在清洁氨生产方面较为领先和积极，目前清洁氨项目合计产能约 600 万吨。

氢制甲醇：甲醇为重要的工业原料和能源载体，有望成为代替燃油的碳中性基 石能源。1）市场：2019 年全球甲醇需求量约 9800 万吨，其中约 2/3 主要用于 生产如甲醛、乙酸和塑料其他化学品，其余用于车辆、船舶等燃料。2）成本平 价：与目前的天然气（100-200 美元/吨）和煤制甲醇（150-250 美元/吨）成本 相比，绿色甲醇的生产成本相对较高（约 800-1600 美元/吨），未来有望下降 至 250-630 美元/吨。甲醇相较多数石油燃料在能源含量方面已经具备竞争力。 3）需求潜力：IRENA 估计到 2050 年绿色甲醇需求量有望达 2.5 亿吨，对应需 要建设约 280 家产能为 2500 吨/天的甲醇工厂以及 280GW 的电解槽容量。

氢基炼钢：氢提供生产近乎零碳钢铁的方法，可以作为高热燃料和原料。1）工 艺路线：氢提供了一种生产近乎零碳钢铁的方法，即使灰氢炼钢（1.87 kg CO2/kg 钢）的碳排放量较传统的煤基炼钢（0.7 kg CO2/kg 钢）也低很多。2）需求潜 力：根据中国氢能联盟预测，到 2060 年，在钢铁行业中，被用作高热燃料和原 料的氢气需求将分别达 2000 万吨和 1500 万吨。2022 年 12 月河钢集团完成全 球首例采用“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术的氢冶金工程。