沙利文发布《2023年全球蓝氢产业中碳捕集应用的增长机会研究报告》

全球走向脱碳道路并实现将全球平均气温上升限制在比工业化前水平高出最多1.5摄氏度的目标将需要支持性的法规框架，要求商业、工业和住宅领域采取节能措施，需要大规模的经济投资来推动可再生能源装机容量的增加，以及转向核能和其他低碳技术，包括蓝氢、绿氢和大规模碳捕集、利用和封存（CCUS）。

来源：沙利文分析

人们对氢作为低碳或零碳能源载体的兴趣大幅增加。以氢为基础的经济或许是当前以化石燃料为基础的经济的最佳替代方式，也是解决人们日益关注的碳排放、能源安全和气候变化问题的答案。

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按化石燃料类型分类，碳捕集蓝氢可分为天然气碳捕集、煤炭碳捕集、石油碳捕集、生物质碳捕集；按技术类型分类，碳捕集蓝氢可分为具备碳捕集的蒸汽甲烷转化技术（SMR）、具备碳捕集的自动热转化技术（ATR）、具备碳捕集的甲烷裂解技术、具备碳捕集的煤炭技术及其他技术注：其他包括沥青气化+碳捕集、具备碳捕集的石油焦化+生物质气化、重油残渣气化+碳捕集和部分氧化。

来源：沙利文分析

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《报告》对全球蓝氢应用碳捕集市场的整体和以技术划分各细分领域的收入与年新增产能预进行了测算，并对全球主要参与者的收入份额进行了分析。

氢气目前的用途有限，但具有成本效益、低排放的蓝氢潜力巨大。在无法使用电池带动的重型运输车辆中，氢有望在替代石油产品方面发挥关键作用。

在全球范围内，98%的氢气来自煤炭（通过气化），SMR 来自天然气。这两种方法在没有采用碳捕集技术的情况下都会排放大量的二氧化碳，因此部署碳捕集技术是理想的选择。

随着到2050年实现净零排放的压力越来越大，以天然气和煤为原料的大型制氢厂需要采用碳捕集技术进行改造。应对这一挑战的方法之一是部署模块化解决方案，以节省时间和成本。

2022年，全球有10家商业规模的氢气生产厂采用碳捕集技术，每年生产低碳氢气的累计能力将达到940百万吨/年。预计到2050年，蓝氢的年需求量将达到5.3亿吨，可减少二氧化碳排放多达60亿吨。

制氢产生的碳捕集市场收入预计将从2022年的8,030万美元增长到2030年的31.5亿美元，年复合增长率为58.2%。增长潜力主要集中在美国、欧洲和亚太地区。

具备碳捕集的蒸汽甲烷转化技术（SMR）是制造蓝氢最常见且最成熟的技术之一，其利用高温蒸汽（700摄氏度至1,000摄氏度）用于从甲烷源（如天然气）生产氢气。

SMR技术具有较高捕集效率，捕集率可以达到90％，操作和生产成本低。将SMR与碳捕集结合可以消除碳排放，有助于生产清洁氢气。

预计SMR与CCUS碳捕集市场将以每年120.2％的复合年增长率迅速增长，到2030年将达到2.2亿美元。随着更多的蓝氢项目投入运营，市场将在2025-2026年之间经历显著增长。

欧洲是实施蓝氢项目的市场领导者。欧洲联盟（EU）于2021年采纳了氢战略，以加速清洁氢项目的发展。此外，EU通过研究框架计划资助了氢能研究和创新项目。该地区的新创企业不断增加，推动了蓝色氢能项目的开发和投资，从而带来了指数级的收入增长。

尽管具有各种优势，采用CCUS技术的SMR但最终仍将被更先进的技术所取代，如自动热重整、气体部分氧化和水电解。与SMR相比，这些技术能效更高，资本支出更低。

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ATR技术结合了蒸汽重整和POX技术，具有较低的运营成本和更高的氢产量。与SMR相比，ATR具有更容易操作、系统更小、温度控制更好、运营温度更低、能源需求更低、启动更容易、焦炭生成更少的优势。

在ATR工艺中，可获得高浓度的二氧化碳，其中95%的二氧化碳可被捕集和储存。配备了CCUS的ATR还未投入商业使用，但有几个新项目计划将该技术用于氢气和氨的专用生产。

具备碳捕集的自动热转化技术（ATR）的碳捕集市场预计将以每年30.8%的年均复合增长率增长，到2030年将市场规模达到12.8亿美元。尽管具有更多的优势，但其资本支出（CAPEX）要求比SMR高。市场预计将在2025年之后增长，随着更多的蓝氢项目投入运营，CAPEX将降低。

欧洲将在预测期内占有最大的市场份额。预计欧洲ATR市场将在2030年达到10.7亿美元，主要受到减少温室气体排放的倡议和政策的推动。此外，欧盟地区通过研究框架计划和政府资助支持氢能研究和创新项目，支持在发展蓝氢项目中快速实施新技术。

近期，挪威的Equinor公司和法国跨国公用事业公司Engie SA合作进行了H2BE项目的可行性研究。该项目旨在利用自热重整技术与CCUS相结合，从天然气中生产氢气。

