年产6500套!现代汽车集团氢燃料电池系统工厂“HTWO广州”正式竣工
“碳交易员“培训班
前言
6月1日,在广东省政协**、省委常委、广州市市委书记林克庆,广东省政协副**李心,广东省商务厅厅长张劲松,大韩民国驻广州总领事馆代表姜相旭,北京汽车集团董事长姜德义,江苏悦达汽车集团有限公司董事长解子胜,现代汽车CEO张在勋,现代汽车集团(中国)总裁兼“HTWO广州”董事长李赫埈等200余位嘉宾的共同见证下,现代汽车集团海外首个氢燃料电池系统研发、生产、销售基地“HTWO广州”在广东省广州市黄埔区正式竣工,并从今年6月开始正式量产和销售。
同时,在此次竣工仪式上,现代汽车集团还与广物集团、恒运集团、广州市公交等中方合作伙伴签署了两项氢燃料电池车示范应用合作MOU,强强联合打造氢能发展新引擎。除此之外,现场还展示着现代汽车集团全球领先的氢燃料电池系统、NEXO中国版、氢燃料电池应急发电系统、8.5米氢燃料电池巴士等氢能展品,彰显了现代汽车集团在氢能领域的卓越技术实力。现场还特别展示了与3家中国合作伙伴(现代商用车、海珀特、飞驰)共同打造的3台4.5吨氢燃料电池物流车,让到场嘉宾实际感受到与中国合作伙伴的共创成果。
“HTWO广州“竣工仪式现场氢能展品
现代汽车集团,从2019年开始就提前布*在华氢能产业链。2019年12月,现代汽车集团与广东省**签署谅解备忘录(MOU),2021年初成立现代汽车氢燃料电池系统(广州)有限公司(“HTWO广州”),同年3月“HTWO广州”开工建设,如今,终于迎来“HTWO广州”正式竣工。作为以现代汽车集团氢燃料电池专属品牌“HTWO”命名的首座工厂,“HTWO广州”是一座包含氢燃料电池系统生产工厂、研发中心和创新中心在内的综合型基地,未来也将作为代表中国氢能产业尖端水平的安全、环保、智能工厂运营。目前,“HTWO广州”规划年产6,500套氢燃料电池系统,将通过多种方式积极参与以商用车为主的燃料电池汽车示范运营,也将为中国的氢燃料电池乘用车,以及船舶、轨道交通、发电等多个领域提供全球领先的氢燃料电池系统。同时,将视中国市场和政策需求适时扩大生产供应能力。
2022年,“HTWO广州”与恒运集团、交投集团签订合作意向书,并已于今年5月正式成立氢能合资公司——现代氢能科技(广州)有限公司(简称H2Solution),计划到2024年为止推广1500辆氢燃料电池车。2022年,“HTWO广州”还与恒运集团、文远知行签订了氢能无人驾驶合作框架协议,三方联合在广州开发区内打造全球首个无人驾驶氢能汽车示范区。计划到2024年6月为止,将50辆氢能无人驾驶清扫车示范项目推广运营,并以此为基础,未来进一步进军新加坡等海外市场。
在此次竣工仪式上,“HTWO广州”进一步拓展了中方合作伙伴,携手广东省国有企业广物集团和海珀特三家公司,签署了广东省燃料电池汽车共同开发及示范应用推广框架协议,建立广东省燃料电池车辆示范应用区,在白云区和广州开发区各推广100辆氢燃料电池车辆,并推广各类应用场景。除此之外,仪式现场“HTWO广州”、广州市公交集团,恒运集团、交投集团、文远知行携手启动了1500辆燃料电池汽车示范应用项目。在该项目下,各方将发挥各自优势,计划到2024年向广州市和开发区推广公共汽车、乘用车、物流车、冷藏车、氢能自动驾驶清扫车等1500辆车,助力广州地区氢能使用场景的发展。
为了全面助力中国“双碳”目标的实现,除了“HTWO广州”以外,现代汽车集团还依托全球领先的氢能技术和商业化经验,将全球领先的氢能产品引入中国。现代汽车集团自2013年推出全球首款量产氢燃料电池车TUCSON以来,不断扩大氢燃料电池系统动力车型阵容,先后推出了全球首款氢燃料电池专用SUVNEXO、氢燃料电池大巴ELECCITYFuelCell和全球首款量产氢燃料电池重卡XCIENTFuelCell等产品,形成了“乘商并举”的全产品阵容。为了给中国消费者提供绿色环保的出行新体验,现代汽车集团引入了全球氢燃料电池乘用车销量冠军NEXO,并根据中国法规标准为中国量身打造了NEXO中国版。NEXO中国版加氢5分钟,续航里程可达550公里(CLTC-P工况),已于2022年取得中国新能源汽车牌照并正式登录工信部《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》(第五十七批)。此外,现代商用车(中国)已经获得了氢燃料商用车生产资质,未来也将继续推动业务创新,助力中国环保新能源商用车发展。
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我国的氢燃料电池汽车十大排名分别是:宇通客车,福田欧辉AUV,海格客车HⅠGER,开沃SKYWEⅠI,中通客车,东风汽车,吉利星际客车,飞驰客车,上汽大通MAXUS,大运DAYUN。
氢能源浙江国企(氢能源哪个大学最好?)_中亿财经网
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此外,上海交通大学以及浙江大学在氢能源领域的研究也颇具实力。这两个学校在相关领域的科研成果被广泛应用于各种实际项目中,并取得了一定的成绩。vDu中亿财经网财经门户
总的来说,以上几所大学在氢能源相关领域拥有较强的研究实力和科研成果。但需要注意的是,选择大学需要根据个人兴趣和特长,同时还应该关注综合实力和未来发展前景。vDu中亿财经网财经门户
