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2018年氫能源行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告2018年氫能源行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告1目錄
CONTENT010203氫能源簡介氫能源行業(yè)發(fā)展環(huán)境氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析目錄01氫能源簡介201氫能源簡介1.1
氫能源的特點(diǎn)1.2
行業(yè)發(fā)展階段01氫能源簡介31.1
特點(diǎn):綠色零排放,或?qū)⒊蔀槟茉唇K極形式人類環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)推動(dòng)能源利用向著綠色、清潔化的方向發(fā)展。氫氣利用產(chǎn)物是水,可以真正做到零排放、無污染,被看做是最具應(yīng)用前景的清潔能源之一,或?qū)⒊蔀槲磥砟茉词褂玫慕K極形式。
世界能源使用歷史能源清潔化柴草煤炭石油天然氣風(fēng)電光伏氫能1.1特點(diǎn):綠色零排放,或?qū)⒊蔀槟茉唇K極形式能源清潔化柴草4564833272006040201.1
特點(diǎn):氫氣熱值高,易于實(shí)現(xiàn)輕量化和高續(xù)航氫氣是常見燃料中熱值最高的(142KJ/g),約是石油的3倍,煤炭的4.5倍。這意味著,消耗相同質(zhì)量的石油、煤炭和氫氣,氫氣所提供的能量最大,這一特性能有效滿足汽車、航空航天等輕量化發(fā)展需求。
常見燃料熱值比較(單位:KJ/g)
160
142
140
120
100
80氫氣天然氣汽油煤乙醇甲醇熱值(KJ/g)56483327200601.1特點(diǎn):氫氣熱值高,易于實(shí)現(xiàn)52921166115311021913812580500
0300025002000150010001.1
特點(diǎn):發(fā)電建設(shè)成本低,不足光伏發(fā)電成本的1/5相較于風(fēng)能、天然氣、光伏、石油、生物質(zhì)能發(fā)電等眾多發(fā)電方式,氫能源的發(fā)電建設(shè)成本最低,僅為
580
美元/千瓦,不足光伏發(fā)電建設(shè)成本的1/5
。
不同能源發(fā)電建設(shè)成本對(duì)比(單位:美元/千瓦)
3500光伏風(fēng)能生物質(zhì)能石油蓄電池天然氣氫氣發(fā)電建設(shè)成本(美元/千瓦)29211661153110219138125805003061.1
特點(diǎn):分布式應(yīng)用場(chǎng)景綜合成本高,成為市場(chǎng)應(yīng)用一大阻礙目前,氫能源主要通過燃料電池的形式實(shí)現(xiàn)利用。而以氫能源燃料電池汽車為例,由于氫氣在制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)冗^程中需要更多技術(shù)處理而具有更高的單位成本,直接導(dǎo)致燃料電池電動(dòng)車綜合成本偏高。
歐洲氫能源燃料電池汽車與其他燃料汽車使用成本對(duì)比(小汽車)
項(xiàng)目
購置成本(歐元)
使用年限
每年行駛里程(千米/年)
剩余價(jià)值
車身折舊成本(歐元/千米)
燃料消耗
燃料價(jià)格
燃料消耗成本(歐元/千米)
維護(hù)成本(歐元/千米)車輛使用綜合成本(歐元/千米)燃料電池電動(dòng)車
70000
4
60000
50%
0.15
0.008kg/km
9EUR/kg
0.072
0.023
0.24
純電動(dòng)汽車
35000
4
60000
50%
0.07
0.13kwh/km0.21EUR/kwh
0.027
0.018
0.12
柴油汽車
31000
4
60000
40%
0.08
0.043l/km1.2EUR/km
0.052
0.023
0.151.1特點(diǎn):分布式應(yīng)用場(chǎng)景綜合成本高,成為市場(chǎng)應(yīng)用一大阻礙71.2
發(fā)展階段:燃料電池發(fā)展迅速,氫能源進(jìn)入高速發(fā)展階段人類對(duì)于氫能的研究已有幾百年的歷史,但直到近些年,隨著燃料電池的迅速發(fā)展和推廣,氫能作為最適宜的燃料才進(jìn)入高速發(fā)展階段。
氫能源發(fā)展歷程1766年?
卡文迪許
從酸和金
屬反應(yīng)中
制得氫氣?
劍橋大學(xué)
William
Cecil首次提
出燃料電池?
Rudolph
Jrren發(fā)明
第一個(gè)氫
氣發(fā)動(dòng)機(jī)?
英國首次有
目的的電解
水制氫
1839年
1818年
?
凡爾納在《神秘島》
描繪了水為燃料的小
島,激發(fā)無限思考
1928年1874年?
氫氣作為“能量
載體”的概念首
次被提出
1970年
1950年?
通用汽車首次
提出“氫經(jīng)濟(jì)”
概念,核電電
解水?
德國提出
“HYSOLAR”計(jì)
劃:太陽能制氫
21世紀(jì)以來
1980年?
