1、制氢行业分析报告氢气长期作为一种工业气体应用于化工、航天、军工企业；是一个成熟的行业。同时，作为一种新型能源，氢能的广泛利用还处于摸索阶段。2010Catherine2010/9/13目 录制氢行业概述 .4一、 制氢行业简述 .41、氢气的用途 .42、氢气制造行业的特点 .4二、制氢方法介绍 .51、电解水制氢 .52、水煤气制氢 .53、由石油热裂的合成气和天然气制氢 .64、生物质制氢 .6行业外部环境分析 .10一、 政策环境 .101、国内政策环境 .102、国外政策环境 .11二、 行业动态 .121、氢的生产方面 .122、氢的储存和运输方面 .123、加氢站点的建设方面 .1
2、3制氢行业市场分析 .14一、市场结构分析 .14二、 市场需求分析 .141、全球市场 .142、国内需求 .15三、未来发展机会 .161、氢经济 .162、由环境问题带来的新需求 .16氢气制造行业产业格局 .17一、全球化的竞争 .17二、中国地区制氢企业分布情况 .181、中国制氢企业分布状况 .182、中国制氢企业结构 .193、制氢企业产品结构 .19三、原料供应情况 .191、煤炭资源 .192、石化类资源 .203、天然气资源 .21氢气制造行业客户分析 .221、 现场供应、管道输送客户 .222、 商品氢气的客户 .24氢气制造行业重点企业介绍 .251、空气化工产品公司
3、（Airproducts & Chemicals Inc） .252、四川空分设备（集团）有限公司 .25由于编制时间紧迫和编者能力有限，报告中多有不尽之处敬请见谅。特别是市场分析一章由于数据缺乏，只定性描述了市场结构和相应需求预测方法没有给出具体数据，请读者见谅！制氢行业概述一、 制氢行业简述氢气作为工业气体的一员，在许多制造、化工领域运用广泛。同时，氢气和其它工业气体一样市场分散，集中度差。从整体上氢气生产制造企业有广而散、产品同质化高、由提供产品向提供服务过度的趋势。同时，作为一种新型能源，氢能产业化还处在探索阶段。1、氢气的用途氢气由于其特有的化学性质使其在石油化工、电子工业、冶金工业
4、、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。同时，氢也是一种理想的二次能源（ 二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源）。在一般情况下，氢极易与氧结合。这温加工过程及电子微芯片的制造中，在氮气保护气氛中加入氢以去除残余的氧。在石化工业中，需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。由于氢的高燃料性，航天工业使用液氢作为燃料。2、氢气制造行业的特点（1）氢气制造企业多是以厂区为中心，向周围辐射目前氢气运用领域中多是作为工业生产的辅助原料，并且氢气的运输从客观上说具有成本较高
5、便利性差的特点。因此，氢气制造厂的营销网络多以厂区为中心，向周围辐射。其中气体氢气输送半径一般不超过 200 公里，液氢供应半径较大可以达到 1000 公里或者更远。（2）氢气生产技术成熟，相关标准明确我国化肥和石油化工行业大规模生产氢气的方法主要有：天然气蒸汽转化、轻油蒸汽转化、水煤气制氢，而以天然气蒸汽转化应用最为普遍；在精细化工、医药、电子、冶金、科研等用氢行业，传统的制氢方法是水电解；近年来，随着催化剂的成功开发，甲醇蒸汽转化制氢的工艺得到迅速推广，取代了相当数量的传统制氢装置，在中小规模用氢领域产生了良好的经济效益。相应标准：GB/T 7445-1995 纯氢、高纯氢和超纯氢 H2G