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近年来,随着能源转型和低碳发展成为全球共识,以及氢能技术的逐步成熟,使氢能得到重视和关注。目前,包括可再生能源电力供应企业、传统电力生产企业、石油和天然气生产企业、电网服务企业、汽车制造企业、主要工程公司以及世界上大多数经济体的**都参与到氢能相关技术研究和应用投资当中vDu中亿财经网财经门户
1、美国空气产品公司(AP)vDu中亿财经网财经门户
6、日本千代田化工建设株式会社vDu中亿财经网财经门户
11、彼欧集团(PlasticOmnium)vDu中亿财经网财经门户
21、美国通用vDu中亿财经网财经门户
28、日本福岛氢能源研究基地vDu中亿财经网财经门户
31、日本东丽(TORAY)vDu中亿财经网财经门户
41、世伟洛克(Swaglock)vDu中亿财经网财经门户
51、北京亿华通科技股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
52、厚普清洁能源股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
53、丰电科技集团股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
55、冰轮环境技术股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
58、杭州中泰深冷技术股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
59、昊华化工科技集团股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
61、江苏华昌化工股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
62、江苏龙蟠科技股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
63、山西美锦能源股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
64、深圳市英威腾电气股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
67、无锡先导智能装备股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
69、浙江嘉化能源化工股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
71、中国石油化工股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
72、中集安瑞科控股有限公司vDu中亿财经网财经门户
73、中山大洋电机股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
76、江苏神通阀门股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
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78、佛燃能源集团股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
79、湖南恒光科技股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
80、宁夏宝丰能源集团股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
81、宝泰隆新材料股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
82、隆基绿能科技股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
84、洛阳建龙微纳新材料股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
85、江苏国富氢能技术装备有限公司vDu中亿财经网财经门户
86、上海重塑能源科技有限公司vDu中亿财经网财经门户
87、上海舜华新能源系统有限公司vDu中亿财经网财经门户
88、上海治臻新能源装备有限公司vDu中亿财经网财经门户
89、爱德曼氢能源装备有限公司vDu中亿财经网财经门户
90、国家电投集团氢能科技发展有限公司vDu中亿财经网财经门户
91、上海捷氢科技股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
92、上海氢枫能源技术有限公司vDu中亿财经网财经门户
93、武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司vDu中亿财经网财经门户
94、上海氢晨新能源科技有限公司vDu中亿财经网财经门户
95、广东国鸿氢能科技有限公司vDu中亿财经网财经门户
97、广东华特气体股份有限公司vDu中亿财经网财经门户
98、国家能源集团国华投资(氢能公司)vDu中亿财经网财经门户
1、国家能源集团vDu中亿财经网财经门户
目前煤化工板块年产超过400万吨氢气,已具备能供应4000万辆燃料电池乘用车的制氢能力,世界排名第一。vDu中亿财经网财经门户
中国石化氢气年产量在200~300万吨,目前中国石化的氢能来源,包括制氢装置产氢、炼油重整副产氢和乙烯生产副产氢。vDu中亿财经网财经门户
