鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:539次 | 2022年09月30日
氫燃料動(dòng)力電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展報(bào)告
我國(guó)是第一產(chǎn)氫大國(guó),具有豐富的氫源基礎(chǔ),隨著氫能源技術(shù)的發(fā)展,氫能將廣泛應(yīng)用于交通、化工原料、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域,成為我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要組成部分。在氫氣應(yīng)用中,目前廣為人知的是氫燃料電池車。氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈包括氫氣儲(chǔ)存、燃料電池原材料和電堆設(shè)計(jì)及組裝三大核心環(huán)節(jié)。然而,由于燃料電池成本較高以及加氫站等相關(guān)設(shè)施尚不完善等原因,氫燃料電池汽車尚未廣泛普及。資料顯示,2017年,中國(guó)共生產(chǎn)氫燃料電池車1272輛。行業(yè)預(yù)計(jì),2018年中國(guó)燃料電池車產(chǎn)量將超過(guò)3000輛。
中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)與EY安永于2018中國(guó)國(guó)際石油化工大會(huì)期間聯(lián)合發(fā)布了《氫能源及燃料電池行業(yè)白皮書(shū)》。該白皮書(shū)從行業(yè)發(fā)展角度和能源高效利用角度,較為全面的分析了氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況及未來(lái)走勢(shì)。
氫燃料電池汽車根本是以氫作為燃料之一,它的構(gòu)造建立在目前新能源純電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)之上,突破了目前純電動(dòng)汽車的兩點(diǎn)技術(shù)短板——純電動(dòng)汽車的充電時(shí)間和續(xù)航里程問(wèn)題。氫燃料電池汽車的能源補(bǔ)給時(shí)間短,加注時(shí)長(zhǎng)和燃油車大致相同,這可以在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最高的效率,擺脫純電動(dòng)汽車充電慢的現(xiàn)狀;在續(xù)航里程方面,氫燃料電池汽車一次加滿之后的續(xù)航里程大概可以保持在600-700km之間,是突破純電動(dòng)汽車?yán)锍探箲]、趕超燃油汽車的一大替代品。
《白皮書(shū)》指出:氫能源目前應(yīng)用主要通過(guò)燃料電池,固定式、分布式及交通運(yùn)輸為其三大應(yīng)用場(chǎng)景,其中商用車占絕大部分市場(chǎng)份額。
氫燃料電池汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)為:日韓主要做乘用車、中國(guó)和美國(guó)主要做商用車的格局。并且短期內(nèi)該格局不會(huì)出現(xiàn)太大變化。固定式應(yīng)用場(chǎng)景包括氫能源家用燃料電池、電信行業(yè)無(wú)間斷電源或備用電源等。便攜式設(shè)備主要應(yīng)用于備用電源,因?yàn)闅淠茉慈剂想姵財(cái)y帶電量多、重量輕,因此也可以用在戶外和特種電源設(shè)備上。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
中國(guó)燃料電池汽車起步較晚,起步后由于國(guó)家對(duì)商用車政策補(bǔ)貼力度更大、技術(shù)實(shí)現(xiàn)相對(duì)較容易等原因,短期來(lái)看乘用車仍不會(huì)成為主要市場(chǎng)。市場(chǎng)結(jié)構(gòu):目前國(guó)內(nèi)燃料電池乘用車市場(chǎng)為零,商用車主力為客車生產(chǎn)企業(yè),其中各類物流燃料電池商用車占94%,客車占6%。編寫(xiě)組分析其原因主要有:(1)補(bǔ)貼力度:國(guó)內(nèi)對(duì)大型商用車補(bǔ)貼力度更大;(2)價(jià)格敏感度:商用車對(duì)成本敏感性較低;(3)技術(shù)能力:商用車(尤其是客車)車身體積較大,可以簡(jiǎn)單地通過(guò)增加儲(chǔ)氫瓶增加續(xù)航能力,對(duì)儲(chǔ)氫技術(shù)的要求不高。中長(zhǎng)期來(lái)看商用車市場(chǎng)會(huì)首先呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