燃料電池發(fā)展迅速,
最適宜燃料是氫,
氫有望成為未來能
源終極形式。1.2發(fā)展階段:燃料電池發(fā)展迅速,氫能源進(jìn)入高速發(fā)展階段181.2
發(fā)展階段:氫能源發(fā)展進(jìn)入市場(chǎng)推廣階段,政府作用居主導(dǎo)根據(jù)美國能源署氫能源計(jì)劃顯示,全球氫能源行業(yè)的發(fā)展大致可劃分為技術(shù)研究、過渡到市場(chǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施完善和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化四個(gè)階段。目前,行業(yè)發(fā)展已步入市場(chǎng)推廣階段,政府推動(dòng)作用仍居主導(dǎo)。
美國能源署氫能源計(jì)劃
政府起主導(dǎo)作用
過渡到市場(chǎng)技術(shù)研究
商業(yè)行為起主導(dǎo)作用
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)設(shè)施完善200020102020203020401.2發(fā)展階段:氫能源發(fā)展進(jìn)入市場(chǎng)推廣階段,政府作用居主導(dǎo)902氫能源發(fā)展環(huán)境
2.1
政策環(huán)境
2.2
技術(shù)環(huán)境02氫能源發(fā)展環(huán)境102.1
政策環(huán)境:氫燃料電池汽車是支持重點(diǎn),各國側(cè)重點(diǎn)有所不同氫燃料電池汽車是氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn),但各國政策支持重點(diǎn)有所不同。從發(fā)展規(guī)劃來看,美、韓、法、中注重氫燃料電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施(如加氫站)建設(shè);而日本則更重視氫能源技術(shù)(如儲(chǔ)運(yùn)技術(shù))的發(fā)展。
部分國家氫燃料電池汽車戰(zhàn)略規(guī)劃匯總國家
美國
日本
韓國
法國
中國
戰(zhàn)略規(guī)劃以斯塔克區(qū)運(yùn)輸管理局為首的公私合作伙伴聯(lián)盟,計(jì)劃起草中西部各州替代燃料運(yùn)輸走廊行動(dòng)計(jì)劃。計(jì)劃建立電動(dòng)、燃料電池和CNG動(dòng)力乘用車、卡車和公共汽車均可補(bǔ)充動(dòng)力的運(yùn)輸路線。2018年2月,3500輛燃料電池電動(dòng)車,39座加氫站運(yùn)營中。氫能基本戰(zhàn)略十大行動(dòng)計(jì)劃涵蓋了從技術(shù)研發(fā)到成本,到氫氣來源等等。分別是低成本方式利用氫能、開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、可再生能源的電解水制氫、氫能發(fā)電的商業(yè)化應(yīng)用、推廣普及燃料電池汽車、工業(yè)余熱的熱解制氫、降低燃料電池成本、新技術(shù)開發(fā)、強(qiáng)化國際合作,引領(lǐng)國際標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)氫能知識(shí)科普。擬出臺(tái)國家氫能法案,未來五年相關(guān)補(bǔ)助將達(dá)20億歐元。韓國投資2.6萬億韓元發(fā)展燃料電池汽車。計(jì)劃2020年,燃料電池汽車達(dá)9000輛,加氫站達(dá)80座;計(jì)劃2030年,燃料電池汽車將占汽車總產(chǎn)量10%,加氫站預(yù)計(jì)達(dá)520座。發(fā)布國家氫能計(jì)劃。2019年起ADEME投入1億歐元用于氫能工業(yè)、交通及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。到2020年建設(shè)100座加氫站,5000輛燃料電池輕型商用車,200輛燃料電池重型車輛。到2028年擁有400-1000座加氫站,2-5萬輛輕型商用車,800-2000輛重型車輛。2016年,中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院和全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016》,明確提出氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖,分近期(2016-2020年)、中期(2020-2030年)和遠(yuǎn)期(2030-2050年)三個(gè)階段發(fā)展中國氫能產(chǎn)業(yè)。
2.1政策環(huán)境:氫燃料電池汽車是支持重點(diǎn),各國側(cè)重點(diǎn)有所不112.1
政策環(huán)境:中國重視氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并提出相關(guān)規(guī)劃《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016》明確提出我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖,預(yù)計(jì)到2050年,加氫站覆蓋全國,燃料電池運(yùn)輸車輛保有量達(dá)1000萬輛;燃料電池發(fā)電得到推廣應(yīng)用。
中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃時(shí)間制氫氫能儲(chǔ)存與運(yùn)輸氫能利用及基礎(chǔ)設(shè)施2016-2020年
(近期)???工業(yè)副產(chǎn)氫氣回收煤基制氫示范可再生能源制氫????氣態(tài)儲(chǔ)氫(35Mpa)拖車、液氨罐車運(yùn)輸氣態(tài)儲(chǔ)存(70Mpa示范)管道輸送(示范)??燃料電池運(yùn)輸車輛(示范)到2020年,氫能現(xiàn)代有軌電車達(dá)到50列;燃料電池車達(dá)到1萬輛;加氫站達(dá)100座2021-2030年
(中期)?可再生能源制氫(推廣)??液態(tài)及其他方式儲(chǔ)存管道輸送?燃料電池車輛及發(fā)電應(yīng)用、氫能軌?道交通及船舶等推廣到2030年,燃料電池車達(dá)到200萬輛;加氫站達(dá)1000座2031-2050年
?