2018年**报批了加氢站项目,并且公司有制氢等技术。vDu中亿财经网财经门户
东华能源可利用丙烷脱氢、乙烷裂解来产生氢气,目前已成为绿色能源的供应商,其副产氢客户为凯凌化工、华昌化工等企业。此外,东华能源还积极向下游氢燃料电池加氢站拓展。vDu中亿财经网财经门户
公司在氢能源产业布*比较完整,也是在氢能行业投资规模最大的企业之一。公司自2017年进入氢能行业以来,陆续出资投入飞驰汽车、国鸿氢能、鸿基创能、加氢站等相关企业。vDu中亿财经网财经门户
公司互动平台回复称公司拟投资203亿元在青岛建设新材料与氢能源综合利用项目,该项目由丙烷脱氢制丙烯及绿色炭黑、MMA等系列项目组成,其中正在建设中的丙烷脱氢项目副产氢气。vDu中亿财经网财经门户
公司设立浙江卫星氢能科技有限公司,更好地发挥丙烷脱氢、乙烷裂解的清洁工艺优势,将生产过程中富余的氢气,开展氢能源业务拓展、参与氢能利用技术开发、寻求加氢站建设。vDu中亿财经网财经门户
东莞巨正源120万吨/年丙烷脱氢制高性能聚丙烯项目,日前在沙田镇立沙岛精细化工园区完成了产品分离塔吊装仪式,标志着项目建设全面进入攻坚阶段。vDu中亿财经网财经门户
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东华能源创始人叫王铭祥,1962年2月出生,浙江宁海人。vDu中亿财经网财经门户
东华能源股份有限公司成立于1996年4月,是一家拥有大型液化石油气冷冻储运批发基地的合资企业。vDu中亿财经网财经门户
下属有三大产业基地:宁波基地/张家港基地/茂名基地,专注于生产聚丙烯新材料和氢能源。位列“2020中国民营企业500强”榜单第177名,“2020中国服务业民营企业100强”榜单,排名第57位。vDu中亿财经网财经门户
浙江帕瓦新能源股份有限公司不是国企是民企。vDu中亿财经网财经门户
股份有限公司(非上市、自然人投资或控股)vDu中亿财经网财经门户
诸暨帕瓦新能源有限公司vDu中亿财经网财经门户
浙江省诸暨市陶朱街道鸿程路92号vDu中亿财经网财经门户
一般项目:锂离子电池及原材料研发、制造、销售;生产、销售:硫酸钠、粗氢氧化镍。vDu中亿财经网财经门户
许可项目:货物进出口。vDu中亿财经网财经门户
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浙江华友钴业不是国企,企业类型是股份有限公司,公司全称是浙江华友钴业股份有限公司,所属行业是有色金属冶炼和压延加工业。公司主要从事钴粉、镍粉、铜粉、氢氧化钴、钴酸锂、氯化铵的研发、生产、销售。公司的具体经营范围是:研发、生产、销售钴、镍、铜氧化物;研发、生产、销售钴、镍、铜盐类;研发、生产、销售钴、镍、铜金属及制品;金属矿产品和粗制品进口及进口佣金代理;生产设备进口及进口佣金代理;对外承包工程业务。vDu中亿财经网财经门户
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制氧机十大排名:vDu中亿财经网财经门户
第一名:登净vDu中亿财经网财经门户
苏州市泰利登净化设备有限公司vDu中亿财经网财经门户
第二名:绿能vDu中亿财经网财经门户
浙江高成绿能科技有限公司vDu中亿财经网财经门户
第三名:安思卓vDu中亿财经网财经门户
南通安思卓新能源有限公司vDu中亿财经网财经门户
第四名:中电丰业vDu中亿财经网财经门户
北京中电丰业技术开发有限公司vDu中亿财经网财经门户
第五名:赛克赛斯vDu中亿财经网财经门户
山东赛克赛斯氢能源有限公司vDu中亿财经网财经门户
第六名:派瑞vDu中亿财经网财经门户
邯郸派瑞气体设备有限公司vDu中亿财经网财经门户
第七名:合既得vDu中亿财经网财经门户
上海合既得动氢机器有限公司!vDu中亿财经网财经门户
第八名:大陆vDu中亿财经网财经门户
天津市大陆制氢设备有限公司vDu中亿财经网财经门户
第九名:博德诚vDu中亿财经网财经门户
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第十名:海德信vDu中亿财经网财经门户
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2022年中国氢燃料电池产业链上中下游市场分析(附产业链全景图)
中商情报网讯:氢燃料电池是一种通过不燃烧的电化学反应将化学能转化为电能,在反应过程中不产生污染的发电装置。2021年以来,随着氢燃料电池汽车示范城市群的建立,中国氢燃料电池产业迎来了一个快速的增长期。未来随着电池系统核心技术的突破以及应用场景的不断多样化,国内氢燃料电池产业前景广阔。
一、产业链
氢燃料电池产业链上游主要包括金属/石墨双极板、质子交换膜、催化剂、气体扩散层等原料和空压机、氢气循环泵等设备;中游氢燃料电池系统主要包括氢燃料电池电堆、气体循环系统及其他辅助系统;下游应用于固定电站、工业电子、交通运输、航空军事等领域。
1.氢气
当前全球能源消费结构正向低碳化转型,加快发展可再生能源已成为全球能源转型的主流方向。在“双碳”战略的引导下,国内氢能产业不断发展,氢气供给量平稳增加。2021年中国氢气供给量达2129万吨,同比增长4.25%。未来,随着可再生能源制氢技术的突破和成本的降低,氢能占比将进一步提升,预计2022年我国氢气产量将达2200万吨。
数据来源:中商产业研究院整理
