一、概述
目前,市面上最主流的制氢方式有化石能源制氢、工业副产氢和电解水制氢,其中化石能源制氢是我国规模最大的制氢方式。具体来看,化石能源制氢包括煤制氢、石油制氢和天然气制氢,工业副产氢主要是氯碱、甲醇、合成氨企业生产过程副产氢,可再生能源电解水制氢则包括碱性、PEM、SOEC等多种方式。根据数据,煤制氢规模占我国制氢总量的40%,工业副产氢规模占制氢总量的32%,而电解水制氢规模仅占制氢总量的4%,未来提升空间大。
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软件服务行业从技术路径及优缺点分析,化石能源制氢和工业副产氢的制氢技术相对成熟、制氢成本相对较低,但化石能源制氢碳排放问题较为严峻且粗气中杂质气较多,原材料石油资源属于不可再生能源,工业副产制氢则无法实现大规模制作,而电解水制氢制作工艺简单且无碳排放,是市场看好的发展方向。
目前主要制氢路径及其优缺点
制氢方式 | 原料 | 优点 | 缺点 | 适用范围 |
化石能源制氢 | 煤 | 技术成熟 | 储量有限,制氢过程存在碳排放问题,须提纯及去除杂质 | 合成氨、合成甲醇、石油炼制 |
化石能源制氢 | 天然气 | 技术成熟 | 储量有限,制氢过程存在碳排放问题,须提纯及去除杂质 | 合成氨、合成甲醇、石油炼制 |
电解水制氢 | 电、水 | 工艺过程简单,制氢过程不存在碳排放 | 尚未实现规模化应用,成本较高 | 结合可再生能源制氢;电子、有色金属冶炼等对气体纯度及杂质含量有特殊要求 |
化工过程副产氢 | 焦炉煤气、化肥工业、氯碱、轻烃利用等 | 成本低须提纯及去除杂质,无法作为大规模集中化的氢能供应源 | 合成氨、石油炼制 | |
生物质制氢 | 农作物、藻类等 | 原料成本低 | 氢含量较低 | – |
核能制氢 | 水 | 合理利用核能发电废热 | 技术不成熟 | – |
光催化制氢 | 水 | 原料丰富 | 技术不成熟 | - |
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电解水制氢与化石能源制氢的碳排放强度对比
制氢方式 |
生产过程碳排放强度(kgCO2/kgH2) |
|
煤制氢 |
传统煤气化 |
约19 |
传统煤气化+CCUS |
<2 |
|
天然气制氢 |
SMR |
约9.5 |
SMR+CCUS |
<1 |
|
电解水制氢 |
电网电力 |
38~45 |
水电风电 |
<1 |
|
光伏发电 |
<3 |
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二、发展现状及前景分析
1、绿氢开启万亿氢能赛道,电解水制氢是实现3060目标的必由之路
氢能“去碳化”目标只能通过无碳能源生产“绿色的氢”才能实现,而电解水制氢是现阶段工业化应用制氢技术中最接近零碳排放的。目前,我国已经部分省市出台了相关政策来禁止煤制氢或者要求发展绿氢,如2022年5月浙江省印发的《浙江省能源发展“十四五”规划》明确提出,全面推进舟山绿色石化基地能效诊断,禁止煤制氢。
目前我国部分省市支持绿氢产业发展相关支持情况
地区 | 政策 | 内容 |
浙江 | 《浙江省能源发展“十四五”规划》 | 全面推进舟山绿色石化基地能效诊断,禁止煤制氢 |
内蒙古 | 《关于促进氢能产业高质量发展的意见》 | 到2025年前,开展“风光储+氢”、“源网荷储+氢”等绿氢制备示范项目15个以上,绿氢制备能力超过50万吨/年;鼓励工业副产氢回收利用,工业副产氢利用超过100万吨/年,基本实现应用尽用;探索绿氢在化工、冶金、分布式发电、热电联供等领域的示范应用,打造10个以上示范项目;培育或引进50家以上包括15-20家装备制造核心企业在内的氢能产业链相关企业,电解槽、储氢瓶、燃料电池等装备的关键材料及部件制造取得技术突破。 |
