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下載手機APP 氫能：“21世紀的終極動力”
國際動力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，而被譽為“21世紀的終極動力”的氫氣是現在公認的最為理想的能量載體和清潔動力供給者。
氫能是一種清潔、高效、安全、可持續的二次動力，可通過多種途徑獲取。且契合我國碳減排大戰略，一起有利于處理我國動力安全問題，是我國動力革新的重要前言。
氫能的運用可以廣泛滲透到傳統動力的各個方面，包含交通運送、工業燃料、發電等，首要技能是直接焚燒和燃料電池技能。
依據國際氫能委員會預計，到2050年，氫能將承當全球18%的動力終端需求，創造超越2.5萬億美元的商場價值，燃料電池轎車將占有全球車輛的20%-25%，到時將成為與汽油、柴油并排的終端動力體系消費主體。
依據我國氫能聯盟預計，2050年氫能在我國終端動力體系中占比至少到達10%，氫氣需求量接近6000萬噸，其間交通運送范疇用氫2458萬噸，約占該范疇用能份額19%，燃料電池車產量到達520萬輛/年。
氫能工業鏈包含氫能端及燃料電池端。在氫能及燃料電池范疇，我國現已開端構成從基礎研究、運用研究到演示演示的全方位格局，布局了完好的氫能工業鏈。
與鋰電池工業鏈比較，氫動力與燃料電池工業鏈更長，復雜度更高，理論經濟價值含量更大。
氫燃料工業鏈全景整理：
氫能工業鏈：氫能端
氫能端指氫氣從出產到下游運用的過程，包含制氫(電解水制氫、工業副產氫等)、儲氫、運氫、加氫(加氫站加氫)等核心環節。
制氫
現在制氫技能道路按原料來源首要分為化石原料制氫、化工原料制氫、工業尾氣制氫和電解水制氫幾種。
常規的制氫技能道路中以傳統化石動力制氫為主，全球范圍內首要是運用天然氣制氫，我國因為煤炭資源比較豐富，因而首要運用煤制氫技能道路，占全國制氫技能的60%以上。
制氫道路上將由化石動力制氫逐漸過渡至可再生動力制氫。大規劃低本錢氫氣是要害，道路由“灰氫”向“綠氫”展開。未來“可再生動力+水電解制氫”有望成為大規劃制氫展開趨勢。
從三大工業氣體巨頭依托空分技能儲備及資源調配才能在氫能工業鏈的全方位布局的才能向國內工業展開推導，國內具有氫的制備和純化技能儲備的本鄉空分設備及工業氣體公司，有望獲益國內氫能工業的展開。
儲氫
氫氣的可大規劃存儲和運送是其區別于化學電池儲能的重要特性。在資源總量不受約束，制備本錢中遠期可控的前提下，氫氣的貯存功用和運送功率是氫能網絡建造的瓶頸問題。
現在，氫氣的貯存首要有氣態儲氫、液態儲氫和固體儲氫三種方法、高壓氣態儲氫已得到廣泛運用，低溫液態儲氫在航天等范疇得到運用，有機液態儲氫和固態儲氫尚處于演示階段。
在儲氫環節，國內首要廠商包含深冷股份(深冷股液氫裝置、液氫儲罐、儲氫體系);富瑞特裝(車載高壓供氫體系和加氣設備);京城股份(車載儲氣瓶、鋼質無縫氣瓶，鋼質焊接氣瓶，焊接絕熱氣瓶，碳纖維全纏繞碳復合氣瓶);中材科技(粗紗、細砂、短切纖維、耐堿纖維、縫編織物等玻璃纖維制品)。
運氫
加氫站網絡化散布是氫燃料電池技能大規劃商用化的根本保障，而處理加氫站網絡化散布的要害是處理氫氣運送問題。
氫氣在常溫常壓下為氣態，密度僅為0.0899千克/立方米。作為易燃氣體，它屬于類危險品(非燃料)，與空氣混合能構成爆炸性混合物，遇熱即發生爆炸，因而對運送安全要求較高。
現在氫氣的輸運方法首要有氣態運送、液態輸運和固體輸運三種方法。
我國氫能演示運用首要圍繞工業副產氫和可再生動力制氫地鄰近(小于200公里)布局，氫能儲運以高壓氣態方法為主。
加氫站
工業展開基礎設施先行，加氫站和氫氣作為燃料電池車工業重要的原料及基礎設施，是氫動力工業上游制氫和下游用戶的聯絡紐帶，其布局和建造是燃料電池轎車商業化展開的突破口。
加氫站的建造數量和遍及程度，在很大程度上決議了氫燃料電池轎車的工業化進程，而低價制氫和運送也是氫燃料電池轎車進一步遍及推廣的要害環節，決議了行駛本錢的經濟性與否。
自從1999年5月全球第一座加氫站在德國慕尼黑機場建成以來，各國相繼推進加氫站建造。依據H2Stations的計算，到2020年末，全球范圍內在運的加氫站數量已到達553個。
我國加氫站建造進度逐漸加快，截止2020年末，加氫站建成128座。一起，中石油、中石化、國家動力集團等二十余家大型央企紛繁跨界展開氫能工業。
加氫站技能道路圖：
加氫站的營運方法：我國大部分選用外供高壓氫氣