双极板是构成燃料电池电堆的重要材料之一,根据材料组成,双极板分为石墨材料、金属材料和复合材料双极板三类。目前,石墨双极板技术已经成熟,并已商业化和大规模应用。数据显示,2018-2021年我国燃料电池汽车用双极板市场规模从2.5亿元增长至6.2亿元,其中2021年石墨双极板市场占比49%,金属双极板市场占比51%。中商产业研究院预测,2022年我国氢燃料电池双极板市场规模将达8.4亿元。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
从市场集中度来看,2022年上半年国内市场石墨(含复合)双极板市场前三企业市场集中度超50%。从出货的企业来看,2022年上半年国内市场石墨(含复合)双极板出货TOP5企业为:华熔科技、神力科技、弘枫实业、弘竣科技、嘉裕碳素。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
膜电极作为氢燃料电池电堆的“心脏”,其性能对氢燃料电堆性能起着决定性的作用。国内膜电极主要有四类来源渠道:国外膜电极企业、国外电堆企业通过电堆供应、国内膜电极企业、国内电堆企业自产膜电极。数据显示,2020年我国市场膜电极出货量为3.68万平方米,同比增长62.11%。中商产业研究院预测,2022年我国氢燃料电池膜电极出货量将达6.62万平方米。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
从膜电极的出货量数量来看,国内上半年膜电极前10企业为:鸿基创能、唐锋能源、擎动科技、武汉理工氢电、捷氢科技、南通百应、爱德曼、新源动力、清能股份、亿氢科技。前10企业占了中国市场超90%以上份额,前10企业中有6家企业以膜电极为主营业务,剩余企业为电堆、系统公司。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
空压机是车用燃料电池阴极供气系统的重要部件,从空压机类型来看,国内销售的空压机以双级增压空气箔片轴承离心空压机为主。近年来,我国氢燃料电池空压机出货量显著增长。数据显示,2021年中国企业燃料电池空压机出货超万台,同比上年增长146%,达到约10740台。空压机企业出货量远高于氢循环部件、增湿器等同级别产品。中商产业研究院预测,2022年我国氢燃料电池空压机出货量将达19480台。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
从产业集中度来看,2021年前五企业的市场规模集中度为98.59%,比上年下降1.41%。GGII数据显示,2021年中国氢燃料电池空压机出货规模TOP5企业为:势加透博、金士顿科技、东德实业、蜂巢蔚领、杰锋汽车动力。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
1.氢燃料电池电堆
氢燃料电池电堆是氢燃料电池系统的核心,是进行氧化还原化学发电的装置。得益于国内氢燃料电池汽车销量的增加,中国氢燃料电池电堆出货量快速增长。数据显示,2017年至2021年国内氢燃料电池电堆出货量由49.6兆瓦迅速增至522.3兆瓦,复合年增长率为80.1%。同期,中国氢燃料电池电堆出货值由5.21亿元增至12.54亿元。在能量密度及运行寿命方面持续实现技术突破以及氢燃料电池的应用场景不断多样化驱动下,预计2022年中国氢燃料电池电堆出货量将达到1044.1兆瓦,出货值达到20.88亿元。
数据来源:弗若斯特沙利文、中商产业研究院整理
在政策扶持下,国内氢燃料电池技术已取得长足进步。数据显示,2017年至2021年中国氢燃料电池系统的出货量由38.6兆瓦跃升至405.7兆瓦,复合年增长率为80.1%。同期,中国氢燃料电池系统出货量由2017年的6.33亿元增至20.69亿元。未来,受氢燃料电池汽车行业及其他新兴应用场景的快速发展所推动,中国氢燃料电池系统的出货量预期于2022年达到813.8兆瓦,出货值将达到33.36亿元。
数据来源:弗若斯特沙利文、中商产业研究院整理
氢燃料电池系统的成本主要包括氢燃料电池电堆、空压机、热管理系统、氢气循环系统、传感器等,其中氢燃料电池电堆约占2021年电池系统总材料成本的44%。氢燃料电池电堆的成本包括膜电极组件、双极板及其他。其中,构成膜电极的催化剂、质子交换膜和气体扩散层约占电堆总材料成本的63.7%,双极板约占材料成本的30.0%。其他(装配部件,如框架及垫圈等)约占氢燃料电池电堆总材料成本的6.3%。
数据来源:中商产业研究院整理
整体而言,近年来中国氢燃料电池装机量增速明显。2020年,受疫情和补贴退坡的影响,氢燃料电池装机量出现下降。氢燃料电池汽车是氢能未来发展的一个重要技术路线,2021年氢燃料电池装机量恢复增长至173MW,同比增长119%。2022年上半年中国氢燃料电池装机量达100.7MW,同比增长99.5%。
数据来源:GGII、中商产业研究院整理
目前中国氢燃料电池市场集中度较高,2021年氢燃料电池装机量市场前三企业占比达56%,其中占比最多的是亿华通,市场份额达32%。海卓动力和上海杰宁分别以15%和9%排名第二和第三。
数据来源:中商产业研究院整理
资料来源:GGII、中商产业研究院整理
资料来源:中商产业研究院整理
1.车用氢燃料电池系统出货量
氢燃料电池的运输应用领域包括氢燃料电池汽车、有轨电车及船舶,其中,氢燃料电池汽车目前为最广泛的应用领域。2021年中国汽车用氢燃料电池系统出货量达到404.7兆瓦。展望未来,随着未来氢燃料电池技术的进步、制造成本的降低以及产业规模效应的增强,氢燃料电池汽车将得到进一步推广,推动氢燃料电池系统市场的持续增长,预期2022年中国汽车用氢燃料电池系统的出货量将达到804.1兆瓦。