《鄂尔多斯市“十四五”能源综合发展规划》 | 提出在2025年底前形成40万吨/年的绿氢供应,在2030年底前达到100万吨/年的绿氢制造规模。2025年,整个内蒙古的绿氢产能规划目标是48万吨,鄂尔多斯相当于是整个内蒙古的80%。 | |
《鄂尔多斯市氢能产业发展规划》(2022年6月) | 规划分三个阶段进行,每个阶段在氢源、制氢装备、应用场景等方面做了详细的布局。在推动可再生氢在煤化工行业的规模化应用方面,做了适应鄂尔多斯当地产业特色的安排,具体包括可再生氢+煤化工生产烯烃、天然气、油品及化工品,以及可再生氢+二氧化碳生产甲醇及下游产品等。对氢能产业的规划提出5年建设28个氢能项目、投资1584.47亿元。 | |
宁夏 | 《宁夏回族自治区氢能产业发展规划(征求意见稿)》 | 有序开展创新与应用示范重点推动可再生能源制氢与煤化工耦合,积极拓展氢能在交通、储发电等领域应用场景建设一批试点示范项目,逐步建立完整的产业体系。到2025年,稳步推动氢能在耦合煤化工的应用示范,可再生替代制氢比例显著提升。实现宁东基地规模化可再生能源制氢示范工程、绿耦合煤,打造国家生能源制氢耦合煤化工示范区、西部绿产业基地和宁夏先行。石嘴山市积极开发焦化和氯碱工业副产氢,重点实施氢能—冶金—化工耦合应用项目。吴忠市通过可再生能源制氢合成氨,组建氢氨产业联盟,打造“中国氢氨谷”。 |
甘肃 | 《酒泉市“十四五”能源发展规划》 | 重点依托玉门、瓜州、金塔等县(市、区)现有的工业园区和产业基础,布局建设玉门5万吨/年、瓜州3万吨/年、金塔2万吨/年以上的绿氢制储基地,在新能源制氢、储氢、运输、加注、应用、氢能装备制造等领域延链补链,引进合成氨、尿素、甲醇等下游项目,带动氢能全产业链发展。积极推进宝丰多晶硅上下游协同项目电解水制氢站、陕煤集团源网荷储一体化项目电解水制氢站等项目建设,着力打造零碳制氢与可再生能源发电协同互补发展的新模式,构建集中式和分布式可再生能源制氢并举的氢能源供应体系。 |
新疆 | 《新疆维吾尔自治区国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 | 推进风光水储一体化清洁能源发电示范工程,开展智能光伏、风电制氢试点,促进可再生能源规模稳定增长。 |
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此外,从电力结构来看,我国电力行业中火电装机占比由2012年的71.49%下降到2021年的54.58%,光伏、风电装机占比持续上升,由2012年的5.65%提升至2021年的26.73%。同时,截止2021年我国单位火电发电量二氧化碳排放约为828克/千瓦时,与2005年相比降低21.0%。由此可见,随着可再生能源占比不断提高,电力产业碳排放水平将随之降低,这为电解水制氢行业发展提供契机,进而实现绿电制绿氢。
根据相关资料预测,2035年、2060年我国非化石能源占一次能源消费比重分别有望达40%、81%,并且在2035年左右总规模超过煤炭,风能、太阳能则在2030年后有望成为主要的非化石能源品种,2060年占一次能源需求总量比重分别为31%和21%。
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2、大规模应用电解水制氢为最终目标,降低用电成本为有效途径
电解水制氢的原理是在充满电解液的电解槽中通入直流电,水分子在电极上发生电化学反应,分解成氢气和氧气。目前,我国电解水制氢的主要技术有碱性水电解(AWE)、PEM(质子交换膜)电解和和固体氧化物电解技术(SOEC)。
其中,AEC主要性能指标均接近国际进水平,设备成本较低,易适用于电网电解制氢,已实现大规模工业应用;PEMEC在技术、装置规模、经济性等方面与国际水平相比差距较大,但运行灵活性和反应效率较高,与风电和光伏的匹配性良好;SOEC的电耗低于AEC和PEMEC,但仅在国内实验室里完成验证示范,尚未实现大规模应用。
我国电解水制氢主要技术路线的性能特点对比
/ | 碱性电解 | PEM电解 | SOEC电解 |