6、B/T 16942-1997 电子工业用气体 氢 H2GB/T 3634.1-2006 氢气 第 1 部分:工业氢 H2（3）公司集团化，厂区地方化由于氢气需求和运输的特殊性决定了氢气生产厂只能因地制宜，满足周边客户需要，辐射范围小。同时，工业气体生产企业为满足其自身发展壮大的内在需要，扩大市场边界全球建厂。目前，国际四大企业集团占整个世界工业气体市场份额的 72%左右。由于目前氢气市场仍然为较为传统应用领域，氢气市场需求难有较大的增长；企业大多采用扩大市场份额的方式来扩大其自身产品的需求。因此企业有集团化、扩地区、跨国家全球扩张的经营方式。二、制氢方法介绍1、电解水制氢多采用铁为阴极面，镍为
7、阳极面的串联电解槽（外形似压滤机）来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气，阴极出氢气。该方法成本较高，但产品纯度大，可直接生产 99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供：电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，制取多晶硅、锗等半导体原材料，油脂氢化， 双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。2、水煤气制氢用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气（C+H2OCO+H2热）。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的 CO 转化成 CO2（CO+H2OCO2+H2）可得含氢量在 8
8、0%以上的气体，再压入水中以溶去 CO2，再通过含氨蚁酸亚铜（或含氨乙酸亚铜）溶液中除去残存的 CO 而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把 CO 与 H2 合成甲醇，还有少数地方用 80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。3、由石油热裂的合成气和天然气制氢石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气。CH4+H2O CO+3H24、生物质制氢前三种方法技术相当成熟是常
9、用的工业制氢方法。生物质制氢是现代氢能源制造的新技术，有许多技术难关需要攻克。根据生物质制氢所采用方法的不同可以分为：生物质催化气化制氢、生物质热裂解制氢、生物质超临界转换制氢、生物法制氢。(1) 生物质催化气化制氢生物质催化气化制氢是加入水蒸气的部分氧化反应，类似于煤炭气化的水煤气反应，得到含氢和较多一氧化碳的水煤气，然后进行变换反应使一氧化碳转变，最后分离氢气。由于生物质气化产生较多焦油，研究者在气化器后采用催化裂解的方法以降低焦油并提高燃气中氧含量，催化剂为镍基催化剂或较。为便宜的白云石、石灰石等。气化过程可采用空气或富氧空气与水蒸气一起作为气化剂，产品气主要是氢、一氧化碳和少量二氧化碳
10、。气化介质不同，燃料气组成及焦油含量也不同。使用空气时由于氮的加入，使气化后燃气体积增大，增加了氢气分离的难度；使用富氧空气时需增加富氧空气制取设备。Dernjrbas认为含水质量分数在35以下的生物质适合采用气化制氢技术。(2) 生物质热裂解制氢热解制氢温度一般为650800 K，压力0.1 0.5 MPa。生物质热裂解制氢是对生物质进行间接加热，使其分解为可燃气体和烃类(焦油)，然后对热解产物进行二次催化裂解，使烃类物质继续裂解以增加气体中氢含量，再经过变换反应将一氧化碳也转变为氢气，然后进行气体分离。通过控制裂解温度、物料停留时间及热解气氛来达到制氢目的。由于热解反应不加空气，得到的是中