数据来源:中商产业研究院整理
虽然受到疫情、宏观经济等不利因素影响,但在示范城市群政策的带动下,国内氢燃料电池汽车产销量显著增长。根据中汽协数据,2022年10月国内燃料电池汽车产销分别完成277辆和301辆,同比分别增长370%和540%;2022年1-10月,产销分别完成2651辆和2393辆,同比分别增长180%和150%。
数据来源:中汽协、中商产业研究院整理
氢能源汽车氢燃料电池汽车
1.工作原理跟普通发动机一样2.氢燃料电池就是一个化学反应器,将有机化学原料通过化学反应转化成氢气,供发动机燃烧
2022年氢能源行业全面解析!(能源端、应用端、政策端、市场端) - 知乎
氢燃料电池行业此前具备阶段性行情,主要系受国家产业政策的影响。我国氢燃料电池汽车的示范运行从重大赛事(北京奥运会和上海世博会)起步,之后随着我国氢燃料电池汽车技术水平提升和参与主体扩大,示范推广区域逐渐拓展到了佛山、张家口、苏州等多个城市,示范车型也逐步从氢燃料电池客车(公交车为主)扩大到物流车、环卫车等。
2019年氢能写入**工作报告后,氢能汽车商业化进程提速,但在发展到千辆级规模后增长乏力,2021年8月氢燃料电池汽车补贴政策正式落地,北京、上海、广东等三个城市群入选首批奖励范围,氢燃料电池汽车行业发展进入快车道。
锂电池汽车的市场推广以及行业增长模式对氢燃料电池汽车未来大规模的推广具有很大的借鉴意义。我国锂电池行业发展经历了从初始阶段技术积累,到政策扶持产业规模快速扩张,再到竞争加剧、产业整合形成龙头优势,直到当前的补贴依赖降低、加速融入全球化市场,其中,行业初期**的政策支持在锂电池产业链发展初期起着十分重要的作用。
2009年,科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动“十城千辆”工程项目,随后出台密集的扶持政策,政策涵盖对核心技术的研发支持、对电动车初期的示范推广应用的支持、对充电桩建设的补贴和规划等,经过10多年的发展,电动车产业链实现了核心技术的国产替代和大规模的降本提质。
目前,我国氢燃料电池汽车产业链正处于10年前的电动汽车的发展阶段——示范推广期间,现阶段的氢燃料电池汽车的推广主要靠政策的引导和支持,国家和各地市的氢能产业的政策也都涵盖了核心技术突破、加氢站建设、示范应用区的支持等方面,在政策的推动下,氢燃料电池汽车的市场成长轨迹有望复刻动力电池汽车的市场成长轨迹。
锂电池指数在2012年开始逐渐回升,2015年大幅上涨,主要系新能源汽车市场的爆发增长带来的降本放量,2014年和2015年新能源汽车销量同比增长率达到300%以上,2015年新能源汽车年销量增加至33万辆。
从能源战略角度出发,氢能是实现各类能源转换的“枢纽”,可以实现不同能源品种向各类终端的传输,能够增加未来低碳能源网络的灵活性和稳定性,是实现“零碳排放”的终极能源。
氢能具有来源广、燃烧热值高、能量密度大、可储存、可再生、可电可燃、零碳排等优点,属于可再生二次能源,通过氢燃料电池技术既可以应用于汽车、轨道交通、船舶等领域,也可应用于分布式发电(家用/商用)和储能领域;还可以通过直接燃烧为炼化、钢铁、冶金等行业提供高效原料、还原剂和高品质的热源。
氢燃料电池本质上就是一个电化学反应的发电装置,而锂电池是储能装置。氢燃料电池是一种非燃烧过程的能量转换装置,通过电化学反应将阳极的氢气和阴极的氧气(空气)的化学能转化为电能。
氢燃料电池发电不受卡诺循环的限制,发电效率可以达到50%以上,若实现热电联供,氢燃料的总利用率可高达80%以上;此外氢燃料电池装置不含或含有很少的运动部件,运行安静,较少需要维修;另外电化学反应清洁、完全,产物对环境无污染。
从商业应用上来看,质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)和固体氧化物氢燃料电池(SOFC)是最主要的两种技术路线。
其中,质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)由于其工作温度低、启动快,比功率高等优点,非常适合应用于交通和固定式电源领域,逐步成为现阶段国内外主流应用技术;固体氧化物氢燃料电池(SOFC)具有氢燃料适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点,常用在大型集中供电、中型分布式发电和小型家用热电联共领域。
氢能产业链涵盖上游能源端、中游氢燃料电池关键零部件端,以及下游应用端,产业链较长,其中氢能在交通领域成长性最强。
我国氢燃料电池车辆产业化进度较快,其中电堆、膜电极、空压机、氢循环泵等核心部件已实现自主生产,而氢气的制储运加等环节受政策影响产业化进度相对较慢。从其他应用领域看,氢燃料电池为氢能提供了储能载体,能够与热、电末端网络有效衔接,可以解决能源供需配置上的时空矛盾。
我国氢气的产量全球第一,基础制氢工业基础良好。我国拥有庞大规模的原料气体及工业气体生产和使用,根据《中国氢能源及氢燃料电池产业白皮书2020》显示我国氢气产能约每年4100万吨,产量约3342万吨。我国60%以上的氢气源自煤制氢,我国的煤炭资源丰富,煤制氢技术的发展成熟,我国煤制氢产能最大的企业是国家能源集团,目前煤化工板块年产超过400万吨氢气,世界排名第一。