技术成熟度 | 大规模应用 | 小规模应用 | 尚未商业化 |
运行温度 | 70-90°C | 70-80°C | 600-1000°C |
电流密度 | 0.2-0.4A/cm2 | 1.0-2.0A/cm2 | 1.0-10.0A/cm2 |
单台装置制氢规模 | 0.5-1000Nm3/h | 0.01-500Nm3/h | – |
电解槽能耗 | 4.5-5.5kWh/Nm3 | 3.8-5.0kWh/Nm3 | 2.6-3.6kWh/Nm3 |
系统转化效率 | 60-75% | 70-90% | 85-100% |
系统寿命 | 已达10-20年 | 已达10-20年 | – |
启停速度 | 热启停:分钟级;冷启停:>60分钟 | 热启停:秒级;冷启停5分钟 | 启停慢 |
动态响应能力 | 较强 | 强 | 较弱 |
电源质量 | 要求稳定 | 电源稳定或波动电源 | 稳定电源 |
负荷调节范围 | 15-100%额定负荷 | 0-160%额定负荷 | – |
系统运维 | 有腐蚀液体,后期运维复杂,运维成本高 | 无腐蚀性液体,运维简单,运维成本低目 | 前以技术研究为主,尚无运维需求 |
占地面积 | 较大 | 较小 | – |
电解槽价格 | 2000-3000元/kW(国产);6000-8000元/kW(进口) | 7000-12000元/kW | – |
特点 | 技术成熟、成本低、易于实现大规模应用,但实际电能消耗较大、需要稳定电源 | 占地面积小、间歇性电源适应性高、易于实现与可再生能源结合,但设备成本较高 | 高温电解能耗低、可采用非贵金属催化剂,但存在电极材料稳定性问题,需要额外加热 |
与可再生能源的结合 | 适用于稳定电源的装机规模较大的电力系统 | 适配波动性较大的可再生能源发电系统 | 适用于产生高温、高压蒸汽的光热发电系统 |
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电解水制氢的成本分析,假设1000Nm3/h碱性电解槽成本850万元,土建和设备安装成本150万元,1000Nm3/h质子交换膜电解槽成本3000万元,土建和设备安装成本200万元,每1m3氢气消耗原料水0.001t,冷却水0.001t,水价5元/t,年运行时长2000h,年制氢200万Nm3等,可测算出碱性电解槽制氢成本和质子交换膜电解槽制氢成本分别为31.91元/kg、42.50元/kg,两者用电成本分别占比74.8%、50.6%。由此可见,降低用电成本是目前节省电解水制氢成本的最有效途径,假设可再生能源供电的电价下降到0.15元/kWh,则对应碱性电解槽和质子交换膜电解槽的制氢成本将分别下降到约17元/kg、29元/kg,跟煤制氢+碳税或煤制氢+CCUS的成本基本相接近。
电解水制氢成本测算
项目 | 单位 | 碱性电解槽 | 质子交换膜电解槽 |
年制氢规模 | m3 | 2000000 | 2000000 |
单位电费 | 元/m3 | 2 | 1.8 |
单位水费 | 元/m3 | 0.01 | 0.01 |
年电费 | 元 | 4000000 | 3600000 |
年水费 | 元 | 20000 | 20000 |
年设备折旧 | 元 | 850000 | 3000000 |
年土建及安装折旧 | 元 | 75000 | 100000 |
年折旧费用 | 元 | 925000 | 3100000 |
单位折旧 | 元/m3 | 0.46 | 1.55 |
单位人工运维成本 | 元/m3 | 0.2 | 0.2 |
氢气成本 | 元/m3 | 2.67 | 3.56 |
氢气密度 | kg/m3 | 0.08 | 0.08 |
氢气成本 | 元/kg | 31.91 | 42.50 |