(遠(yuǎn)期)
?煤基低碳制氫(推廣)綠色氫能供給方式多元化??長距離管道輸送安全、可靠的氫能儲(chǔ)存及運(yùn)輸體系?加氫站覆蓋全國,燃料電池運(yùn)輸車輛保有量達(dá)1000萬輛;燃料電池發(fā)電推廣應(yīng)用2.1政策環(huán)境:中國重視氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并提出相關(guān)規(guī)122.1
政策環(huán)境:國外補(bǔ)貼聚焦消費(fèi)環(huán)節(jié),購置補(bǔ)貼是主要形式氫能源燃料電池汽車市場(chǎng)有望成為氫能源最大的消費(fèi)端,而成為各國政策扶持重點(diǎn)。此外,國外補(bǔ)貼政策多集中于消費(fèi)環(huán)節(jié),以購置稅費(fèi)抵免或購置補(bǔ)貼的形式發(fā)放,僅德國將補(bǔ)貼放在了開發(fā)制造環(huán)節(jié)。
國外燃料電池汽車主要支持政策國家
美國
日本
韓國
丹麥
英國
德國
氫燃料電池汽車補(bǔ)貼政策
2015年美國國會(huì)將燃料電池汽車稅收抵免額度提高至8000美元;2017年購買燃料電池
車的車主可享受稅收抵免降低為4000美元。東京的燃料電池汽車買家將由京都政府補(bǔ)貼100萬日元,并由中央政府補(bǔ)貼200萬日元。
為每個(gè)購買燃料電池汽車的用戶提供2750萬韓元的補(bǔ)貼。
對(duì)燃料電池汽車實(shí)施免稅政策至2018年底。
2018年3月前,交通部為燃料電池乘用車購買者提供4500英鎊補(bǔ)貼。
德國交通部計(jì)劃于2019年前投資2.5億歐元用于氫燃料電池汽車的研發(fā)與推廣,使這類
車型適合大規(guī)模量產(chǎn)。
補(bǔ)貼類型購置稅費(fèi)抵免
購置補(bǔ)貼
購置補(bǔ)貼購置稅費(fèi)抵免
購置補(bǔ)貼車型開發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)2.1政策環(huán)境:國外補(bǔ)貼聚焦消費(fèi)環(huán)節(jié),購置補(bǔ)貼是主要形式國132.1
政策環(huán)境:國內(nèi)補(bǔ)貼力度全球最大,均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放我國燃料電池汽車補(bǔ)貼力度遠(yuǎn)超國外最高額度,但均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放,并未在氫能源燃料電池汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域設(shè)置補(bǔ)貼政策。而從
2014
年起我國將加氫站納入了補(bǔ)貼范圍,刺激配套產(chǎn)業(yè)加速該行業(yè)的發(fā)展。
中國燃料電池汽車主要支持政策時(shí)間政策主要內(nèi)容2009《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助
對(duì)試點(diǎn)城市購置燃料電池汽車等節(jié)能與新能源汽車給予一次性定額補(bǔ)助。其
資金管理暫行辦法》
中,零排放純電動(dòng)和燃料電池汽車按
6-60萬元不等的成本差價(jià)財(cái)政補(bǔ)貼。2011《中華人民共和國車船稅法》規(guī)定對(duì)
燃料電池汽車免征車船稅。20142015《中國制造
2025》《
關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)的
對(duì)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于
200
公斤的新建燃料電池汽車加氫
通知》
站每個(gè)站獎(jiǎng)勵(lì)
400
萬元。
明確提出繼續(xù)支持燃料電池汽車的發(fā)展,并對(duì)燃料電池汽車的發(fā)展戰(zhàn)略,提
出三個(gè)發(fā)展階段:第一是在關(guān)鍵材料零部件方面逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;第二是燃料電池和電堆整車性能逐步提升;第三方面是要
實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車的運(yùn)行規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,達(dá)到1000輛的運(yùn)行規(guī)模,到2025年,制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善,燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。2016國家發(fā)改委和國家能源局系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)文
提出15項(xiàng)重點(diǎn)創(chuàng)新任務(wù),其中包括氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新。2018《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)
政補(bǔ)貼政策的通知》指出燃料電池補(bǔ)貼政策基本不變,力度不減。
2.1政策環(huán)境:國內(nèi)補(bǔ)貼力度全球最大,均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放142.1
政策環(huán)境:國內(nèi)地方政府紛紛出臺(tái)政策支持氫能源汽車發(fā)展目前,包括北京、遼寧、河北、江蘇等在內(nèi)的10余個(gè)省份均有出臺(tái)相關(guān)政策以支持氫能源汽車的發(fā)展,主要通過建立示范城市、產(chǎn)業(yè)園,并積極鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)發(fā)展的形式進(jìn)行。
中國地方政府相繼出臺(tái)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)支持政策(二)
省份安徽省上海市湖北省浙江省四川省
政策
《安徽省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》