從加氫站的營運模式來看，能否盈利首要取決于運營本錢(氫氣的價格)、投資額(設備)、加氫站運轉負荷(燃料電池轎車保有量)。
從現在國內外加氫站的運營狀況來看，現在供氫的方法首要分為兩種：站內制氫和外供氫氣。
站內制氫首要是水電解制氫，該技能現已相當老練并且在歐洲大多數加氫站獲得運用;而外供氫氣則是大規劃地使用天然氣重整制氫或許鋼廠、化工廠副產氫氣，在凈化之后運用高壓氧氣瓶集束拖車運送至加氫站。
我國加氫站氫源絕大部分來自于外供高壓氫氣。典型的外供氫的高壓氣氫加氫站投資組成中，除掉土建及，設備費用占有最大份額，首要是壓縮機、儲氫瓶、加氫和冷卻體系，因為國內缺少老練量產的加氫站設備廠商，進口設備推高了加氫站建造本錢。
因為燃料電池轎車還沒有完成大規劃運營，現在加氫站建造本錢和運營本錢遠遠高于傳統加油站、加氣站。從全球范圍內來看，政府和整車企業是加氫站建造的主體，政府補助的起伏均超越50%。
外供高壓氫加氫站建造本錢構成：
加氫站國產化逐漸敞開
雖然我國所出產的加氫站設備各項技能指標仍有短缺，但是現在國產化現已敞開，業界企業在各范疇均推出自主產品。
厚普股份供給加氫站成套設備，覆蓋設計到部件研制、出產，成套設備集成、加氫站裝置調試和售后服務;中集安瑞科2021年1月7日中標國家動力集團70MPa加氫站項目;鴻達興業已在務，已在內蒙古建造運營我國第一座民用液氫加工廠;嘉化動力副產氫提純、運送、加氫站一體化運營企業、國投聚力合作。
央企布局氫能工業鏈：
氫能工業鏈：燃料電池端
從氫能實際運用來看，氫燃料電池轎車是氫能高效使用的最有效途徑，當時我國已布局了較為完好的氫能工業鏈。
氫能燃料電池工業是電池工業中具有戰略性、前瞻性的一項綠色儲能技能，代表著未來新動力的展開方向，具有良好的展開遠景。
燃料電池的能量密度高，可達0.5-1.0kWh/kg，特別合適重載車。電堆與氫罐是分隔的，提高了發動機的安全性，電堆不易發生爆炸。氫燃料電池車在續駛里程、加氫時間、駕馭舒適性均可與燃油車接近。
當時氫能工業鏈已初具雛形，且燃料電池體系功用已滿意商業化需求，但大規劃商業化運用仍然受經濟性及實用性限制。
燃料電池端包含其上游核心資料，如雙極板、膜電極及密封層等環節;中游首要為燃料電池體系集成，包含電堆及供氣體系等;下游首要為燃料電池的運用場景，現在要點運用方向為交通范疇的燃料電池轎車。
燃料電池上游：核心資料
現在在燃料電池體系、電堆環節，國產企業現已完成產品批量供應，跟著膜電極國產化的逐漸深入，燃料電池工業鏈現已根本完成國產化。但工業鏈中質子交流膜、碳紙等資料環節仍處于研制或小批量試制階段，持續引導國產化推進，完成技能獨立可控對本錢下降意義重大。
催化劑
催化劑是膜電極的要害資料之一，在下降催化劑本錢的方面，現在有兩條路徑，一條是下降鉑的運用量，另一條則是研制非鉑催化劑，兩者都已有所進展。
在工業化出產方面，日本、英國、比利時等國外供應商的催化劑制備技能處于絕對的領先地位，現已可以完成批量化出產(>10公斤/批次)，而且功用安穩，可靠性高。國內現在幾乎沒有工業化催化劑制作企業，催化劑產品也比較單一。該范疇參加廠商首要有貴研鉑業等。
質子交流膜
質子交流膜是一種固態電解質膜，其作用是隔離燃料與氧化劑、傳遞質子(H+)。該環節首要廠商包含東岳集團和騰龍股份等。
氣體擴散層
氣體擴散層位于流場和催化層之間，其作用是支撐催化層、安穩電極結構，具有質/熱/電的傳導功用。國外大多數制作廠商都已完成氣體擴散層的規劃化出產，且都有多款習慣不同運用場景的產品銷售，包含日本東麗、德國SGL和加拿大AVCarb等。國內氣體擴散層還處于初級碳微孔層的制備階段。
雙極板
雙極板是燃料電池的陰極板和陽極板，其作用是傳導電子、分配反應氣并帶走生成水。
燃料電池常選用的雙極板資料包含石墨碳板、復合雙極板、金屬雙極板三大類，因為車輛空間限制(尤其是乘用車)，要求燃料電池具有較高的功率密度。因而相對較薄的金屬雙極板有更好的運用遠景。
國內石墨雙極板技能近年來展開迅速，技能水平與國外相當，但厚度通常在2mm以上。復合膜壓碳板在國外已突破0.8mm薄板技能，具有與金屬板相同的體積功率密度。
現在國內薄碳板開發方面，國鴻有來自于加拿大巴拉德公司的授權技能。純國產復合膜壓碳板處于研制開發階段，預計2021年1mm薄板開端批量出產。安泰科技在氣體擴散層和雙極板這兩個環節均有觸及。
對比國內外燃料電池電堆，國內電堆在核心資料與要害技能方面仍存在短板，也是形成燃料電池電堆本錢居高不下的首要原因。其間膜電極層三大要害資料P/t催化劑、質子交流膜、碳紙首要依賴進口，國產資料尚無法滿意高功用燃料電池電堆運用需求.