我國(guó)自2009年開(kāi)始相繼針對(duì)燃料電池汽車出臺(tái)了各項(xiàng)支持政策,大力推動(dòng)行業(yè)下游應(yīng)用,進(jìn)而拉動(dòng)燃料電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如:2009年出臺(tái)了《節(jié)能“與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》,中央財(cái)政開(kāi)始對(duì)試點(diǎn)城市給予一次性定額補(bǔ)貼。2014年出臺(tái)的《關(guān)于免征新能源汽車車輛購(gòu)置稅的公告》指出:2014年9月1日至2017年12月31日購(gòu)置新能源汽車將免征車輛購(gòu)置稅。2015年國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局在系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)文,提出15項(xiàng)重點(diǎn)創(chuàng)新任務(wù),其中包括氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新。財(cái)政部、科技部、工業(yè)和信息化部和國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)四部委也于今年聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》,明確提出:燃料電池補(bǔ)貼政策基本不變,力度不減。
日韓、美、歐在氫能源及燃料電池領(lǐng)域具備先發(fā)的優(yōu)勢(shì),我國(guó)雖然暫時(shí)處于落后,但是也正在引進(jìn)海外龍頭企業(yè),加速技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用,并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)在下游領(lǐng)域的應(yīng)用。下圖從技術(shù)水平、加氫站建設(shè)、燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀、燃料電池汽車市場(chǎng)化進(jìn)展四個(gè)方面,比較了中國(guó)、日韓、美國(guó)、歐洲之間在氫能源行業(yè)發(fā)展的差異。
我國(guó)燃料電池電動(dòng)車的發(fā)展與行業(yè)規(guī)劃密切相關(guān),因此地域分布現(xiàn)象明顯;整體上集中在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、制造業(yè)基礎(chǔ)雄厚的地區(qū)。
在氫能源和燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中,氫氣儲(chǔ)存、燃料電池原材料和電堆設(shè)計(jì)及組裝是氫能源和燃料電池發(fā)展最關(guān)鍵的三步,這三步的技術(shù)發(fā)展也將影響著未來(lái)氫燃料電池汽車的推廣與應(yīng)用。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
現(xiàn)有技術(shù)共計(jì)有三種儲(chǔ)氫方式,其中氣態(tài)儲(chǔ)氫是最主流的方式,未來(lái)隨著技術(shù)突破,固體合金儲(chǔ)氫有望成為主流儲(chǔ)氫方式。下表列出了氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固體合金儲(chǔ)氫三種儲(chǔ)氫在不同方面的比較。
如今,按導(dǎo)電離子類別可將燃料電池分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。目前在五大類燃料電池中,質(zhì)子交換膜燃料電池運(yùn)行溫度低于120℃,啟動(dòng)時(shí)間短,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,應(yīng)用前景最廣闊,將是未來(lái)發(fā)展最快的燃料電池技術(shù)。
