甲醇燃料电池在便携式电子产品上的应用优点突出,但同时也有不可回避的天生缺陷。比如甲醇是易燃品,很多场合不允许携带,这多多少少带来了一些使用上的不便。直接甲醇燃料电池(Direct methanol fuel cell,DMFC)属于低温燃料电池
甲醇燃料电池在便携式电子产品上的应用优点突出,但同时也有不可回避的天生缺陷。比如甲醇是易燃品,很多场合不允许携带,这多多少少带来了一些使用上的不便。直接甲醇燃料电池(Direct methanol fuel cell,DMFC)属于低温燃料电池,釆用质子交换膜做固体电解质,甲醇作为燃料。相关技术不断进步,工业化和实用化前景日益明朗,显示出较好的发展势头。DMFC单电池主要由膜电极、双极板、集流板和密封垫片组成。
甲醇燃料电池行业报告2023:国内甲醇燃料电池市场前景及现状分析
直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相对于质子交换膜燃料电池( PEMFC),直接甲醇燃料电池(DMFC)具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等优点。这使得直接甲醇燃料电池( DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。这种电池的期望工作温度为120℃,比标准的质子交换膜燃料电池略高,其效率大约是40%左右。
要实现商业化,催化剂载量必须从的2.0~8.0 mg/cm2降低到1.0 mg/cm2以下,降低催化剂载量的途径包括:增加Pt的利用率;合金化以及负载在纳米颗粒上,可以大幅度降低Pt的使用量;开发非贵金属催化剂,尽管现阶段实用的可能性不大。由催化剂层和质子交换膜构成的膜电极是燃料电池的核心部件,燃料电池的所有电化学反应均通过膜电极来完成。质子交换膜的主要功能是传导质子阻隔电子,同时作为隔膜防止两极燃料的互串。催化剂的主要功能是降低反应的活化过电位,促进电极反应迅速进行。使用较多的是Pt基负载型催化剂,如Pt/C催化剂或PtM/C合金催化剂等。
质子交换膜电池(PEMFC)是全球应用最广的燃料电池,2020年出货量占全部燃料电池出货量的78.08%,主要是由于质子交换膜电池具有能量密度最高、运行稳定较低、启动时间短等优势。现在,质子交换膜电池成为全球燃料电池应用与推广的主流技术之一。其次是固体氧化物燃料电池(SOFC),出货量占比为11.19%,远低于质子交换膜电池。
甲醇燃料电池正为我国汽车行业节能减排提供新思路。近年来,“跨越油气时代”的中国新能源汽车产业迎来迅猛发展期。中汽协数据显示,2022年7月,国内新能源汽车销量同比增长1.2倍,达到59.3万辆,继续保持高速增长势头。1月至7月,国内新能源汽车销量达319.4万辆,同比增长1.2倍。
目前我国甲醇汽车市场保有量近3万辆,总运行里程已接近150亿公里。工业和信息化部此前在山西、上海、陕西、贵州、甘肃5省市组织开展甲醇汽车试点运行工作,系统地验证甲醇汽车的适用性、安全性、可靠性、经济性和环保性。其中,贵阳市目前拥有甲醇汽车超过1.7万辆,已经成为全球甲醇燃料和甲醇汽车市场化推广规模最大、覆盖区域最广的城市。
在企业层面,吉利日前交付了全球首款甲醇混动轿车,搭载了行业领先的甲醇混合动力系统,百公里醇耗9.2升左右,相当于燃油车百公里油耗3升的使用成本,每公里花费不到0.3元,在降低排放的同时也节省了使用成本。除了力推甲醇技术路线的吉利,一汽、宇通、陕重汽、北汽等企业也研制了各自的甲醇燃料电池汽车。
从应用领域来看,燃料电池主要应用领域固定电站和交通运输业,由于燃料电池的技术还不是很成熟,因此便携式燃料电池出货量占比较低。具体来看,2020年固定电站燃料电池出货量达到5.3万台,占总出货量的比重为64%;交通运输领域出货量2.55万台,占比为31%;便携式燃料电池出货量4000台,占比为5%。
预计,到2023年底我国计划投产甲醇产能或在400-600万吨左右,届时国内甲醇总产能或在12000万吨附近。目前新增煤制甲醇装置的投产明显减少,甲醇燃料电池这主要是受“双碳”政策出台以及煤化工项目高投资成本影响,后续发展还需关注“十四五”规划在新型煤化工方向的政策指导,及环保、煤炭政策的变化。
预计未来5年,我国甲醇产能综合年平均增长率或在3%-5%的范围。随着产业整合和技术的迭代升级,我国甲醇企业将以百万吨以上的甲醇制烯烃一体化装置为主流,绿碳等新兴工艺作为补充。而甲醇制芳烃、甲醇制汽油,也会随着产业规模的扩大,供应逐步增加而获得新的发展机遇。
国家在氢能规划中已经明确把甲醇燃料电池列入规划, 叠加目前甲醇汽车政策,会推动甲醇汽车及甲醇燃料电池产业高速发展 。政策力推甲醇汽车“驶入”应用快车道,对下一阶段甲醇汽车产业发展和保障环节重点工作进行了部署,并提出鼓励和支持企业研发甲醇混合动力汽车、甲醇增程式电动汽车、甲醇燃料电池汽车产品,加快甲醇汽车科研成果转化及产业化应用。
中研研究院出版的2023-2028年中国甲醇燃料电池行业投资机会与风险分析
第一节 2023-2028年中国甲醇燃料电池行业投资环境分析
第二节 2023-2028年中国甲醇燃料电池行业投资机会分析
一、甲醇燃料电池投资潜力分析
二、甲醇燃料电池投资吸引力分析
第三节 2023-2028年中国甲醇燃料电池行业投资风险分析
甲醇燃料电池行业报告还对全球的行业发展态势作了详细分析,并对行业进行了趋向研判,是经营企业,服务、投资机构等单位准确了解目前行业发展动态,把握企业定位和甲醇燃料电池行业发展方向不可多得的精品,对中国及各子行业的发展状况、上下游行业发展状况、竞争替代产品、甲醇燃料电池行业发展趋势、新产品与技术等进行了分析,并重点分析了中国行业发展状况和特点,以及中国行业将面临的挑战、企业的发展策略等。
更多甲醇燃料电池市场调研消息,可以点击查看中研普华产业研究院的《2023-2028年中国甲醇燃料电池行业市场深度调研与发展趋势报告》。
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