氫氣產業深度調研及氫氣行業市場發展現狀與未來趨勢分析

• 2022年11月16日 HuangWenYu來源：百度百科 中研報告 中國煤炭加工利用協會 431 21
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氫氣是氫元素形成的一種單質，分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣是一種良好的化工原料，耗用氫氣量最大的是合成氨，世界上約百分之六十的氫氣用于合成氨，中國的比例更高。

氫氣的概念

氫氣(Hydrogen)是氫元素形成的一種單質，分子量為2.01588。常溫常壓下氫氣是一種無色無味極易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣的密度為0.089g/L(101.325kpa,0°C)，只有空氣的1/14，是世界上已知的密度最小的氣體。所以氫氣可作為飛艇、氫氣球的填充氣體(由于氫氣具有可燃性，安全性不高，飛艇現多用氦氣填充)。氫氣與電負性大的非金屬反應顯示還原性，與活潑金屬反應顯示氧化性。

氫氣最早于16世紀初被人工制備，當時使用的方法是將金屬置于強酸中。1766–1781年，亨利·卡文迪許發現氫元素，氫氣燃燒生成水，拉瓦錫根據這一性質將該元素命名為“hydrogenium”(“生成水的物質”之意，“hydro”是“水”，“gen”是“生成”，”ium"是元素通用后綴)。19世紀50年代英國醫生合信(B.Hobson)編寫《博物新編》(1855年)時，把“hydrogen”翻譯為“輕氣”，意為最輕氣體。

根據中研普華產業研究院發布的《2019-2025年氫氣產業深度調研及未來發展現狀趨勢預測報告》顯示：

工業上一般從天然氣或水煤氣制氫氣，而不采用高耗能的電解水的方法。制得的氫氣大量用于石化行業的裂化反應和生產氨氣。氫氣分子可以進入許多金屬的晶格中，造成“氫脆”現象，使得氫氣的存儲罐和管道需要使用特殊材料(如蒙乃爾合金)，設計也更加復雜。

常溫下，氫氣的性質很穩定，不容易跟其它物質發生化學反應。但當條件改變時(如點燃、加熱、使用催化劑等)，情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強的活性(特別是被鈀吸附)。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。氫氣與電負性大的元素反應顯示還原性，與活潑金屬單質常顯示氧化性。氫氣在催化劑的存在下能與大部分有機物進行加成反應。

氫氣是一種良好的化工原料，耗用氫氣量最大的是合成氨，世界上約百分之六十的氫氣用于合成氨，中國的比例更高。其次是經合成氣(H2/CO2)制甲醇。氫與氯可合成氯化氫而制得鹽酸。除能制氨和合成鹽酸外，氫氣還能還原有機物的硝基為氨基，如硝基苯氫化還原可制苯胺。用酮或醛和氫氣還原烷化能制各種有機產品，例N-烷基-N苯基對苯二胺、防老劑4010，防老劑4020等。

數據顯示，2020年，全球利用天然氣(甲烷)生產純氫的產量占比達到43.8%，僅13.4%的氫氣是通過煤炭生產的。

氫氣行業市場發展現狀與未來趨勢

在一般情況下，氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現氧化的生產中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中，在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業中，需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。

我國氫氣產量自2014年開始逐年增長，截至2020年到2050萬噸，其中62%的氫氣來源于煤質氫。2020年中國加氫站數量上升至118座，其中，已投入運營101座，待運營17座。截止2021年底，我國加氫站已建成218座。

發展清潔的可持續的能源是國家能源安全和多樣性的保障。氫能是清潔的可再生能源，其來源多樣、產量大、而且相對安全，是未來清潔、可持續社會的理想能源。氫能可以連接諸如太陽能、風能、生物質能等多種清潔能源，在日常生活和產業活動中普遍利用，從而形成氫能社會。

氫燃料電池汽車是終極的清潔能源汽車，是氫能社會的主要構成部分。燃料電池效率高，是氫能發電的最佳利用途徑，但是目前燃料電池的成本很高，一個有效降低其成本的方法是提高產量。汽車是一個很好的切入點，通過補貼政策，促進燃料電池汽車的規?；a，從而大幅度降低燃料電池成本，提升其技術，推動氫能社會的建設和發展。燃料電池汽車產業的最主要特點是技術含量高且產業鏈長，其技術水平和國家工業體系及基礎是密切相關的。

氫燃料電池汽車是終極的清潔能源汽車。近二十年里，全球大多大車企都嘗試過開發，但是因為其技術難度高、產業鏈長，性能和成本一直很難達到商業化的標準，因而很多車企都淺嘗則止。2021年12月，河南、河北兩大城市群相繼獲批，全國5個燃料電池汽車示范應用城市群共涵蓋47座城市，跨地域開展氫燃料電池汽車推廣，“國家+地方”兩級配套補貼力度大。

中國的氫能和燃料電池產業在全球范圍內在技術上處于中流的位置，而在規模上則處于第一梯隊。氫能和燃料電池的技術水平和國家工業體系及基礎是密切相關的，目前高端的氫能設備都來自國外供應商，譬如35MPa壓力的加氫站零部件已經國產化，但70MPa壓力的加氫站零部件則仍然依靠國外供應商。

國際上氫燃料電池產品的功率密度一般在3.0kW/L以上，而國內同類產品的普遍水平是在2kW/L。但是，中國的氫能和燃料電池產業在規模上又是巨大的。首先中國是產氫大國，占世界總量的34%。

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