電堆是燃料電池的技術(shù)核心,成本在燃料電池中的占比最高(67%),因此改進(jìn)電堆技術(shù)是降低燃料電池成本的關(guān)鍵。而催化劑+膜電極成本又在電堆中占比最高,并且膜電極是燃料電池的心臟,因此這兩種原材料成為了燃料電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。催化劑和膜電極的主要原料為鉑等貴金屬,在整個(gè)電池系統(tǒng)成本中占比達(dá)33%,在電堆成本中占比高達(dá)49%,是燃料電池最大的成本來(lái)源。除催化劑和膜電極以外的雙極板、隔膜等部件成本都隨著產(chǎn)量提升有明顯下降,因此,降低鉑催化劑用量和提升質(zhì)子交換膜性價(jià)比,是突破燃料電池成本瓶頸最直接的方式。未來(lái),鉑用量有望持續(xù)下降,并且鉑催化劑將會(huì)實(shí)現(xiàn)99%的回收利用,能有效控制成本。但是,質(zhì)子交換膜由于生產(chǎn)難度高,成本仍將居高不下,降本道路仍待探索。
有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2018年11月,中國(guó)共有27座建成的加氫站(其中上海世博加氫站與深圳大運(yùn)會(huì)加氫站已拆除),另有16座在建。已建成27座加氫站中,多數(shù)僅供示范車輛加注使用,尚未完全向社會(huì)公開(kāi)。中國(guó)汽車工程協(xié)會(huì)于2016年10月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》指出,到2030年中國(guó)加氫站數(shù)量將超過(guò)1000座。同時(shí),值得注意的是,這些加氫站的投建單位除了主營(yíng)業(yè)務(wù)為加氫設(shè)備技術(shù)研發(fā)相關(guān)的企業(yè)外,還有8座加氫站的投建單位為傳統(tǒng)能源化工企業(yè),分別如下:
中石化
2018年1月,中國(guó)石化廣東云浮石油與云浮新興縣國(guó)資辦合資合作的加油加氫站項(xiàng)目在廣東云浮新興縣舉行項(xiàng)目奠基儀式。
根據(jù)規(guī)劃,項(xiàng)目將設(shè)計(jì)、建造一座加油加氫合建站,加油站設(shè)計(jì)為二級(jí)站,加氫站設(shè)計(jì)為三級(jí)站。其中,成品油儲(chǔ)量為150立方米(3個(gè)30立方米汽油罐,2個(gè)30立方米柴油罐),氫氣儲(chǔ)存量為1000千克(分2組,前期實(shí)施和預(yù)留儲(chǔ)氫瓶均為500千克)。該加油加氫站項(xiàng)目總投資約為3300萬(wàn)元。
2018年8月,廣東佛山市9個(gè)加氫站聯(lián)合舉行開(kāi)工儀式。其中青龍加氫站建設(shè)單位為中石化廣東分公司,投資預(yù)算1500萬(wàn)元,為一級(jí)油氫合建站。
中石油
2018年9月,湖北武漢首座加氫站在武漢東湖高新區(qū)建成。資料顯示,該加氫站日加氫能力300公斤,由武漢中極氫能源發(fā)展有限公司承建,核心設(shè)備由中極氫能聯(lián)合中國(guó)石油湖北公司、成都華氣厚普機(jī)電設(shè)備股份有限公司共同研發(fā)制造。
國(guó)家能源集團(tuán)
2017年8月,神華集團(tuán)與國(guó)電集團(tuán)開(kāi)始合并重組。神華集團(tuán)更名為國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司,作為重組后的母公司,吸收合并國(guó)電集團(tuán)。
2018年11月中旬,神華如皋加氫站建成投產(chǎn)。
此前于2017年11月,神華集團(tuán)表示其正在江蘇如皋建設(shè)加氫站,資料顯示,該加氫站計(jì)劃安裝兩臺(tái)氫氣壓縮機(jī),可達(dá)1100Nm3/h,日加氫能力達(dá)到1000公斤。2018年3月,空氣化工宣布,與國(guó)家能源集團(tuán)旗下神華新能源簽署協(xié)議,將為其在江蘇如皋新建的加氫站提供兩臺(tái)加氫機(jī)設(shè)備。
四周能源
2018年3月,舜華新能源與四周能源共同興建的加氫/加油合建站奠基。
該項(xiàng)目的規(guī)劃主要考慮滿足當(dāng)?shù)亻_(kāi)通氫燃料電池公交大巴專線以及氫能源物流運(yùn)輸車輛氫能動(dòng)力的供應(yīng)。資料顯示,該加氫站每天最大可滿足約250輛物流車和100輛公交大巴的加氫服務(wù),加油站每天可為700輛汽車提供加油服務(wù)。此外,合建站每天還可同時(shí)滿足300輛小型客車的充電服務(wù)。
