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氫能源/燃料電池

1、氫能源/燃料電池:板塊介紹氫能源是安邦利民的戰略性能源,作為二次能源,氫不僅可以通過煤炭、石油、天然氣等化石能源重整、生物質熱裂解或微生物發酵等途徑制取,還可以來自焦化

1、氫能源/燃料電池:板塊介紹

氫能源是安邦利民的戰略性能源,作為二次能源,氫不僅可以通過煤炭、石油、天然氣等化石能源重整、生物質熱裂解或微生物發酵等途徑制取,還可以來自焦化、氯堿、鋼鐵、冶金等工業副產氣,也可以利用電解水制取,特別是與可再生能源發電結合,不僅實現全生命周期綠色清潔,更拓展瞭可再生能源的利用方式。

氫可廣泛應用於能源、交通運輸、工業、建築等領域。既可以直接為煉化、鋼鐵、冶金等行業提供高效原料、還原劑和高品質的熱源,有效減少碳排放;也可以通過燃料電池技術應用於汽車、軌道交通、船舶等領域,降低長距離高負荷交通對石油和天然氣的依賴;還可應用於分佈式發電,為傢庭住宅、商業建築等供電供暖。目前,應用最為廣泛的領域為燃料電池汽車領域,豐田、本田、現代等著名車企都推出瞭各自的燃料電池汽車。

燃料電池是一種非燃燒過程的電化學能轉換裝置。將氫氣(等燃料)和氧氣的化學能連續不斷地轉換為電能。其工作原理是H2在陽極催化劑作用下被氧化成H+和e-,H+通過質子交換膜達到正極,與O2在陰極反應生成水,e-通過外電路達到陰極,連續不斷的反應就產生瞭電流,所以燃料電池是一種發電設備。

2、氫能源/燃料電池:氫能源/燃料電池產業鏈

由於氫能來源廣、用途多的特點,氫能產業鏈所涉及的環節和細分領域眾多,主要包括上遊氫能制備、中遊氫能儲存運輸、下遊氫燃料電池及氫能源燃料電池應用等多個環節,與產業鏈相關的上下遊關聯產業則更多。

3、氫能源/燃料電池:氫能源發展利用前景

國際能源轉型一直沿著從高碳到低碳、從低密度到高密度的路徑進行,而氫氣是目前公認的最為理想的能量載體和清潔能源提供者。氫氣無毒無害,反應物為水,綠色清潔,熱值高,相當於汽油的三倍,被譽為“21世紀的終極能源”。

從氫氣生產來源來看,化石資源制氫居主導地位,全球主要人工制氫原料的96%以上都來源於傳統化石資源的熱化學重整,僅有4%左右來源於電解水。從地域分佈上看,亞太地區的氫氣產能最大,而我國是目前氫氣產能最大的國傢,也是氫氣生產分佈最廣的國傢。目前國際制氫年產量6300萬噸左右,我國每年產氫約2200萬噸,占世界氫產量的三分之一,是世界第一產氫大國。氫氣的制備主要可分為制取氫氣和提純氫氣兩大類,煤炭制氫成本最低,為0.8~1.1元/立方米,天然氣制氫成本為0.9~1.5元/立方米,我國的電解制氫發展仍處早期,成本在3元/立方米左右,未來還有較大下降空間。

燃料電池汽車是氫能源利用極具成長性的下遊行業,燃料電池汽車的續航裡程普遍在500公裡以上,和目前中高端純電動汽車續航相當,而從能源補給時間角度,燃料電池汽車加氫僅需不到3分鐘,遠低於插電混動或純電動汽車,雖然氫燃料電池汽車在我國目前處於起步階段,但燃料電池汽車性能的優秀不可否認,目前國外大規模銷售的氫燃料電池汽車各方面性能與內燃機汽車不相上下,有些遠優於電動汽車。燃料電池具有環境友好、發電效率高、噪音低、可用燃料范圍廣等優點,當前我國燃料電池產業的主要發展瓶頸在於生產成本高(鉑催化劑價格高昂)、技術水平較國際落後以及氫產業鏈配套設施不夠成熟,遠期的發展空間巨大。

自上海市發佈第一個氫燃料電池汽車發展規劃以來,各地政府密集出臺氫能與燃料電池產業規劃。包括張傢口、成都、蘇州等地均積極發展氫燃料產業並推廣燃料電池汽車運營。根據中國《節能與新能源汽車產業技術路線圖》,到2025年氫燃料電池汽車保有量推廣規模將達到5萬輛,其中商用車1萬輛、乘用車4萬輛,加氫站超過300座。2030年,將實現大規模商業化推廣累計100萬輛,燃料電池系統產能超過10萬套/企業,整機性能達到與傳統內燃機相當。

4、氫能源/燃料電池:燃料電池的類型

燃料電池通常具有5-10年的使用壽命,燃料電池根據運行機理不同可分為酸性燃料電池和堿性燃料電池。具體來說,根據電解質的不同分為堿性燃料電池、磷酸燃料電池、固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和質子交換膜燃料電池等五大類。

其中堿性燃料電池最早成功開發,穩定應用於航天領域;磷酸燃料電池屬於第一代燃料電池,其技術最成熟、商業化程度最高,在美日廣泛應用於大型電站;熔融鹽和固體氧化物燃料電池分別是第二、三代技術,多用於發電廠;質子交換膜燃料電池應用前景最廣闊,未來預計將成為汽車領域主流燃料電池技術。

5、氫能源/燃料電池:燃料電池重點政策解讀

中國對於燃料電池發展支持處於循序漸進狀態,我國從2001年就確立瞭“863計劃電動汽車重大專項”項目,確定三縱三橫戰略,以純電動、混合電動和燃料電池汽車為三縱,以多能源動力總成控制、驅動電機和動力蓄電池為三橫。近期隨著燃料電池產業發展逐漸成熟,中國在燃料電池領域的規劃綱要和戰略定調已經出現苗頭,支持力度逐漸加大。

2020年9月21日,財政部、工信部、科技部和能源局等聯合下發《關於開展燃料電池汽車示范應用的通知》,對燃料電池汽車的購置補貼政策調整為燃料電池汽車示范應用支持政策,對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關鍵核心技術產業化攻關和示范應用給予獎勵,形成佈局合理、各有側重、協同推進的燃料電池汽車發展新模式。

北京、上海和廣東等多地先後發佈最新氫能產業規劃《北京市氫燃料電池汽車產業發展規劃(2020-2025年)》提出2025年前,培育5-10傢具有國際影響力的氫燃料電池汽車產業鏈龍頭企業,力爭實現氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛,氫燃料電池汽車全產業鏈累計產值突破240億元;《上海市燃料電池汽車產業創新發展實施計劃》提出到2023年,上海燃料電池汽車產業發展實現“百站、千億、萬輛”總體目標,規劃加氫站接近100座並建成運行超過30座,形成產出規模約1000億元,推廣燃料電池汽車接近10000輛。《廣東省加快氫燃料電池汽車產業發展實施方案》提出開展氫燃料電池汽車規模化推廣應用,加快推進加氫站規劃建設和多渠道增加氫源供應。

6、氫能源/燃料電池:產業鏈代表公司

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