《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》《武漢氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方案》、《武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)
開發(fā)區(qū)(漢南區(qū))加氫站審批及管理方法》
《浙江省能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《四川省人民政府關(guān)于印發(fā)四川省節(jié)能減排綜合工
作方案(2017-2020年)的通知》重點(diǎn)城市
/
六安
武漢
臺(tái)州
成都
產(chǎn)業(yè)園
明天氫能產(chǎn)業(yè)園嘉定區(qū)氫能與燃料電池
產(chǎn)業(yè)園武漢開發(fā)區(qū)氫燃料電池
產(chǎn)業(yè)園
臺(tái)州氫能產(chǎn)業(yè)園
/
代表企業(yè)
明天氫能同濟(jì)大學(xué)、上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)、上海重塑、上海神力、上汽集團(tuán)、東風(fēng)特
汽、
上海舜華、上海新源、中科同力
雄韜股份、眾宇動(dòng)力、氫陽能源
淳華氫能東方電氣、成都客車、金星清潔能源裝備廣東省《佛山市南海區(qū)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015-
佛山、云浮、
2025年)》、《佛山市南海區(qū)促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)
東莞、深圳、
營及氫能源車輛運(yùn)行扶持辦法》
中山、廣州佛山(云?。┊a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移
園、廣順產(chǎn)業(yè)園國鴻氫能、大洋電機(jī)、飛馳客車、長江汽車、東灃新能源、中石化、鴻基創(chuàng)能、東
風(fēng)特商2.1政策環(huán)境:國內(nèi)地方政府紛紛出臺(tái)政策支持氫能源汽車發(fā)展152.2
技術(shù)環(huán)境:專利申請(qǐng)數(shù)量大幅增長,發(fā)明專利占比約六成自2016年開始,國內(nèi)氫能源專利數(shù)量迅速攀升,發(fā)明專利數(shù)量占比也同步提高。截至2019年3月,中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)量共計(jì)658件,其中發(fā)明專利占比高達(dá)59.72%,2018年發(fā)明專利占比更是創(chuàng)下歷史新高。
2007-2018年中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量(單位:件,%)241227362318524815137%
1950%58%48%47%57%56%44%50%54%
8063%86%
1230%40%30%20%10%60%50%90%80%70%100%0604020100
80140120160200720082009201020112012201320142015201620172018中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)量(件)發(fā)明專利占比(%)2.2技術(shù)環(huán)境:專利申請(qǐng)數(shù)量大幅增長,發(fā)明專利占比約六成21603氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析
3.1
產(chǎn)業(yè)鏈全景
3.2
上游環(huán)節(jié)分析
3.3
中游環(huán)節(jié)分析
3.4
下游環(huán)節(jié)分析03氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析173.2
上游-制氫:中國產(chǎn)氫量世界第一,年產(chǎn)量或?qū)⑼黄?千萬噸經(jīng)過十余年的長足發(fā)展,我國氫氣年產(chǎn)量已逾千萬噸規(guī)模,是世界第一大產(chǎn)氫國。2017年,中國氫氣產(chǎn)量達(dá)到1915萬噸,同比增長了3.5%;預(yù)計(jì)2018年中國氫氣產(chǎn)量已將近2000萬噸,到2020年或?qū)⒊?000萬噸。
2012-2018年中國氫氣產(chǎn)量及增速(單位:萬噸,%)
1600168517641800185019155.3%4.7%2.0%2.8%3.5%0%5%10%050010001500200025002012201320142015201620172018E中國氫氣產(chǎn)量(萬噸)同比增速(%)3.2上游-制氫:中國產(chǎn)氫量世界第一,年產(chǎn)量或?qū)⑼黄?千萬18
天然氣
48%3.2
上游-制氫:天然氣制氫是主流方式,電解水制氫占比最小氫能是一種二次能源不可以直接獲得,需要通過制備獲得。目前,制氫技術(shù)主要有傳統(tǒng)能源和生物質(zhì)的熱化學(xué)重整、水的電解和光解。其中,天然氣制氫是現(xiàn)今最主流的形式,但電解水制氫的可提升空間更為廣闊。
2017年不同制氫方法氫氣產(chǎn)量占比結(jié)構(gòu)(單位:%)
醇類30%
煤18%
電解水
4%天然氣3.2上游-制氫:天然氣制氫是主流方式,電解水制19
1.672.003.99210433.2
上游-制氫:水電解制氫成本高,煤氣化等制氫已有利潤空間目前,主流制氫方法中,煤氣化制氫的成本最低,而電解水制氫成本遠(yuǎn)高于石化燃料。此外,相對(duì)于石油售價(jià)而言,煤氣化制氫和天然氣重整制氫已經(jīng)存在一定的利潤空間。
主流制氫方法制氫成本對(duì)比(單位:美元/千克)
6
5.20
5煤炭氣化天然氣制氫甲醇裂解水電解制氫成本(美元/千克)1.672.003.99243.2上游-制氫:水電解制203.2
上游-制氫:電價(jià)持續(xù)走低,助推電解水制氫技術(shù)成為主流電解水制氫成本主要來源于固定資產(chǎn)投資、電價(jià)、固定生產(chǎn)運(yùn)維等開支,其中電價(jià)占其總成本的7成以上,是造成電解水成本高的主要原因。近年來,電價(jià)成本不斷走低,有助于電解水制氫成本的大幅下降。
電解水制氫成本構(gòu)成(單位:美元/千克)
項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資
