氢燃料,是指液态氢燃料。是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦耳的热量,是汽油发热量的3倍。它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境。氢的重量特别轻,它比汽油、天然气、煤油都轻多了,因而携带、运送较不方便,但氢作为燃料仍然被认为将会成为21世
氢燃料,是指液态氢燃料。是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦耳的热量,是汽油发热量的3倍。它燃烧的产物是水,没有灰渣和废气,不会污染环境。氢的重量特别轻,它比汽油、天然气、煤油都轻多了,因而携带、运送较不方便,但氢作为燃料仍然被认为将会成为21世纪最理想的能源。氢燃料作为能源的突出特点是无污染、效率高 、可循环利用。
随着能源的变化,消费市场对氢燃料的要求越来越高。在行业发展方面,氢燃料在汽车、空间技术、军事等领域都有广泛应用,例如,汽车车辆和机载应用都在广泛使用氢燃料,行业在新能源汽车市场上具有显著的优势。同时,氢燃料技术也在朝着环保更加可持续的方向发展,不仅实现了更绿色的用气结构,而且大幅改进了氢燃料的性能表现,这使得氢燃料备受关注。
2019年氢能源首次被写入《政府工作报告》,政府工作任务中明确“将推动充电、加氢等设施建设”。其实自2011年以来有关部门已经从战略、产业结构、科技、财政等方面相继发布了一系列政策,引导鼓励氢燃料电池等氢能产业发展。随着氢能应用技术发展逐渐成熟,以及全球应对气候变化压力持续增大,氢能产业关注度日益提升,氢能及燃料电池技术作为实现低碳环保发展的重要创新技术,正在迎接一轮高速发展窗口。
(1)初期阶段(2016-2020):制氢环节布局工业副产氢气回收、煤基制氢、可再生能源制氢三大技术,在2020年燃料电池车辆达到1万辆,加氢站数量达到100座,行业总产值达到3000亿元。
(2)中期阶段(2021-2030):加速可再生能源制氢推广,到2030年燃料电池达车达到200万辆,加氢站达到1000座。
(3)远期阶段(2031-2050):加速煤基低碳制氢推广和绿色氢能供给方式多元化,加氢站覆盖全国,燃料电池车保有量达1000万辆。
目前我国氢能产业仍然处于初级发展阶段,截至2020年2月燃料电池汽车累计总产量大约为6178辆、加氢站数量为66座。2019年我国燃料电池汽车产销量分别为2833/2737辆,新建加氢站数量为38座。我国氢能产业发展仍然有一段长路要走,未来发展空间广大。
燃料电池车产销量大幅增长,工信部明确提出2030年百万辆发展目标。工信部2016年组织制定的《节能与新能源汽车技术路线图》明确提出:市场规模方面,2020年实现5000辆级规模,2025年实现5万辆规模,2030年实现百万辆氢燃料电池汽车的商业化应用。加氢站建设方面,2020年建成100座;2025年建成300座;2030年建成1000座。而在2019年的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书中》,中国提出2050年氢能源占比约10%,氢能需求量接近6000万吨,加氢站达到1000座以上。
氢燃料行业成本构成
氢燃料系统技术复杂,国内待突破。与电池电动车不同,氢反应电堆是氢燃料车的动力来源,也是氢燃料车动力系统的核心。加上车载储氢罐等,形成整体氢燃料电源系统。电堆能量密度等技术发展和成本是当前制约燃料车发展的主要因素。
燃料电池系统占整车成本65%,催化剂成本占据电堆成本36%。目前燃料电池系统和储氢系统占据整车成本的65%,远高于锂离子纯电动汽车的电池成本占比。另外,燃料电堆催化剂主要为铂金属,且国内用量远高于国外,成本高昂,成为制约燃料电池发展的巨大瓶颈,因此,降低催化剂中的铂用量是需要重点攻克的技术难点。燃料电池系统中的阀、泵的小型精密部件的成本也有大幅下降的空间。最后,每个加氢站的建设成本在1500万元左右,目前国内已投建加氢站为个位数,成为燃料电池汽车发展的重要瓶颈。
在燃料电池系统中,电堆的成本占比为约50%,而膜电极在电堆的成本占比约为65%,双极板在电堆的成本占比约为25%,当生产规模从1000套/年到50万套/年数量级变化时,各组件的制造成本均有显著降低,生产规模在1000、10万、50万套时的80kw燃料电池电堆成本分别为118/22/19美元/套,且在决定成本的因素中催化剂和双极板始终扮演着重要角色并逐渐提升占比。当核心技术难题被攻克、技术发展成熟后,可以通过大规模量产实现规模效应,以降低成本。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年氢燃料市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》分析
氢燃料行业发展趋势
1. 供应层面的发展
从当前看,氢燃料的需求正在大大增长,仅2020年,全球市场供应量就预计增长了30%以上,燃料电池的可投放量也出现了增长趋势。
由于燃料电池技术的不断改进和高效率的氢气生产装置的出现,氢燃料的价格也正在逐渐降低,国家也配套推出了各种补贴政策,因此氢燃料的市场发展前景十分明朗。
2. 需求层面的发展
随着氢技术的发展,氢燃料将被广泛应用在汽车行业,航空发动机、摩托车技术 、用于电力和工业领域的车辆等领域都将有更多的应用, 2019年中国汽车市场总规模达到约4.7万亿元,这将带动氢燃料市场上普遍的需求增加,并且由于价格的降低,氢燃料将有望去取代现有的汽油和柴油产品。
3. 行业格局
伴随着市场的不断发展,很多企业跃跃欲试,加入了氢燃料业,并不断投资探索新的产品、市场和技术,不断提高质量,以满足不断增加的市场需求。
随着政府的部分支持,氢燃料市场已进入新时期。氢燃料领域的主要并购厂商集中在车辆、电池、太阳能等行业,并涉及众多专业公司,其市场竞争势头火热,但个别公司却尚未在该领域取得卓越成绩。想了解更多行业详情请点击中研普华产业研究院发布的《2023-2028年氢燃料市场发展现状调查及供需格局分析预测报告》。
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