加氢站主要设备倚靠进口,关键技术国产化进程有待加速 典型的外供氢的高压气氢加氢站投资组成中,除去土建及,设备费用占据最大比 例,主要是压缩

加氢站主要设备倚靠进口,关键技术国产化进程有待加速

典型的外供氢的高压气氢加氢站投资组成中,除去土建及,设备费用占据最大比 例,主要是压缩机、储氢瓶、加氢和冷却系统,由于国内缺乏成熟量产的加氢站设备 厂商,进口设备推高了加氢站建设成本。目前建设一座 35MPa,500kg/d 固定式加 氢站的投资成本约为 1500-2000 万元,即使扣除政府补贴的 300-500 万元,加氢站 投资成本依然是传统加油站的 2~3 倍。虽然中国所生产的加氢站设备各项技术指标 仍有欠缺,但是目前国产化已经开启,业内企业在各领域均推出自主产品。

4、 氢燃料电池汽车拉开氢能商业化利用序幕

4.1 燃料电池是氢能高效利用的重要途径,交通领域成长性最强

氢燃料电池原理是氢与氧结合生成水的同时将化学能转化为电能和热能,该过程 不受卡诺循环效应的限制,理论效率可达 90%以上,具有很高的理论经济性。氢气 进入燃料电池的阳极,在催 化剂的作用下分解成氢离子和电子。随后,氢离子穿过 隔膜到达阴极,在催 化剂作用下与氧气结合生成水,电子则通过外部电路向阴极移 动形成电流。不同于铅酸、锂电等储能电池,燃料电池类似于“发电机”,且整个过程 不存在机械传动部件,没有噪声和污染物排放。

交通领域氢能成长性最强

燃料电池在交通领域具有最强增长潜力。从全球来看,燃料电池主要运用于固定 式电源、交通运输和便携式电源三大类领域。既适用于集中发电,建造大中型电站和 区域性分散电站,也可用作各种规格的分散电源。交通运输领域包括为乘用车、巴士 /客车、叉车以及其他以燃料电池作为动力的车辆,目前来看,随着国家氢能产业的 推进和技术的成熟,交通领域应用的商业化进程正在加速,且交通运输领域成长性最 强。据 E4Tech 数据,2019 年全球交通运输用燃料电池出货量为 0.908 GW,近五年 年均复合增速达 41.2%,其占全球燃料电池出货量的比例从 2015 年的 38.2%提升至 80.3%,燃料电池在交通运输领域的应用保持高速增长。

中国燃料电池汽车销量高速增长,但保有量仍处于较低水平

受补贴退坡的影响,2019 年中国新能源汽车整体产销出现大幅收缩,但燃料电 池汽车却呈现高速增长的局面,2019 年燃料电池汽车销量为 2737 辆,同比增加 79.2%。2020 上半年,我国燃料电池汽车销量为 403 辆,同比下降 63.4%。由于目 前燃料电池汽车在我国仍处于试点示范阶段,订单来自政府采购,且以商用为主,保 有量相比同为新能源的纯电动车,基数仍处于较低水平。按照燃料电池发展白皮书, 到 2030 年,我国燃料电池汽车保有量达到 200 万辆水平,到 2050 年,保有量水平 达到 1000 万辆水平。

乘用车发展缓慢,发展集中于商用车

我国车载燃料电池车以商用车和专用车主导。从今年初至今 11 个批次新能源汽 车推广目录来看,其中燃料电池汽车车型以客车及专用车为主,燃料电池乘用车车型 仅 1 款。

与国际燃料电池汽车发展相比,国内燃料电池乘用车产业化发展缓慢。主要由 于两方面的原因,一方面,我国燃料电池堆的技术水平还达不到乘用车的水准,经济 性方面仍无法与目前的燃油车、纯电车相媲美。另一方面,燃料电池车的推广离不开 加氢站的建设。加氢站配套的不足直接导致下游需求的弱化,车企没有动力向乘用车 领域进行研发和推广。

4.2 燃料电池系统期待技术突破和规模效应

电堆是燃料电池心脏,占据燃料电池系统一半成本

在燃料电池车中,燃料电池系统由燃料电池组和辅助系统组成。燃料电池堆是核 心部件,它将化学能转化为电能为汽车提供动力。燃料电池系统除燃料电池堆外,还 有四个辅助系统:供氢系统、供气系统、水管理系统和热管理系统。供氢系统将氢从 氢气罐输送到燃料电池堆;由空气过滤器、空气压缩机和加湿器组成的供气系统为燃 料电池堆提供氧气;水热管理系统采用独立的水和冷却剂回路来消除废热和反应产物 (水)。通过热管理系统,可以从燃料电池中获取热量来加热车辆的驾驶室等,提高 车辆的效率。燃料电池系统产生的电力通过动力控制单元(“PCU”)传到电动机,在 电池的辅助下,在需要时提供额外的电力。

从成本端来看,系统中最核心的部分是燃料电池电堆和空压机,根据 DOE 对 80KW 系统的成本测算,在年产 50 万套的规模化条件下,电堆已占据燃料电池系统 约一半成本,而空压机占比超过四分之一,这两部分也是降低燃料电池系统综合成本 的关键。

[责任编辑:赵卓然]

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