電價(jià)固定生產(chǎn)運(yùn)維
其他
合計(jì)2011
0.6
3.2
0.2
0.1
4.12015
0.5
2.3
0.1
0.1
32020
0.4
1.4
0.1
0.1
23.2上游-制氫:電價(jià)持續(xù)走低,助推電解水制氫技術(shù)成為主流213.3
中游-儲(chǔ)運(yùn):高密度儲(chǔ)氫技術(shù)難度大,氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前主流氫氣在常溫常壓下為氣態(tài),密度僅為0.0899
kg/m3
,是水的萬分之一,因此其高密度儲(chǔ)存一直是一個(gè)世界級(jí)難題。目前,儲(chǔ)氫方法主要分為低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫三種,并以氣態(tài)儲(chǔ)氫為主。
市場(chǎng)典型儲(chǔ)氫方式一覽
氫化物儲(chǔ)氫
金屬
氫化物
絡(luò)合氫化物
有機(jī)化合物物理儲(chǔ)氫
高壓
氣態(tài)吸附儲(chǔ)氫
碳基
材料低溫液態(tài)
多孔聚合物金屬骨架
化合物氫能固態(tài)儲(chǔ)氫材料固態(tài)儲(chǔ)氫材料3.3中游-儲(chǔ)運(yùn):高密度儲(chǔ)氫技術(shù)難度大,氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前主流223.3
中游-儲(chǔ)運(yùn):氣態(tài)儲(chǔ)氫成本最低,固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展?jié)摿薮髿鈶B(tài)儲(chǔ)氫是目前主流,但是固態(tài)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫性能卓越,是三種方式中最為理想的儲(chǔ)氫方式,也是儲(chǔ)氫科研領(lǐng)域的前沿方向之一。未來隨著儲(chǔ)氫合金使用便利性提升和成本降低,其有望成為未來主流的儲(chǔ)氫方式。
不同儲(chǔ)氫方式對(duì)比
儲(chǔ)氫方式單位質(zhì)量儲(chǔ)氫密度
(wt%)單位體積儲(chǔ)氫密度
(kgH2/m3)
優(yōu)點(diǎn)
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫
>4.5(高壓)
26.35(40MPa,20℃)
39.75(70MPa,20℃)應(yīng)用廣泛、簡便易行;成本低;充放氣速度
快;在常溫下就可進(jìn)行
低溫液態(tài)儲(chǔ)氫
>5.1
36.6儲(chǔ)氫密度高、安全性較好
固態(tài)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫
1.0-2.6
25-40體積儲(chǔ)氫容量高;無需高壓及隔熱容器;安全
性好,無爆炸危險(xiǎn);可得到高純氫缺點(diǎn)需要厚重的耐壓容器;要消耗較大的氫氣壓
氫氣液化成本高,能量損失大,縮功;有氫氣泄漏和容器爆破等不安全因素
需要極好的絕熱裝置來隔熱技術(shù)復(fù)雜、投資大、運(yùn)行成本高關(guān)鍵部件厚重的耐壓容器冷卻裝置,同時(shí)配備極好的保溫利用稀土等儲(chǔ)氫材料做成的金屬氫化物儲(chǔ)氫裝
絕熱保護(hù)層
置關(guān)鍵技術(shù)
成本氫氣壓縮技術(shù)
較低冷卻技術(shù),絕熱措施
較高一定溫度和氫氣壓力下,能可逆地大量吸收、
儲(chǔ)存和釋放氫氣
較高3.3中游-儲(chǔ)運(yùn):氣態(tài)儲(chǔ)氫成本最低,固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展?jié)摿薮?33.3
中游-儲(chǔ)運(yùn)-氣態(tài)儲(chǔ)氫:安全隱患普遍存在,輕量化是發(fā)展方向高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫設(shè)備大致可分為車用高壓儲(chǔ)氫容器、高壓氫氣運(yùn)輸設(shè)備、固定式高壓氫氣儲(chǔ)存設(shè)備三種,均存在一定的安全隱患。此外,高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫未來將朝輕量化、高壓化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展。
三種高壓儲(chǔ)氫設(shè)備的特點(diǎn)對(duì)比
類型
車用高壓儲(chǔ)氫罐
高壓氫氣運(yùn)輸裝備固定式高壓氫氣儲(chǔ)存設(shè)
備
優(yōu)點(diǎn)
高壓、輕質(zhì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)大規(guī)模
運(yùn)輸
容量大
風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生事故破壞力大
氫氣泄漏泄漏爆炸傷損慘重
應(yīng)用場(chǎng)景
氫燃料電池汽車
氫氣長管拖車;
氫氣管道運(yùn)輸加氫站、制氫廠、電廠
主要公司京城股份、斯林達(dá)安科、
中材科技、科泰克中集安瑞科、雙瑞特裝、
中石化
美國CPI、AP;
浙江大學(xué)3.3中游-儲(chǔ)運(yùn)-氣態(tài)儲(chǔ)氫:安全隱患普遍存在,輕量化是發(fā)展243.3
中游-儲(chǔ)運(yùn)-液態(tài)儲(chǔ)氫:受限于技術(shù),應(yīng)用成本很高低溫液態(tài)儲(chǔ)氫在全球的加氫站中有較大范圍應(yīng)用,但在車載系統(tǒng)中的應(yīng)用不成熟,存有安全隱患;此外,受限于技術(shù),國內(nèi)液氫應(yīng)用成本很高。目前,富瑞氫能、中科富海具有一定的液氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)化能力。
三種液氫相關(guān)設(shè)備介紹
類型核心設(shè)備主要公司氫液化設(shè)備氦透平膨脹機(jī)、低漏率換熱器、氦螺桿
法液空、Linde;中航
壓縮機(jī)、低溫閥門、正仲氫轉(zhuǎn)化器
101所、中科富海
液氫儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備液氫加氫站設(shè)備液氫泵、液氫儲(chǔ)罐、液氫槽車