目前,商业化应用的制氢技术主要有工业副产品提纯、化石能源重整、电解水制氢等。水电解制氢是“零碳排放”模式下氢气的主要来源,俗称“绿氢”,目前制氢成本较高;来源于煤炭和天然气等化石能源的氢气,俗称“灰氢”,成本相对较低;若使用碳捕捉与封存(CCS)技术,可以使碳排放量能够减少90%以上,采用CCS技术制取的氢气被称为“蓝氢”,CCS技术将大幅增加制氢成本。其他“零碳排放”制氢如光解水制氢、生物质制氢,尚处于试验阶段,能量转换率偏低。
受制于基础设施以及技术差距,中国氢能价值链中的储存和输送环节仍然相对薄弱,氢气实现大规模、长距离储运技术的商业化仍需要解决成本与技术的平衡问题。氢能源储运条件苛刻,经济性是制约氢能源大规模应用的重要因素。
我国目前储存氢能的方式有高压气态储氢和低温液态储氢两种,并采用管束车、槽车等交通运输工具的方式实现配送,固态储氢和有机液态储氢尚处于示范阶段。在当前技术条件下,各类存储方式下氢气的质量与体积相比于等量能量的汽油仍存在显著劣势,氢气储运未来将按照“低压到高压”、“气态到多相态”的技术发展方向,逐步提升氢气的储存和运输能力。
氢气储存方面,高压气态储氢是目前的主要储氢方式,但由于储氢量小,适用于小规模、短距离的运输场景;液态储氢还有赖于法规的放开。目前车用储氢瓶方面,Ⅳ型瓶(70MPa)是国外的主流技术路线(美、加、日已实现量产),而Ⅲ型瓶(35MPa)是我国主流的技术路线(Ⅳ型瓶正研究试验)。
氢气运输方面,高压长管拖车是氢气近距离输运的重要方式,技术较为成熟;管道运氢成本是最低的,适用于大规模、长距离的氢气运输。运输储氢罐方面,国内常用20MPa长管拖车运氢,国外则采用45MPa纤维全缠绕高压氢瓶长管拖车运氢,单车运氢可提至700公斤。
加氢站是氢能发展利用的关键环节,加氢站的三大核心装备为氢气压缩机、储氢系统和加氢机。中国加氢站和氢燃料电池客车车载供氢系统尚处于35MPa压力的技术水平,核心设备依赖进口。欧美日加氢站普遍采用与汽车配套的70MPa压力标准,并实现设备量产。
目前我国多数加氢站尚不能满足商业化运营需求。日加氢能力为500公斤,加注压力为35MPa的外供加氢站建站费用约为1500万元/座(不含土地成本),其中氢气压缩机占加氢站总成本30%左右,运营成本中氢气成本(含储运成本)占70%左右。目前全国多地**对加氢站建设进行补贴,多为投资额的20%-30%,部分地区对终端产品的氢气销售价格也会适当补贴。
随着产业链上下游协同发展的深化,氢燃料电池汽车产业链国产化进程不断提速。我国氢燃料电池汽车产业链经过近年来快速发展,目前已初步掌握了氢燃料电池发动机、电堆及膜电极、空压机、氢气循环泵等核心部件的关键技术,基本建立了具有自主知识产权的车用氢燃料电池技术体系,质子交换膜、膜电极和双极板等关键技术指标接近国际水平,逐步在不同区域形成规模化产业集群。
尤其是华东、华南以及华北地区氢燃料电池汽车产业基础良好。据GGII不完全统计,含地方子公司在内,国内有电堆厂商超过59家,系统厂商超过100家;BOP中,空压机企业有超过20家,氢循环部件企业超过14家,增湿器企业超过7家。
氢燃料电池动力系统是氢燃料电池汽车的核心构成,在整车购置成本中占比超过60%,氢燃料电池动力系统(发动机系统)主要由氢燃料电池发动机、电压变换器(DC/DC)、驱动电机、控制系统等构成,其中氢燃料电池发动机主要部件包括电堆、氢气供给系统、空气供给系统等,膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、气体扩散层、氢气循环泵、空气压缩机为氢燃料电池动力系统的八大关键部件,也是本次氢燃料电池汽车国补政策中明确可以补贴的关键零部件。
氢燃料电池电堆是发动机系统的核心部件,是氢气和氧气发生电化学反应及产生电能的场所。鉴于单个氢燃料电池单元输出功率较小,实践中通常通过将多个氢燃料电池单元以串联方式层叠组合构成电堆来提高整体输出功率。
因此,电堆是由双极板与膜电极交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆拴牢,构成的复合组件。其中膜电极组件是由质子交换膜、催化剂与气体扩散层组合而成的,为反应发生场所;双极板是带流道的金属或石墨薄板,其主要作用是通过流场给膜电极组件输送反应气体,同时收集和传导电流并排出反应产生的水和热。
氢燃料电池电堆在氢燃料电池动力系统成本中占比达65%左右,而氢燃料电池电堆中膜电极成本占比在69%左右。电堆成本下降核心在于规模效应,根据美国能源部测算,当电堆产量由千辆级达到万级规模后成本将会大幅度下降,降幅达67%。规模化生产将有效降低氢燃料电池系统成本。目前国内电堆价格战开始,成本有望快速下降。2020年底,国鸿氢能、氢璞创能、深圳氢瑞纷纷公布最新电堆价格,电堆价格进入1元/W时代
氢能应场景广泛,借助氢燃料电池技术横跨交通、发电、储能、工业领域。氢能在交通、发电、储能等领域均具有广泛的应用场景,其中交通领域中的氢燃料电池汽车是目前商业化程度最高的终端应用产品,氢燃料电池汽车与传统内燃机车在加注氢燃料、续航、驾驶性能和耐久性方面已经相差无几,是真正意义上的零排放的车。
并且相对于锂电池汽车,氢燃料电池汽车在载重、加氢时间和续航方面优势明显;而氢燃料电池发电具备清洁环保、效率高和无间断发电等优点,在固定式发电领域和家用热电联产应用广阔;氢作为储能介质,未来结合光伏、风电将重塑能源格*;“工业+绿氢”模式可突破“双控”天花板,国内氢气目前主要用途在于制氨、制甲醇、炼油及煤化工等工业原料范畴,随着国内可再生能源发电成本大幅下降,绿氢成本问题将逐渐得到解决,绿氢代替灰氢用于工业领域有望重构化工行业发展格*。