煤气化是制氢的第一步。该工艺将煤炭等碳基材料转化为合成气（syngas）。这种气体主要是一氧化碳和氢气，在水气变换反应器中与催化剂上方的蒸汽发生反应，转化为二氧化碳和氢气。

利用煤气化技术，可通过化学或物理分离捕集90%-95%的二氧化碳。除了一些现有的煤炭设施计划改造碳捕集外，一些新的工厂如澳大利亚的氢能源供应链（HESC）也正在开发中。

具备碳捕集的煤炭技术碳捕集市场预计将以22.6%的复合年增长率温和增长，到2030年将达到2.9亿美元。该市场主要由亚太地区的煤炭需求驱动，因为煤炭在亚太地区仍被用作能源生产的主要原材料。

预计到2040年，亚太地区的煤炭需求量将达到4,400兆吨煤当量。中国和印度是最大的煤炭生产国，也是最大的消费国。其他需求中心包括日本、印度尼西亚、韩国、越南和澳大利亚。

根据国际能源机构（IEA）的预测，在既定政策情景下，到2030年，氢气需求量预计将达到1.15亿吨，其中大部分将用于没有碳捕集的传统应用领域。氢气生产应与CCUS相结合，以实现净零目标。

甲烷裂解技术通过燃烧天然气的主要成分甲烷来生产氢气，最终副产品为炭黑。炭黑可直接出售或捕集并储存。

具备碳捕集的甲烷裂解技术碳捕集市场预计将以34.0%的指数级复合年增长率增长，到2030年将达到5.8亿美元。

甲烷裂解制氢和热解制氢与常规SMR工艺相当，均可使用甲烷产生大量氢气。

因为亚太地区和中东有大量的天然气，将是应用甲烷裂解技术的主要地区。

其他技术包括沥青气化+碳捕集、具备碳捕集的石油焦化+生物质气化、重油残渣气化+碳捕集和部分氧化。

预计从2024-2030年，具备碳捕集的其他技术的碳捕集市场将以21.2%的复合年增长率温和增长，到2030年将达到7.8亿美元。沥青、石油焦和重油残渣等炼油副产品推动了市场的发展。

亚太地区、欧洲和美洲将是获得增长机会的主要市场。美国拥有世界上最大的炼油能力，随着石油产品需求的激增，美国的炼油能力将继续增长。

中国拥有亚太地区最大的炼油能力，产能达到每天1,700万桶。沥青、石油焦和重渣油等通常被丢弃并造成碳排放的副产品，可利用气化技术生产氢气，并利用CCUS技术捕集二氧化碳。

《报告》从工业脱碳、在现有天然气管道中混合蓝氢、将蓝氨视为能源及主要利益相关者之间的融合与合作四个维度对蓝氢应用碳捕集市场的增长机会进行展望。

为了实现净零排放目标，各国政府必须瞄准所有能源密集型行业的排放目标，包括水泥、钢铁、化肥和化学品等难以减少的行业。在占全球排放量20%的重工业中，化石燃料的替代品（例如利用热能或加工电气化产生的可再生能源）仍然非常昂贵。在可预见的未来，碳捕集将成为这些行业的关键脱碳技术，而来自高减排难度产业的需求将成为强大的市场驱动力。

例如，水泥生产占全球总排放量的近8%。由于几乎没有其他生产水泥的方法，该行业具有实施碳捕集的巨大潜力。

天然气加工过程中含有高达90%的二氧化碳，在出售或压缩成液化天然气（LNG）之前，必须将其去除。目前，这些二氧化碳大部分被排放到大气中，但可以捕集并重新注入地质地层或用于提高石油采收率（EOR）。

为了成功过渡到蓝色氢经济，需要一个可行的基础设施将氢从生产点输送到最终使用点，如加氢站或工业或固定发电机。

近年来，在现有管道网络中将蓝色氢气掺入天然气的做法在欧洲、澳大利亚和美国受到广泛关注，因为全球氢气运输和储存基础设施仍处于早期阶段，需要数十亿美元的投资来建设新的氢气管道，并需要多年才能投入使用。

利用欧洲和美国现有的四通八达的天然气管道，将有可能容纳和运输大量按特定比例与天然气混合的蓝氢。

在天然气混合物中添加蓝氢可显著减少温室气体排放，提高系统效率，并有助于电力、供热、工业和运输部门脱碳。

目前，煤炭在全球发电中占主导地位，是二氧化碳排放的主要原因。由于经济危机和COVID-19疫情，作为煤电厂替代品的可再生能源项目的发展速度已经放缓。减少大型煤电厂排放的每一小步对于向低碳经济过渡都至关重要。

从蓝氢中产生的蓝氨（NH3）可用于替代化石燃料发电，也可作为绿色氢气的储存形式，从而消除运输和储存方面的现有挑战。

未来几年，蓝氨将越来越多地应用于海运和航空业。

在全球范围内，由于缺乏统一的监管框架和产消费者的意识，氢的采用仍处于早期阶段。近年来，许多国家已经认识到氢在脱碳中的作用，并正在制定框架，将氢作为其碳中和战略的一部分。

作为一种零碳能源载体，随着有利的监管框架和试点项目在许多地区的增加，蓝氢正在获得前所未有的商业和政治动力。

过去5年，欧洲、北美、拉丁美洲、亚太、中东和非洲的蓝氢试点和示范项目显著增加，凸显了其巨大的潜力。