液氫泵、液氫貯箱富瑞氫能中科富海3.3中游-儲(chǔ)運(yùn)-液態(tài)儲(chǔ)氫:受限于技術(shù),應(yīng)用成本很高類25
3.3
中游-儲(chǔ)運(yùn)-固態(tài)儲(chǔ)氫:儲(chǔ)氫材料種類繁多,多數(shù)處于研究階段固態(tài)儲(chǔ)氫材料種類非常多,主要可分為物理吸附儲(chǔ)氫和化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫。目前,各種材料基本都處于研究階段,均存在不同的問題,但要實(shí)現(xiàn)固態(tài)“高效儲(chǔ)氫”技術(shù)路線需解決的關(guān)鍵問題是克服吸放氫溫度的限制。
固體儲(chǔ)氫材料分類
固態(tài)儲(chǔ)氫材料物理吸附儲(chǔ)氫材料
金屬有機(jī)框架(MOFs)納米結(jié)構(gòu)(納米碳管、富勒烯、金屬修復(fù)碳基
BN基材料等)化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫材料金屬氫化物簡單金屬
氫化物二元金屬氫化物(如MgH2)金屬間氫化物(如LaNi5H6)復(fù)雜金屬
氫化物鋁氫化物(如NaAlH4)氨基/亞氨基化物(如LiNH2)
硼氫化物(如LiBH4)非金屬氫化物
(NH3BH3、
有機(jī)物) 3.3中游-儲(chǔ)運(yùn)-固態(tài)儲(chǔ)氫:儲(chǔ)氫材料種類繁多,多數(shù)處于研263.4
下游:氫能源燃料電池應(yīng)用廣闊,未來有望得到普及氫能源的下游應(yīng)用主要包括直接燃燒(氫內(nèi)燃機(jī))和燃料電池,且燃料電池技術(shù)效率更高,更具發(fā)展?jié)摿ΑD壳?,以燃料電池技術(shù)為基礎(chǔ)的氫能源應(yīng)用已相對(duì)廣闊,未來將遍及汽車、發(fā)電和儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
氫能源主要應(yīng)用領(lǐng)域
3.4下游:氫能源燃料電池應(yīng)用廣闊,未來有望得到普及27
3.4
下游-燃料電池:出貨量快速增長,市場(chǎng)進(jìn)入快速增長期近年來,全球燃料電池市場(chǎng)正進(jìn)入快速增長期。2012-2017年,全球燃料電池累計(jì)出貨數(shù)量37.3萬個(gè),出貨容量2511MW,年復(fù)合增速分別達(dá)10%和32%。保守估計(jì)2018年全球燃料電池出貨容量已突破800MW。
2012-2018年全球燃料電池出貨情況(單位:MV,萬個(gè))1672151853435176704.66.76.46.16.37.30246108100
03002004006005007001000
900
8002012201320142015201620172018E全球燃料電池出貨容量(MW)全球燃料電池出貨數(shù)量(萬個(gè))
3.4下游-燃料電池:出貨量快速增長,市場(chǎng)進(jìn)入快速增長期283.4
下游-燃料電池:亞洲出貨數(shù)量第一,北美出貨容量居首從區(qū)域來看,目前,亞洲燃料電池出貨數(shù)量世界第一,數(shù)量占比近8成;而北美在出貨容量上具有顯著優(yōu)勢(shì),占比接近一半;此外,歐洲在燃料電池市場(chǎng)上也有一定的市場(chǎng)份額。
2017年全球燃料電池出貨數(shù)量和容量區(qū)域分布(單位:%)
歐洲7.0%
北美13.6%
其他1.1%
亞洲78.2%
出貨數(shù)量
歐洲5.8%北美48.6%
其他0.3%
亞洲
45.2%出貨容量3.4下游-燃料電池:亞洲出貨數(shù)量第一,北美出貨容量居首 29固定電源
77%
3.4
下游-燃料電池:交通運(yùn)輸電源出貨容量最大,是主要應(yīng)用場(chǎng)景從類型來看,固定式燃料電池出貨數(shù)量占比第一,市場(chǎng)正在逐步壯大;而交通運(yùn)輸電源的出貨容量占比最大,是目前燃料電池的主要應(yīng)用場(chǎng)景;便攜式電源發(fā)展相對(duì)滯后,未來有望在軍用領(lǐng)域異軍突起
。
2017年全球不同類型燃料電池出貨數(shù)量和容量市場(chǎng)結(jié)構(gòu)(單位:%)
便捷電源7%交通運(yùn)輸電源
16%出貨數(shù)量
固定電源
32%便捷電源
1%交通運(yùn)輸電源
67%出貨容量固定電源 3.4下游-燃料電池:交通運(yùn)輸電源出貨容量最大,303.4
下游-燃料電池:中國燃料電池出貨量加速攀升自2016年以來,在國家政策的大力扶持下,中國燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。截至2017年底,我國燃料電池行業(yè)整體產(chǎn)能在60MW以上,2017年燃料電池出貨量達(dá)到45MW,出貨量增速進(jìn)一步提高。
2012-2018年中國燃料電池出貨情況(單位:MV,%)7913244525.5%33.3%39.1%83.6%90.2%3.3%
63.2%5.0%4.3%4.5%6.7%0%20%40%80%60%100%02010304070605080902012201320142015201620172018E中國燃料電池出貨容量(MW)同比增速(%)占全球的比例(%)3.4下游-燃料電池:中國燃料電池出貨量加速攀升7913231
3.4
下游-燃料電池汽車:氫能源汽車滲透率低,仍處市場(chǎng)導(dǎo)入期燃料電池汽車銷量快速增長,若假設(shè)燃料電池汽車都以氫氣為燃料,那么截至2017年,氫能源汽車的滲透率也僅為0.0046%,表明在汽車應(yīng)用領(lǐng)域氫能源產(chǎn)業(yè)化尚處于導(dǎo)入期。
2013-2018年全球燃料電池乘用車銷量及增速(單位:輛,%)331597113260381.8%347.2%
2312225.2%41.0%0246010002000300050004000201320142015201620172018E全球燃料電池乘用車銷量(輛)同比增速(%) 3.4下游-燃料電池汽車:氫能源汽車滲透率低,仍處市場(chǎng)導(dǎo)328331000
500
03.4
下游-燃料電池汽車:中國銷量下滑,但2019年有回暖預(yù)期2018年,中國燃料電池汽車明顯下滑,但是產(chǎn)量達(dá)1619輛,同比增加了27%,其中,2018年12月生產(chǎn)的車輛多達(dá)1153輛,預(yù)計(jì)這些車輛部分將在2019年實(shí)現(xiàn)銷售,故銷售市場(chǎng)有回暖預(yù)期。
2017-2018年中國燃料電池汽車產(chǎn)銷情況(單位:輛)