氢燃料电池汽车在载重、加氢时间、续航和环保方面优势明显。氢燃料电池发动机系统本质为可移动发电装置,在运行过程中使用车载储氢装置携带氢燃料通过电化学反应发电;而锂电池本身为电化学储能装置,其充放电过程为锂离子与正负极材料间可逆的电化学反应。
氢燃料电池发动机系统与锂电池汽车动力系统在运行过程中均不存在污染排放,作为燃油发动机的良好替代被应用于整车中。
纯电动汽车基于锂电池本身电能充放特点,在中短距离运输中拥有良好的适用性,而氢燃料电池汽车由于具有长续航里程、低温性能优越、加注时间短等优势,更适合用于长途、大型、商用车领域,预计未来氢燃料电池汽车将与纯电动汽车长期并存互补,有望形成“乘锂商氢”新能源汽车市场格*,氢燃料电池重卡成为氢燃料电池商用车大规模应用的突破口。
国外:氢能纳入国家能源战略高度,多国争抢氢燃料电池汽车的技术高地。目前,全球已有30多个国家将氢能纳入国家能源发展战略,并从国家层面制定了氢能产业的发展战略规划,发展氢能和氢燃料电池汽车产业已成为全球共识,其中北美(美国)、欧洲(德国)和东亚地区(日本、韩国、中国)是产业化程度较高的地区。
从全球主要发达国家的氢能战略布*看,氢燃料电池汽车的研发与商业化应用是各国关注的重点。与此同时,各国也在拓宽氢能在发电、储能和工业脱碳中的应用规模。根据国际氢能委员会《氢能源未来发展趋势报告》,预计到2050年,氢能消耗量将占据全球能源消费总量的18%左右。
国内:国家政策持续加码,产业规划逐渐明晰。国家宏观层面,自“十五”至“十四五”,连续将氢燃料电池汽车列入五年科学技术发展规划中,积极建设“三纵三横”的研发布*,其中“三纵”即指氢燃料电池汽车、混合动力汽车和纯电动汽车,氢燃料电池汽车一直是新能源汽车版图的重要组成。之后氢能政策规划不断明晰,多次将氢能列入能源发展规划并发布了相关政策,以加快氢能及氢燃料电池汽车的大规模推广应用。
2019年3月5日“推动加氢设施建设”首次写入**工作报告,2020年4月《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》将氢能列入能源范畴,氢能将不再仅作为危化品管理,加氢基础设施发展有望驶入快车道。2020年9月,国家五部委联合下发《关于开展氢燃料电池汽车示范应用的通知》,正式制定了氢燃料电池汽车国补政策,氢燃料电池汽车产业已逐步由前期的基础布*向市场化、规模化方向发展。
氢燃料电池汽车国补政策正式落地。2020年9月16日财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源*五部委联合发布《关于开展氢燃料电池汽车示范应用的通知》,补贴政策从之前对氢燃料电池汽车的购置补贴转为以“以奖代补”方式对入围的示范城市给予奖励。
与其他新能源汽车补贴不同的是,本次奖励主体是产业链上优秀企业所在城市(地级及以上)联合组成的城市群,奖励额度最高18.7亿元(氢燃料电池汽车推广应用奖励15亿元、氢能供应奖励2亿元、额完成任务奖励1.7亿元),补贴重点围绕核心零部件的技术攻关和产业化应用,以加速关键零部件的国产化进程。
一是从基本性能指标来看,对于电堆功率密度和系统功率密度提出具体的性能指标要求,政策奖励向大功率和高功率密度产品倾斜趋势,利好产业链优质企业;
二是八大关键零部件补贴力度大,完全可覆盖生产成本。若同时享受八大关键零部件补贴,金额高达20.5万元/辆,产业链补贴环节从下游主机厂转向上游核心零部件及关键材料企业;
三是氢燃料电池汽车国补向中重型、中远程倾斜,中重型车辆补贴力度明显加大,预计未来氢燃料电池中重型卡车将成为氢燃料电池商用车的主战场。
同时氢燃料电池汽车国家补贴政策中明确运行示范汽车除满足3万公里运营里程的基本要求外,商用车和乘用车生产企业还需提供5年/20万公里、8年/12万公里的质保,有利于保障氢燃料电池汽车可靠性和使用寿命,避免重蹈电动车的“骗补”覆辙。
北京城市群:北京市大兴区联合海淀、昌平等六个区,以及天津滨海新区、河北省保定市、唐山市、山东省滨州市、淄博市等共12个城市(区);
上海城市群:上海联合江苏省苏州市、南通市、浙江省嘉兴市、山东省淄博市、宁夏宁东能源化工基地、内蒙古自治区鄂尔多斯市等6个城市(区域);
广东城市群:广东由佛山市牵头,联合广州、深圳、珠海、东莞、中山、阳江、云浮以及福建省福州市、山东省淄博市、内蒙古自治区包头市、安徽省六安市等12个城市(区域)。
从2017年开始,各地陆续发布氢能产业发展规划,并公布具体补贴政策,2019年多省市密集发布氢能产业发展方案,从战略规划、产业政策、补贴扶持等方面积极给予氢能产业支持,并将加氢站建设作为产业发展重要支撑,将公交车、商用车、特种车作为氢燃料电池汽车发展重点。
根据地方**氢燃料电池汽车规划,到2025年氢燃料电池汽车保有量有望突破10万辆。从各省市发布的氢能规划来看,预计到2025年加氢站数量突破1100辆,新增推广氢燃料电池汽车9万辆,届时全国氢燃料电池汽车保有量将突破10万辆。
国外以氢燃料电池乘用车为主,国内以氢燃料电池商用车为主。目前氢燃料电池汽车是全球氢能产业化最高的终端应用产品,截至2020年底,全球氢燃料汽车保有量达到33398辆,主要分布在日、韩、中国、美等四大市场,欧洲有小部分汽车。2020年韩国市场保有量达到10707辆,一跃成为全球第一大氢燃料汽车保有量国家。美国和中国紧随其后,氢燃料汽车保有量分别为8931辆和7355辆。
目前全球氢燃料电池乘用车主流车型是现代Nexo和丰田Mirai。截至2021年上半年,韩国现代汽车氢燃料电池车NEXO自2018年上市以来,全球累计销量达17852辆。其中,在韩国本土累计销量突破了15123辆大关,成为全球首款在单一国家销量过万的氢燃料电池车型,其中韩国本土是NEXO最大销量市场。