集流體雙極板方面，石墨雙極板經過多年開發已與國外技能水平相當，但低本錢、輕浮的金屬雙板開發仍為空白。
燃料電池中游：燃料電池電堆
從本錢端來看，體系中最核心的部分是燃料電池電堆和空壓機，依據DOE對80KW體系的本錢測算，在年產50萬套的規劃化條件下，電堆已占有燃料電池體系約一半本錢，可以說是燃料電池心臟，而空壓機占比超越四分之一，這兩部分也是下降燃料電池體系綜合本錢的要害。
燃料電池體系本錢構成：
燃料電池電堆首要廠商包含億華通、騰龍股份、大洋電機、雄韜股份、濰柴動力。
氫氣循環體系廠商方面，雪人股份是空壓機的首要供應商、漢鐘精機自主研制螺桿空氣壓縮機。
但因為工業規劃尚小，一起MEA等部件國產化時點較晚，形成現在除了體系、電堆龍頭企業外，大部分國產化產品尚未能構成大規劃，長周期運用，方針扶持期將供給國產部件的規劃化運用及技能提高的空間。
氫能及燃料電池工業鏈整理示意：
《我國氫燃料電池工業展開陳述》
氫燃料轎車：我國已進入商業化初期
《我國氫動力及燃料電池工業白皮書》指出，交通范疇將是氫能消費的重要突破口，在商用車范疇，2030年燃料電池商用車銷量將到達36萬輛，占商用車總銷量的7%(樂觀情形將到達72萬輛，占商用車總銷量13%);2050年銷量有望到達160萬輛，占比37%(樂觀情形下銷量300萬輛，占比70%以上)。
當時我國燃料電池轎車已進入商業化初期，截止2020年末，我國燃料電池轎車保有量7352輛。
2020年9月，財政部、工業和信息化部、科技部等5部分聯合發布了《關于展開燃料電池轎車演示運用的通知》，清晰燃料電池轎車演示期間，將采取“以獎代補”方法，對入圍演示的城市qun按照其方針完成狀況給予獎賞。
在4年補助扶持期間，補助后燃料電池轎車根本完成對標燃油車平價，影響商場化整車收購需求，推進工業邁出規劃化第一步，進入降本放量的良性循環，加快平價階段的到來。
氫燃料電池車輛的推廣運用遠景除了取決于整車技能的先進性、老練度與本錢外，也和包含制氫、儲氫、運氫和加氫站在內的氫動力鏈展開的完備程度及展開潛力密切相關。
要完成無補助的燃料電池車商業化，必須大起伏下降燃料電池發動機的本錢和氫氣的本錢，一起下降加氫站的建造費用。
德勤分析數據顯示，我國氫燃料電池公交車的總本錢(TCO，購買本錢和運營本錢)在2019年為178美元/百公里，預計到2029年TCO將下降至55美元/百公里，將低于純電動公交和燃油公交車的本錢。
以現在燃料電池的購車和運用本錢來看，除了燃料電池體系等車輛相關部件本錢有較大下降空間外，制氫儲氫環節的技能進步和基礎設施的推廣也是推廣燃料電池轎車的重要把手。
因而，工業展開初期的方針扶持顯得尤為重要，方針扶持下工業進入規劃化-降本-開拓商場的良性內循環，此外，持續的技能進步也將反哺處理各環節核心技能的本錢限制，進一步提高商業化競爭力。運乾GE
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標簽：
氫能工業
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