華昌化工
2018年4月,江蘇華昌化工股份有限公司發(fā)布公告,公司擬投資建設(shè)氫氣充裝站項(xiàng)目。
該項(xiàng)目計(jì)劃總投資1020.8萬(wàn)元,項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模為:利用本公司內(nèi)部土地2000平方米,生產(chǎn)原料為氫氣,主要工藝流程為來(lái)自變壓吸附的氫氣提純后,經(jīng)氫氣壓縮機(jī)增壓后,充裝在高壓長(zhǎng)管拖車中,送至站外用氫單位。采用氫氣壓縮機(jī)、SCADA系統(tǒng)等主要設(shè)備8臺(tái)套,成品為99.999%的氫氣。該項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)期為9個(gè)月,預(yù)設(shè)生產(chǎn)期為10年,生產(chǎn)負(fù)荷為投產(chǎn)第一年達(dá)到設(shè)計(jì)能力70%,第二年100%。
浦江氣體
2018年7月,浦江特種氣體公司表示,將在上海化工區(qū)建設(shè)具有70MPa氫氣加注能力的商用加氫站。資料顯示,該項(xiàng)目將利用上?;^(qū)內(nèi)賽科石化、上海氯堿等企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)氫氣。
美錦能源
2018年7月,美錦能源控股的云浮錦鴻氫源科技有限公司旗下首個(gè)投資項(xiàng)目——錦鴻云安加氫站在廣東云浮舉辦開(kāi)工奠基儀式。
該加氫站項(xiàng)目占地面積4.97畝,分兩期建設(shè),一期計(jì)劃投資1700萬(wàn)元,加氫能力為500kg/日。項(xiàng)目二期將根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展需要適時(shí)啟動(dòng),屆時(shí)加氫能力將增加到1000kg/d。
東華能源
2018年8月,東華能源表示,其LPG/加氫合建站預(yù)計(jì)于2018年11月建成投用。
資料顯示,該加氫站由江蘇東華港城氫能源科技有限公司實(shí)施。該合資公司由江蘇東華汽車能源(東華能源全資子公司)與江蘇港城汽車運(yùn)輸集團(tuán)出資成立。其中東華汽車出資1300萬(wàn),持股65%;江蘇港城汽車運(yùn)輸集團(tuán)出資700萬(wàn),持股35%。
濱化股份
2018年10月,濱化股份表示,其氫能源項(xiàng)目分二期建設(shè),一期氫氣充裝量1000Nm3/h,總投資1969.4萬(wàn)元,工期六個(gè)月,主要用于為燃料電池車提供合格氫氣,一期完成后加氫站即可投用。
傳統(tǒng)能源化工企業(yè)建設(shè)加氫站的優(yōu)勢(shì)在于:
1)雄厚的資金實(shí)力;
2)氫氣來(lái)源充足、制氫技術(shù)熟練;
3)安全生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)豐富;
4)對(duì)于中石化、中石油等來(lái)說(shuō),這些企業(yè)擁有完善的加油站網(wǎng)絡(luò),改造加油站為加油加氫合建站僅需在原有加油站內(nèi)拆除一臺(tái)加油設(shè)備,新加氫氣相關(guān)設(shè)備,審批過(guò)程相對(duì)容易。
氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,事關(guān)我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略,事關(guān)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè),事關(guān)我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)布局,中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)在推動(dòng)汽車,能源,化工,材料等行業(yè)之間的交流一直在做著不懈努力。
2019中國(guó)國(guó)際石油和化工大會(huì)將于9月18日至20日在杭州舉行,本屆大會(huì)正值中國(guó)國(guó)際石油和化工大會(huì)舉辦十周年,將以《跨界賦能——化學(xué)塑造未來(lái)》為主題,推動(dòng)包括汽車,能源,化工,材料等行業(yè)之間的交流,合作與協(xié)同,促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展!