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观研报告网发布的《中国电解水制氢市场现状深度调研与投资趋势预测报告(2022-2029年)》涵盖行业最新数据,市场热点,政策规划,竞争情报,市场前景预测,投资策略等内容。更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展态势、市场商机动向、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据,结合了行业所处的环境,从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。
行业报告是业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握行业发展趋势,洞悉行业竞争格局,规避经营和投资风险,制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是全面了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。观研天下是国内知名的行业信息咨询机构,拥有资深的专家团队,多年来已经为上万家企业单位、咨询机构、金融机构、行业协会、个人投资者等提供了专业的行业分析报告,客户涵盖了华为、中国石油、中国电信、中国建筑、惠普、迪士尼等国内外行业领先企业,并得到了客户的广泛认可。
本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国家统计局规模企业统计数据库及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测数据库。本研究报告采用的行业分析方法包括波特五力模型分析法、SWOT分析法、PEST分析法,对行业进行全面的内外部环境分析,同时通过资深分析师对目前国家经济形势的走势以及市场发展趋势和当前行业热点分析,预测行业未来的发展方向、新兴热点、市场空间、技术趋势以及未来发展战略等。
【目录大纲】
第一章 2018-2022年中国电解水制氢行业发展概述
第一节 电解水制氢行业发展情况概述
一、电解水制氢行业相关定义
二、电解水制氢特点分析
三、电解水制氢行业基本情况介绍
四、电解水制氢行业经营模式
1、生产模式
2、采购模式
3、销售/服务模式
五、电解水制氢行业需求主体分析
第二节 中国电解水制氢行业生命周期分析
一、电解水制氢行业生命周期理论概述
二、电解水制氢行业所属的生命周期分析
第三节 电解水制氢行业经济指标分析
一、电解水制氢行业的赢利性分析
二、电解水制氢行业的经济周期分析
三、电解水制氢行业附加值的提升空间分析
第二章 2018-2022年全球电解水制氢行业市场发展现状分析
第一节 全球电解水制氢行业发展历程回顾
第二节 全球电解水制氢行业市场规模与区域分布情况
第三节 亚洲电解水制氢行业地区市场分析
一、亚洲电解水制氢行业市场现状分析
二、亚洲电解水制氢行业市场规模与市场需求分析
三、亚洲电解水制氢行业市场前景分析
第四节 北美电解水制氢行业地区市场分析
一、北美电解水制氢行业市场现状分析
二、北美电解水制氢行业市场规模与市场需求分析
三、北美电解水制氢行业市场前景分析
第五节 欧洲电解水制氢行业地区市场分析
一、欧洲电解水制氢行业市场现状分析
二、欧洲电解水制氢行业市场规模与市场需求分析
三、欧洲电解水制氢行业市场前景分析
第六节 2022-2029年世界电解水制氢行业分布走势预测
第七节 2022-2029年全球电解水制氢行业市场规模预测
第三章 中国电解水制氢行业产业发展环境分析
第一节 我国宏观经济环境分析
第二节 我国宏观经济环境对电解水制氢行业的影响分析
第三节 中国电解水制氢行业政策环境分析
一、行业监管体制现状
二、行业主要政策法规
三、主要行业标准
第四节 政策环境对电解水制氢行业的影响分析
第五节 中国电解水制氢行业产业社会环境分析
第四章 中国电解水制氢行业运行情况
第一节 中国电解水制氢行业发展状况情况介绍
一、行业发展历程回顾
二、行业创新情况分析
三、行业发展特点分析
