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政策指明发展路径,燃料电池产业简析

2020-09-18 09:10:34 来源:谷瀑环保 关键词: 节能新能源 测氢仪 电池 电池测试仪
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本周,第五届国际氢能与燃料电池汽车大会在上海召开。会上,上海市经信委副主任张建明透露,上海市计划到2030年,实现加氢站近100座,燃料电池产值规模近1000亿,推广氢燃料电池汽车突破1万辆的“百战千亿万辆”总目标。

不仅是上海,北京和河北也于近日分别印发《氢燃料电池汽车产业发展规划(2020-2025)》和《氢能产业链集群化发展三年行动计划(2020-2022)》,推动燃料电池和相关产业的发展壮大。

●燃料电池:清洁、高效

在近几十年的能源发展中,去碳、可再生是能源革命发展的总体趋势,燃煤、石油的比重在降低,太阳能、风能等清洁能源渐成主流,清洁、高效的氢能源也参与其中,取得了飞速发展。燃料电池作为氢能发展的关键,其技术更迭与应用受到了广泛关注。

燃料电池是一种原电池,主要由阴极、阳极、电解质和外部电路组成,可以通过电化学反应将燃料的化学能转化为电能,转换效率高于传统发电方式,且整个反应的产物只有水,实现真正的零排放。

根据电解质的不同,目前燃料电池可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池。其中,质子交换膜燃料电池由于其工作温度低、启动快、比功率高等优点,广泛应用于新能源汽车领域;而转化效率高、全固态、适用性广的固体氧化物燃料电池则常用在分布式电站和家用热电联供系统中。

●燃料电池产业链分析

目前,燃料电池产业链日趋成熟。产业链上游主要是构成燃料电池电堆的零部件,包括电堆、膜电极、双极板等。电堆由多个单电池串联并通过端板进行固定组成,是燃料电池的心脏。其中,单电池主要是由双极板、膜电极、垫圈和密封圈构成。目前国内电堆生产线逐渐布局,通过技术引进和研发已实现量产。

产业链中游是燃料电池动力系统的组装部分,其成本占据着整车成本的七成左右,一般由电堆、燃料处理器、空压机和加湿器组成。电堆是系统核心,燃料处理器、空压机和加湿器作为辅助系统为电推提供合适的空气、氢气、温度和压力等,并输出合适的电流。

而下游则是燃料电池的应用领域,通过布局于汽车、船舶和轨道交通,降低传统石化能源带来的污染物排放;在固定式发电领域可以作为建筑热电联供电源、微电网的可靠电源与移动基站的备用电源。数据显示,2018年燃料电池装机量的70.05%来自于交通运输,29.86%来自于固定式发电装置。

●燃料电池产业的发展前景

2001年,我国确立了“863计划电动汽车重大专项”项目,提出以纯电动、混动和燃料电池汽车为三纵,以多能源动力总成控制、驱动电机和动力蓄电池为三横的三纵三横战略。随着新能源汽车和燃料电池产业链的逐渐成型,国家政策层面上对燃料电池发展的支持力度逐渐加大。

2016年,中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图》,以2020年、2025年和2035年为三个节点,从特定区域实现示范应用过渡到大规模批量化商业应用,*终实现燃料电池汽车百万规模,加氢站1000座的目标。

2019年,中国氢能联盟发布首部《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》发布,不仅细化了燃料电池汽车、加氢站数量的发展目标,还对氢能源比例、燃料电池系统产能和电堆等做出规划,使得燃料电池产业的发展路径更为具体、明晰。


    数据来源:《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》

目前,国内氢能及燃料电池汽车经历的发展模式和所处的发展阶段与十多年前刚启动电动汽车“十城千辆”时的情况类似,政策上明确发展的路径与目标,产业链上则逐步发展,前期以发展商用车为主,带动产业链和加氢基础设计建设,实现规模化,从而降低制造成本之后再拓展到乘用车领域。

从实际效果来看,燃料电池产业渐入正轨。2019年,燃料电池汽车实现产销3018辆和2737辆,同比增长86.4%和79.2%;新建加氢站30座,累计建成61座加氢站,年复合增长率达46%。

但不可忽视的是,燃料电池产业发展还是有不小的阻碍,尤其是今年受疫情的影响,企业资金紧张、供应链材料价格波动、市场的期望不及预期。未来该如何实现市场突破,中国科学院欧阳明高院士认为,氢能战略的必要性没有问题,但目前全球面临的共同挑战是氢能及燃料电池全链条的技术经济性,出路还是在于创新。

本文来源:谷瀑环保 责任编辑:六零
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