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国内氢燃料电池产业处于起步阶段

2019-07-01   点击量:454

1.具备能量密度及快速充气优势,氢燃料电池产业发展空间广阔


氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,其具有零排放、高效性、能源可再生性等优势。氢能源技术适应性广,不仅适用于燃料电池汽车和家庭用燃料电池系统,而且具有适用于船舶、铁路以及其他运输行业、氢能发电等多数能源消耗行业的潜在可能性。


燃料电池具有燃料能量转化率高、噪音低以及零排放等优点,进入商业化初期。氢燃料电池能量转化效率高,综合性能优于锂电池。燃料电池的能量转化效率可以达到50%-70%,高昂率密度3.1Kw/L,是内燃机的良好潜在替代者。综合性能优于锂电池,工作温度范围更广,能量密度可达到500Wh/Kg,十分钟内可完成加氢,续航里程长,可超过500公里,循环寿命可达4000次。


一.政策支持氢燃料电池产业发展,国内处于起步阶段


目前质子交换膜燃料电池市场空间最大,主要用于氢燃料电池汽车。燃料电池主要分为三大类:低温、中温、高温燃料电池。其中,低温燃料电池主要包括碱性燃料电池(AFC,主要用于特种、太空领域)和质子交换膜燃料电池(PEMFC,主要用于移动电源、小型分布式发电、交通工具等);中温燃料电池主要包括磷酸型燃料电池(PAFC,主要用于分布式发电);高温燃料电池主要包括碳酸型燃料电池(MCFC,主要用于分布式发电)和固体氧化物燃料电池(SOFC,主要为辅助用电、大型分布式发电)。目前受市场及资本关注的主要为质子交换膜燃料电池,其工作温度低,启动快,结构简单,主要用于氢燃料汽车。PEMFC市场空间最大,2017年,全球PEMFC销售4.55万套,占比63%。


2.全球燃料电池产业加速发展,开启商业化进程


目前全球燃料电池汽车销量仍处于较低水平,主要集中于北美和亚洲。根据InformationTrends数据,截至2017年底,全球燃料电池乘用车累计销量6475辆,仍处于较低水平。其中2017年销量为3260辆,同比增长41%;从地区分布看,燃料电池乘用车销售主要集中于北美和亚洲。


一.政策支持氢燃料电池产业发展,国内处于起步阶段


日本燃料电池起步较早,技术领先。2004年,日本在《国家新产业创新战略》中将燃料电池列为国家重点推进的七大新兴战略产业之首;从2009年开始,日本政府便通过购臵补贴、免费加氢、放宽行业标准、制定长期规划等手段,鼓励燃料电池产业的发展。日本燃料电池出货量和装机规模全球占比超过60%,氢燃料电池领域的专利数目遥遥领先,其专利数目超过1500个。2014年12月,丰田推出世界上第一款真正实现商业化大批量销售的燃料电池汽车-Mirai,它是燃料电池汽车产业的里程碑式产品。


加氢站保有量最多,燃料电池汽车推动日本迈入氢能社会。日本的加氢站保有量位居世界第一,截至2018年底日本拥有96座公共加氢站。根据2017年12月日本经济产业省发布的《氢能基本战略》,规划到2030年实现氢燃料发电商业化,发电成本控制在17日元/KWH,形成年均30万吨氢燃料供给能力。燃料电池汽车保有量2020年要达到4万台,2025年达到20万台,2030年达到80万台;加氢站保有量2020年达160个,2025年达到320个,2030年增至900个,到2050年逐步替代加油站。到2050年,氢燃料发电成本进一步降至12日元/千瓦时,年均氢燃料供应量达到500-1000万吨,燃料电池汽车全面普及,燃油汽车全面停售,以推进日本全面迈入氢能社会。


韩国把氢能产业定为三大战略投资领域之一,力争全球最大市场份额。2019年1月,韩国政府发布“氢能经济发展路线图”,规划到2040年氢燃料电池汽车累计产量由目前的2000余辆增至620万辆,氢燃料电池汽车加氢站从现有的14个增至1200个。如果该路线图顺利得到落实,到2040年可创造出43万亿韩元的年附加值。2013年,现代推出世界上第一辆量产版氢燃料电池汽车-现代ix35FCV,续航里程426km;2018年现代推出最新一代燃料电池汽车NEXO,续航里程612km。


一.政策支持氢燃料电池产业发展,国内处于起步阶段


美国政府对燃料电池企业提供资金支持和税收减免,产业发展思路成熟。美国政府对于燃料电池和任何氢能基础设施建设实施30%-50%的税收抵免。2015年底,美国能源局向国会提交了《2015年美国燃料电池和氢能技术发展报告》,肯定了未来氢能市场的发展潜力,大力投资发展先进氢能与燃料电池技术。2018年美国燃料电池汽车销售2368。辆,其中Mirai销量为1700辆;美国加氢站保有量居世界第三,截至2018年底美国拥有42座公共加氢站,主要集中在加利福尼亚和东北部城市。


欧洲燃料电池车商业化加速,加氢站建设加速,发布欧洲氢能路线图。欧盟2008年出台了燃料电池与氢联合行动计划项目(FCH-JU),2008-2013年共投入9.4亿欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展;2011年出台CPT项目,投入1.23亿欧元建设77个加氢站,并针对15个已有加氢站的国家,实现国与国之间的互通互联。在燃料电池商用车方面,也不断推进研发示范。欧洲研发燃料电池汽车的车企主要为奔驰和大众。2017年奔驰推出其首款量产燃料电池汽车GLCF-Cell,燃料电池续航里程为436km。截至2018年底,欧洲已有19个国家建立了加氢站,德国最多,拥有60座公共加氢站,保有量仅次于日本。2018年全球新增48座加氢站,其中德国新增17座。2019年2月11日,燃料电池和氢能联合组织(FCH-JU)发布“欧洲氢能路线图”。提出,到2030年,氢能预计部署将为欧盟公司的燃料和相关设备创造约1300亿欧元的产业;到2050年达到8200亿欧元。氢能将为欧盟工业创造一个本地市场,作为在全球氢能经济中竞争的跳板。


全球燃料电池产业加速发展,开启商业化进程。InformationTrends预计2020年后,全球燃料电池汽车将进入高速增长期。根据日本富士经济预测,2025年全球燃料电池市场将超3000亿元,其中交通运输设备燃料电池市场将达1800亿。燃料电池产业已经开始商业化进程,未来两年将进入高速增长期。


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