第二节 中国电解水制氢行业市场规模分析
一、影响中国电解水制氢行业市场规模的因素
二、中国电解水制氢行业市场规模
三、中国电解水制氢行业市场规模解析
第三节 中国电解水制氢行业供应情况分析
一、中国电解水制氢行业供应规模
二、中国电解水制氢行业供应特点
第四节 中国电解水制氢行业需求情况分析
一、中国电解水制氢行业需求规模
二、中国电解水制氢行业需求特点
第五节 中国电解水制氢行业供需平衡分析
第五章 中国电解水制氢行业产业链和细分市场分析
第一节 中国电解水制氢行业产业链综述
一、产业链模型原理介绍
二、产业链运行机制
三、电解水制氢行业产业链图解
第二节 中国电解水制氢行业产业链环节分析
一、上游产业发展现状
二、上游产业对电解水制氢行业的影响分析
三、下游产业发展现状
四、下游产业对电解水制氢行业的影响分析
第三节 我国电解水制氢行业细分市场分析
一、细分市场一
二、细分市场二
第六章 2018-2022年中国电解水制氢行业市场竞争分析
第一节 中国电解水制氢行业竞争现状分析
一、中国电解水制氢行业竞争格局分析
二、中国电解水制氢行业主要品牌分析
第二节 中国电解水制氢行业集中度分析
一、中国电解水制氢行业市场集中度影响因素分析
二、中国电解水制氢行业市场集中度分析
第三节 中国电解水制氢行业竞争特征分析
一、企业区域分布特征
二、企业规模分布特征
三、企业所有制分布特征
第七章 2018-2022年中国电解水制氢行业模型分析
第一节 中国电解水制氢行业竞争结构分析(波特五力模型)
一、波特五力模型原理
二、供应商议价能力
三、购买者议价能力
四、新进入者威胁
五、替代品威胁
六、同业竞争程度
七、波特五力模型分析结论
第二节 中国电解水制氢行业SWOT分析
一、SOWT模型概述
二、行业优势分析
三、行业劣势
四、行业机会
五、行业威胁
六、中国电解水制氢行业SWOT分析结论
第三节 中国电解水制氢行业竞争环境分析(PEST)
一、PEST模型概述
二、政策因素
三、经济因素
四、社会因素
五、技术因素
六、PEST模型分析结论
第八章 2018-2022年中国电解水制氢行业需求特点与动态分析
第一节 中国电解水制氢行业市场动态情况
第二节 中国电解水制氢行业消费市场特点分析
一、需求偏好
二、价格偏好
三、品牌偏好
四、其他偏好
第三节 电解水制氢行业成本结构分析
第四节 电解水制氢行业价格影响因素分析
一、供需因素
二、成本因素
三、其他因素
第五节 中国电解水制氢行业价格现状分析
第六节 中国电解水制氢行业平均价格走势预测
一、中国电解水制氢行业平均价格趋势分析
二、中国电解水制氢行业平均价格变动的影响因素
第九章 中国电解水制氢行业所属行业运行数据监测
第一节 中国电解水制氢行业所属行业总体规模分析
一、企业数量结构分析
二、行业资产规模分析
第二节 中国电解水制氢行业所属行业产销与费用分析
一、流动资产
二、销售收入分析
三、负债分析
四、利润规模分析
五、产值分析
第三节 中国电解水制氢行业所属行业财务指标分析
一、行业盈利能力分析
二、行业偿债能力分析
三、行业营运能力分析
四、行业发展能力分析
第十章 2018-2022年中国电解水制氢行业区域市场现状分析
第一节 中国电解水制氢行业区域市场规模分析
一、影响电解水制氢行业区域市场分布的因素
二、中国电解水制氢行业区域市场分布
第二节 中国华东地区电解水制氢行业市场分析
一、华东地区概述
二、华东地区经济环境分析
三、华东地区电解水制氢行业市场分析
(1)华东地区电解水制氢行业市场规模
(2)华南地区电解水制氢行业市场现状
(3)华东地区电解水制氢行业市场规模预测
第三节 华中地区市场分析
一、华中地区概述
二、华中地区经济环境分析
三、华中地区电解水制氢行业市场分析
(1)华中地区电解水制氢行业市场规模
(2)华中地区电解水制氢行业市场现状
(3)华中地区电解水制氢行业市场规模预测
第四节 华南地区市场分析
一、华南地区概述
二、华南地区经济环境分析
三、华南地区电解水制氢行业市场分析