2000
1619
1500
1275
1048
2017中國燃料電池汽車產(chǎn)量(輛)
2018中國燃料電池汽車銷量(輛)
83310003.4下游-燃料電池汽車:中國銷量下滑,但2332018年
客車,
421,
50.5%客車,
116,
11.1%3.4
下游-燃料電池汽車:客車銷量大幅增加,銷量占比超5成目前,國內(nèi)燃料電池汽車銷售主要以貨車和客車為主。2018年,燃料電池客車銷量大幅增加至421輛,占國內(nèi)燃料電池汽車銷量的50.5%。
2017-2018年中國燃料電池汽車細(xì)分產(chǎn)品銷量結(jié)構(gòu)(單位:輛,%)
貨車,
412,
49.5%
貨車,
932,
88.9%2017年2018年 客車,421,客車,116,3.4下游-燃343.4
下游-燃料電池汽車:中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群初步形成從地域看,中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)在全國各地呈現(xiàn)出全面發(fā)力的發(fā)展特點(diǎn),但也形成了一定的產(chǎn)業(yè)集群。目前,綜合實(shí)力較強(qiáng)的地區(qū)為北部地區(qū)和華東地區(qū);同時(shí)華中地區(qū)、西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)集群實(shí)力也日漸凸顯。
中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群(一)
省份遼寧省北京市河北省山西省山東省陜西省河南省
重點(diǎn)城市
大連、撫順、鞍山
/
張家口、霸州
大同濟(jì)南、濰坊、淄博、濱州、
聊城
西安
鄭州、平頂山、新鄉(xiāng)
產(chǎn)業(yè)園
新賓氫能產(chǎn)業(yè)園
/
張家口創(chuàng)壩產(chǎn)業(yè)園雄韜氫能大同產(chǎn)業(yè)園
中國氫谷
/新鄉(xiāng)氫能產(chǎn)業(yè)園代表
代表企業(yè)
新源動(dòng)力、大連氫能源研究院、沐與康氫能清華大學(xué)、億華通、福田汽車、海德利森、氫璞
創(chuàng)能、中國航天集團(tuán)
億華通、福田客車、宇通客車
雄韜股份
東岳、濰柴、大洋電機(jī)、中通客車
新青年客車
宇通客車江蘇省如皋、蘇州、張家港、鹽
如皋氫能產(chǎn)業(yè)園、丹徒氫能產(chǎn)
南京大學(xué)、弗爾賽、百應(yīng)能源、富瑞特裝、氫云
城、鎮(zhèn)江
業(yè)園
新能源研究院、神華集團(tuán)、蘇州竟力
3.4下游-燃料電池汽車:中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群初步形成353.4
下游-燃料電池汽車:中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群初步形成盡管中國從事燃料電池汽車生產(chǎn)的企業(yè)較多,但因關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口,電池續(xù)航能力、電池壽命、溫度適應(yīng)性等也均與國外存在較大差異等因素,從而影響了國內(nèi)氫燃料電池汽車的穩(wěn)定生產(chǎn)。
中國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群(二)
省份安徽省重點(diǎn)城市
六安
產(chǎn)業(yè)園明天氫能產(chǎn)業(yè)園代表企業(yè)
明天氫能上海/
同濟(jì)大學(xué)、上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)、上海重塑、上嘉定區(qū)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)園
海神力、上汽集團(tuán)、東風(fēng)特汽、上海舜華、上海新源、
中科同力湖北省浙江省四川省廣東省
武漢
臺(tái)州
成都、涼山州佛山、云浮、東莞、深
圳、中山、廣州武漢開發(fā)區(qū)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)園
臺(tái)州氫能產(chǎn)業(yè)園
/佛山產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移園、廣順產(chǎn)業(yè)園
武漢理工、雄韜股份、眾宇動(dòng)力、氫陽能源
淳華氫能
東方電氣、成都客車、中植客車、金星清潔能源裝備國鴻氫能、大洋電機(jī)、飛馳客車、長江汽車、東灃新能
源、中石化、鴻基創(chuàng)能、東風(fēng)特商3.4下游-燃料電池汽車:中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群初步形成363.4
下游-加氫站:全球加氫站數(shù)量達(dá)369座,歐洲地區(qū)數(shù)量最多截至2018年底,全球加氫站數(shù)目達(dá)到369座,歐洲地區(qū)加氫站數(shù)量最多。此外,369座加氫站中有273座對(duì)外開放,可像傳統(tǒng)零售站一樣使用;其余站點(diǎn)則為封閉用戶群提供服務(wù),比如公共汽車或車隊(duì)用戶。
2016-2018年全球加氫站數(shù)量分布(單位:座)139152105
10111813659687833304080120160201620172018歐洲亞洲北美其他3.4下游-加氫站:全球加氫站數(shù)量達(dá)369座,歐洲地區(qū)數(shù)量3796604223191714110204060100
803.4
下游-加氫站:日本加氫站數(shù)量全球領(lǐng)先,中國排名第四從國家的角度來看,目前日本是全球擁有加氫站數(shù)量最多的國家,共計(jì)96座;德國和美國分別位居第二、第三,但同日本相比差距較大;中國加氫站數(shù)量也位居世界前列,排名第四。
2018年部分國家加氫站擁有量(單位:座)
120日本德國美國中國法國英國韓國丹麥加氫站數(shù)量(座)966042231917141102040601003.438國家
中國
日本
韓國
德國
美國
規(guī)劃內(nèi)容到
2020
年,加氫站數(shù)量達(dá)到
100
座,燃料電池車輛達(dá)到10000輛,氫能軌道交通車輛達(dá)到
50
列;到
2030
年,加氫站數(shù)量達(dá)到1000