11、热值燃气，燃气体积较小，有利于气体分离。该方法需考虑残碳和尾气的回用以提供热解反应的热量。TarMas等研究发现，煅烧白云石可增加热解气中氢气的含量，并认为白云石的催化作用在于减少了热解过程中的焦油产率。（3）生物质超临界转换制氢该技术对含水质量分数在35以上的生物质、泥煤制氢特别适用超临界转换系将生物质原料与一定比例的水混合后，置于压力2235 MPa，温度450650的超临界条件下进行反应，完成后产生氢含量较高的气体和残碳，再进行气体分离。由于超临界状态下水具有较低的介电常数、粘度小和扩散系数高的特点，因而具有良好的扩散传递性能，可降低传质阻力和溶解大部分有机成分和气体，使反应成为均相，加
12、速反应进程。超临界水气化制氢的反应压力和温度都较高，设备和材料的工艺条件比较苛刻。Kumabe等对煤热解所得的焦油进行水蒸气催化气化制氢研究发现，焦油产氢过程同时生成大量CH 4和少量C2H6等副产物。降低反应温度虽然可减少副产物生成量，但H 2生成量也随之减少，他们认为煤气化过程CH 4主要来自焦油的分解。（4）生物法制氢a、厌氧发酵有机物制氢许多专性厌氧和兼性厌氧微生物能厌氧降解有机物产生氢气、这些微生物也被称为化学转化细菌，如丁馥棱状芽孢杆菌、拜式梭状芽孢杆菌、大肠埃希式杆菌、产气肠杆菌、揭球固氮菌等。厌氧发酵有机街翩氧是通过厌氧微生物(细菌)利用多种底物在氮化酶或氢化酶的作用下将底物分
13、解制取氢气。底物包括甲酸、丙酮酸、CO和各种短链脂肪酸等有机物 硫化物、淀粉纤维素等糖类。这些物质广泛存在于工农业生产的污水和废弃物中。厌氧发酵制氢的过程是在厌氧条件下进行的因此O 2的存在会抑制产氢生物催化剂氮化酶和氢化酶的合成与活性。由于转化细菌的高度专一性，不同的菌种所能分解的底物也有所不同。因此，要实现底物的彻底分解处理并制取大量的H 2，应考虑不同菌种的共同培养。b、光合细菌和藻类制氢光合细菌和藻类制氢都需要在一定光照条件下，菌种和藻类分解底物产生氢气。目前研究较多的主要有：颤藻属、深红红螺菌、球形红霞单胞菌、深红假单胞苗、球形红微菌、液泡外硫红螺菌等。光合细菌产氢的机制，一般认为是
14、光子被捕获到光合作用单元，其能量被送到光合反应中心(RC)，进行电荷分离，产生高能电子并造成质子梯度，从而合成腺苷三磷酸(ATP)。另外，经电荷分离后的高能电子，产生还原型铁氧还原蛋白(Fd red)固氮酶利用ATP和Fd rsd进行氢离子还原，生成氢气。行业外部环境分析随着传统能源供需失衡矛盾的日益加剧，世界各国纷纷加大对新能源的开发与利用，氢能源作为可再生资源的一种受到广泛的关注。其中，对氢能源利用呼声最高的国家和地区是欧盟、日本、美国。但同时，氢能源的反对声音也多。2009 年一年里，多个欧美厂家，包括通用、福特、雷诺、宝马，表示延缓、缩减甚至放弃对氢燃料汽车的研发。日本厂家一贯对氢动力
15、最为热心；他们虽不言放弃，仍在继续发力，但也承认在将来多年内，新能源车的发展重点在于电动汽车。一、 政策环境1、国内政策环境氢能源作为可再生资源，并没有得到国家特别重视。可再生能源中长期发展规划中要求到 2010 年，可再生能源在中国能源消耗中的 10%，到 2020年达到 15%。但是规划中并没有涉及氢能的部分，也就是说，目前对于氢能产业，国家尚没有出台正式的产业发展规划。氢能产业管理的各个部委之间，也没有一个氢能专业协调委员会进行部委之间的协调运作，只是在太阳能学会下设有一个氢能专业委员会，但作为半政府性质的协会，其力量有限。“973 计划”2009 年度重要支持方向包括材料领域中新型高容量储氢材料的关键基础科学问题研究。十一五“863”计划包括 4 个燃料电池车研究项目。20022007 年，分别在北京和上海同时进行 6 辆燃料电池公共汽车实地运行示范；并为在全国进行更大规模的示范乃至燃料电池公共汽车商业化做好准备工作。为了保障 2008 年绿色奥运召开的北京能有 80100 辆氢能客车的正常运行，北京市计划几年内在四环外建立国内首座小型加氢站。同时国家计划到