(1)华南地区电解水制氢行业市场规模
(2)华南地区电解水制氢行业市场现状
(3)华南地区电解水制氢行业市场规模预测
第五节 华北地区电解水制氢行业市场分析
一、华北地区概述
二、华北地区经济环境分析
三、华北地区电解水制氢行业市场分析
(1)华北地区电解水制氢行业市场规模
(2)华北地区电解水制氢行业市场现状
(3)华北地区电解水制氢行业市场规模预测
第六节 东北地区市场分析
一、东北地区概述
二、东北地区经济环境分析
三、东北地区电解水制氢行业市场分析
(1)东北地区电解水制氢行业市场规模
(2)东北地区电解水制氢行业市场现状
(3)东北地区电解水制氢行业市场规模预测
第七节 西南地区市场分析
一、西南地区概述
二、西南地区经济环境分析
三、西南地区电解水制氢行业市场分析
(1)西南地区电解水制氢行业市场规模
(2)西南地区电解水制氢行业市场现状
(3)西南地区电解水制氢行业市场规模预测
第八节 西北地区市场分析
一、西北地区概述
二、西北地区经济环境分析
三、西北地区电解水制氢行业市场分析
(1)西北地区电解水制氢行业市场规模
(2)西北地区电解水制氢行业市场现状
(3)西北地区电解水制氢行业市场规模预测
第九节 2022-2029年中国电解水制氢行业市场规模区域分布预测
第十一章 电解水制氢行业企业分析(随数据更新有调整)
第一节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
1、主要经济指标情况
2、企业盈利能力分析
3、企业偿债能力分析
4、企业运营能力分析
5、企业成长能力分析
四、公司优 势分析
第二节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优劣势分析
第三节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第四节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
第五节 企业
一、企业概况
二、主营产品
三、运营情况
四、公司优势分析
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第十二章 2022-2029年中国电解水制氢行业发展前景分析与预测
第一节 中国电解水制氢行业未来发展前景分析
一、电解水制氢行业国内投资环境分析
二、中国电解水制氢行业市场机会分析
三、中国电解水制氢行业投资增速预测
第二节 中国电解水制氢行业未来发展趋势预测
第三节 中国电解水制氢行业规模发展预测
一、中国电解水制氢行业市场规模预测
二、中国电解水制氢行业市场规模增速预测
三、中国电解水制氢行业产值规模预测
四、中国电解水制氢行业产值增速预测
五、中国电解水制氢行业供需情况预测
第四节 中国电解水制氢行业盈利走势预测
第十三章 2022-2029年中国电解水制氢行业进入壁垒与投资风险分析
第一节 中国电解水制氢行业进入壁垒分析
一、电解水制氢行业资金壁垒分析
二、电解水制氢行业技术壁垒分析
三、电解水制氢行业人才壁垒分析
四、电解水制氢行业品牌壁垒分析
五、电解水制氢行业其他壁垒分析
第二节 电解水制氢行业风险分析
一、电解水制氢行业宏观环境风险
二、电解水制氢行业技术风险
三、电解水制氢行业竞争风险
四、电解水制氢行业其他风险
第三节 中国电解水制氢行业存在的问题
第四节 中国电解水制氢行业解决问题的策略分析
第十四章 2022-2029年中国电解水制氢行业研究结论及投资建议
第一节 观研天下中国电解水制氢行业研究综述
一、行业投资价值
二、行业风险评估
第二节 中国电解水制氢行业进入策略分析
一、目标客户群体
二、细分市场选择
三、区域市场的选择
第三节 电解水制氢行业营销策略分析
一、电解水制氢行业产品策略
二、电解水制氢行业定价策略
三、电解水制氢行业渠道策略
四、电解水制氢行业促销策略
第四节 观研天下分析师投资建议
图表详见报告正文······