与现代NEXO不同的是,海外一直是丰田Mirai的主要销售市场。截至2021年上半年,丰田Mirai累计全球销量为16386辆,略低于现代NEXO。2018年韩国现代公布了其氢燃料电池乘用车第二代Nexo,起售价为62,385美元(约合人民币40.37万);2020年12月丰田公布第二代氢燃料电池乘用车Mirai,日本售价为710万日元(约合人民币44.48万元),享受日本补贴后最低售价为570万日元(约合人民币35.71万元)。
从国外氢燃料电池整车技术参数对比来看,乘用车整车性能上国内还存在一定提升空间,商用车整车性能国内外差距较小。乘用车:国外的氢燃料电池乘用车多为大功率氢燃料电池系统(80kW以上)+小容量动力电池(高充放功率)的全功率整车方案;
国内均为小功率氢燃料电池系统+大容量动力电池的电电混合整车方案;国外储氢瓶为70MPaⅣ型瓶,国内均为70MPaⅢ型瓶,国内还处于小批量生产阶段。商用车:国内商用车氢燃料电池系统功率普遍偏小,导致配套的动力电池容量偏大,国内车型全部采用35MPa储氢系统。
我国氢燃料电池汽车市场主要集中在商用车,尚无氢燃料电池乘用车量产。我国氢燃料电池车产业经过前期市场培育,产业链已基本涵盖氢燃料电池整车、氢燃料电池系统、氢燃料电池电堆及零部件领域,基本建成以整车制造及氢燃料电池系统为主的氢燃料电池车供应链和产业链体系,尤其是在系统、电堆等方面已基本实现了国产化供应。
根据GGII数据显示,2016-2019年中国氢燃料电池汽车销量逐年上升,2020年以及2021年销量下滑的主要原因是疫情以及补贴政策转向及示范城市群的开展导致销量,相关销量会延迟到2022年放量。截至2021年11月我国氢燃料电池汽车保有量为8452辆。
我国商用车市场逆势上扬,货车销量持续上涨。2017年-2020年我国整体汽车市场低迷,乘用车整体市场销量逐年下滑,商用车市场逆势上扬。货车销量持续上涨,客车需求逐年下降。从商用车的细分市场看,货车是商用车的主要市场,销量占比在90%左右。“打赢蓝天保卫战”推动了国三老旧货车置换,加上“治超加严”、“按轴收费”等政策相继实施,超载运力被进一步释放,带动了新购车需求。
我国商用车市场锂电池汽车渗透率较低。我国纯电客车渗透率在20%左右,氢燃料货车应用前景广阔,纯电货车渗透率仅为1%左右,由于纯电动重卡续航里程短的问题,无法满足长途运输需求,因此氢燃料电池重卡成为新能源汽车长途运输中选择的另一种技术路线,未来氢燃料货车在长途货运领域的应用前景广阔。
当前我国氢燃料电池汽车主要集中在物流车、客车等商用车领域。
根据新能源汽车国家监测与管理平台的统计数据,截至2019年底,国内已接入平台的氢燃料电池汽车中物流车占比达到60.5%,公交客车、公路客车、通勤客车等客车占比达39.4%,乘用车占比仅为0.1%;根据势银氢电TrendBank统计数据,2020年销售的氢燃料电池汽车公交客车、公路客车等客车占比达90.3%,物流车、牵引车等货车占比9.7%,以牵引车为代表的重卡开始放量;客车尤其是公交车,ToG属性明显,而货车尤其是物流车用户对价格较为敏感。2020年为氢燃料电池汽车国补政策申报期,行业处于政策观望期,行业整体销量放缓的背景下,公交车销量占比近90%。
重卡是氢燃料电池最理想的应用场景之一。氢燃料电池相较锂电池而言,具有能量密度高、续航能力强、加氢快等优势,更适合固定路线且长距离运输的重卡。纯电动重卡续航里程较短、充电时间较长,导致相关市场推广并不十分理想。
即便是采用换电模式减少充电时间,但是也只能在换电站辐射的作业半径内进行运输工作,而提升续航里程将面临载重量的降低,这都大大限制了电动重卡的适用场景。而氢燃料更符合重卡的使用需求。
一方面相较锂电池,氢燃料电池能量密度更高,在相同续驶里程下,氢燃料电池重卡凭借自重低的优势增加有效荷载;另一方面,氢燃料电池车加氢时间较短,大约能在10-15分钟内完成氢气加注,而纯电动车充电时间较长,快充也需要1-2小时;同时氢燃料电池没有工作温度限制,而低温一直是锂电池的“天敌”,因此在北方冬季氢燃料电池车的优势更为明显。
氢燃料重卡占新能源重卡比重持续扩大。从氢燃料种类看,2021年1-11月新能源重卡技术路线仍以纯电动为主,但氢燃料占比在持续扩大。其中,纯电动车型的占比达到91.91%,相比去年同期的98.57%减少了约6.7个百分点;氢燃料电池重卡和柴油混合动力重卡占比分别为7.83%和0.26%,氢燃料电池车型占比同比有明显上升,相比去年同期上升7.09个百分点。
国内外企业纷纷布*氢燃料重卡。在海外,美国尼古拉、日本丰田、韩国现代等车企已经推出氢燃料重卡;在国内市场,解放、东风、红岩、陕汽、江铃、大运等车企也已经推出相关氢燃料重卡产品,部分企业已经实现量产。2020年9月,财政部、工信部等五部门发布的《关于开展氢燃料电池汽车示范应用的通知》补贴政策落地,明确提出重点推动氢燃料电池在中远途、中重型商用车领域的产业化应用,支持重型货车发展。
截至2021年11月,实现上牌的氢燃料电池重卡车企已有10家,而去年同期只有4家,氢燃料电池重卡累计销量已达到583辆,11月份氢燃料电池重卡终端实销148辆,刷新了氢燃料电池重卡的月销量新纪录。
商用重卡作为运输工具,经济性将是驱动用户使用的最终因素。虽然与使用动力电池的纯电动汽车相比,氢燃料电池重卡在氢燃料补给、续驶里程和污染控制方面具有
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