【研报】能源化工行业氢能系列报告之一：“氢”装上阵赛道可期-210409（25页）.pdf

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【研报】能源化工行业氢能系列报告之一：“氢”装上阵赛道可期-210409（25页）.pdf

1、工业领域里，化工领域对氢气的消耗远期会维持在高位，耗氢增量则主要源自钢铁行业，焦炭在高炉中的核心作用主要是加热和作为还原剂，而氢气理论上是可以替代焦炭实现上述功能。但目前在全球范围内，实际运行的项目屈指可数，瑞典起步较早，瑞典钢铁公司(SSAB)联合大瀑布电力公司(Vattenfall)以及矿业集团(LKAB)创立了非化石能源钢铁项目 HYBRIT，预计 2024 年开始有望转入小规模生产。德国蒂森克虏伯公司也开始了相关尝试。而中国宝武集团 2019 年也开始了与中核集团、清华大学在炼钢用氢方面的合作。但是氢气替代焦炭炼钢涉及高炉技术的革命性转变，其经济性还依赖于氢气的成本。日本钢铁协会估算生

2、产 1 吨生铁需要 601 标准立方米氢气，补偿吸热反应需要 67 标准立方米氢气，加热融化到 1600 摄氏度需要 85 标准立方米氢气，共计需要 753 标准立方米氢气，按照 75%的热效率计算，产生 1 吨生铁需要的氢气量为 1000 标准立方米。按目前成本，生产 1 吨钢铁大约需要 0.45 吨焦炭，吨钢的能源物料成本约为 10001050 元/吨，如果与高炉炼铁达到一样的成本水平，所使用的氢气成本需要降至 11.05 元/方，约合11.211.8 元/kg，基本是目前最便宜的化工副产及化石能源制氢成本。如果以零碳来源的氢气成本计算，目前光伏和风电制氢成本基本在 1725 元/kg 的成本水平，氢气还原制铁的工艺至少比传统高炉高 80%100%以上。氢能还原制铁的大面积推广需要迈过三大门槛：一是技术在规模应用上的稳定性;二是工艺的安全性及安全成本的降低;三是氢能来源成本的降低。储能领域，对可再生和可持续能源系统而言，氢气是一种极好的能量存储介质。氢气作为能源载体的优势在于：1)相互转换性：氢和电能之间通过电解水与燃料电池技术可实现高效率的相互转换;2)压缩氢气能量密度高;3)具有成比例放大到电网规模应用的潜力。各类储能方式比较而言，氢储能的投资额、设备折旧成本相对较低，建设周期较短，相比其他储能方式来说更适用于电网储能，但缺点是能源转化效率低。

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