座,
燃料電池車輛保有量達(dá)到200萬輛;到
2050
年,加氫站網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建完成,燃料電池車輛保有量達(dá)到
1000
萬輛。在
2020
年前共完成160個(gè)加氫站的建設(shè)。到2020
年,氫燃料電池汽車預(yù)計(jì)達(dá)到
9000
輛,2025
年達(dá)到150000
輛,2030
年達(dá)到630000
輛;到2020年,加氫站達(dá)到
80
座,2025
年達(dá)到
210
座,2030
年達(dá)到
520
座。到
2019
年,德國加氫站數(shù)量預(yù)計(jì)將增加到
100
座。2024
年前,豐田聯(lián)合殼牌計(jì)劃在美國加州部署建造
100
座加氫站的計(jì)劃。
3.4
下游-加氫站:各國加快加氫站建設(shè)布局,助推氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展加氫站是燃料電池汽車發(fā)展的重要配套設(shè)施,也是各個(gè)國家的規(guī)劃建設(shè)重點(diǎn)。目前,包括中國、日本、德國、韓國、美國在內(nèi)的多個(gè)國家紛紛出臺(tái)相應(yīng)規(guī)劃以加快加氫站的建設(shè)布局,助推氫能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
部分國家加氫站布局計(jì)劃國家 規(guī)劃內(nèi)容3.4下游-加氫站:各國加快加氫站建設(shè)布局,392018年氫能源行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告2018年氫能源行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告40目錄
CONTENT010203氫能源簡介氫能源行業(yè)發(fā)展環(huán)境氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析目錄01氫能源簡介4101氫能源簡介1.1
氫能源的特點(diǎn)1.2
行業(yè)發(fā)展階段01氫能源簡介421.1
特點(diǎn):綠色零排放,或?qū)⒊蔀槟茉唇K極形式人類環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)推動(dòng)能源利用向著綠色、清潔化的方向發(fā)展。氫氣利用產(chǎn)物是水,可以真正做到零排放、無污染,被看做是最具應(yīng)用前景的清潔能源之一,或?qū)⒊蔀槲磥砟茉词褂玫慕K極形式。
世界能源使用歷史能源清潔化柴草煤炭石油天然氣風(fēng)電光伏氫能1.1特點(diǎn):綠色零排放,或?qū)⒊蔀槟茉唇K極形式能源清潔化柴草43564833272006040201.1
特點(diǎn):氫氣熱值高,易于實(shí)現(xiàn)輕量化和高續(xù)航氫氣是常見燃料中熱值最高的(142KJ/g),約是石油的3倍,煤炭的4.5倍。這意味著,消耗相同質(zhì)量的石油、煤炭和氫氣,氫氣所提供的能量最大,這一特性能有效滿足汽車、航空航天等輕量化發(fā)展需求。
常見燃料熱值比較(單位:KJ/g)
160
142
140
120
100
80氫氣天然氣汽油煤乙醇甲醇熱值(KJ/g)56483327200601.1特點(diǎn):氫氣熱值高,易于實(shí)現(xiàn)442921166115311021913812580500
0300025002000150010001.1
特點(diǎn):發(fā)電建設(shè)成本低,不足光伏發(fā)電成本的1/5相較于風(fēng)能、天然氣、光伏、石油、生物質(zhì)能發(fā)電等眾多發(fā)電方式,氫能源的發(fā)電建設(shè)成本最低,僅為
580
美元/千瓦,不足光伏發(fā)電建設(shè)成本的1/5
。
不同能源發(fā)電建設(shè)成本對(duì)比(單位:美元/千瓦)
3500光伏風(fēng)能生物質(zhì)能石油蓄電池天然氣氫氣發(fā)電建設(shè)成本(美元/千瓦)292116611531102191381258050030451.1
特點(diǎn):分布式應(yīng)用場(chǎng)景綜合成本高,成為市場(chǎng)應(yīng)用一大阻礙目前,氫能源主要通過燃料電池的形式實(shí)現(xiàn)利用。而以氫能源燃料電池汽車為例,由于氫氣在制備、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)冗^程中需要更多技術(shù)處理而具有更高的單位成本,直接導(dǎo)致燃料電池電動(dòng)車綜合成本偏高。
歐洲氫能源燃料電池汽車與其他燃料汽車使用成本對(duì)比(小汽車)
項(xiàng)目
購置成本(歐元)
使用年限
每年行駛里程(千米/年)
剩余價(jià)值
車身折舊成本(歐元/千米)
燃料消耗
燃料價(jià)格
燃料消耗成本(歐元/千米)
維護(hù)成本(歐元/千米)車輛使用綜合成本(歐元/千米)燃料電池電動(dòng)車
70000
4
60000
50%
0.15
0.008kg/km
9EUR/kg
0.072
0.023
0.24
純電動(dòng)汽車
35000
4
60000
50%
0.07
0.13kwh/km0.21EUR/kwh
0.027
0.018
0.12
柴油汽車
31000
4
60000
40%
0.08
0.043l/km1.2EUR/km
0.052
0.023
0.151.1特點(diǎn):分布式應(yīng)用場(chǎng)景綜合成本高,成為市場(chǎng)應(yīng)用一大阻礙461.2
發(fā)展階段:燃料電池發(fā)展迅速,氫能源進(jìn)入高速發(fā)展階段人類對(duì)于氫能的研究已有幾百年的歷史,但直到近些年,隨著燃料電池的迅速發(fā)展和推廣,氫能作為最適宜的燃料才進(jìn)入高速發(fā)展階段。
氫能源發(fā)展歷程1766年?
卡文迪許
從酸和金
屬反應(yīng)中
制得氫氣?
劍橋大學(xué)
William
Cecil首次提
出燃料電池?
Rudolph
Jrren發(fā)明
第一個(gè)氫
氣發(fā)動(dòng)機(jī)?
英國首次有
目的的電解
水制氫
1839年
1818年
?
凡爾納在《神秘島》
描繪了水為燃料的小
島,激發(fā)無限思考
1928年1874年?
氫氣作為“能量
載體”的概念首
次被提出
1970年
1950年?
通用汽車首次
提出“氫經(jīng)濟(jì)”
概念,核電電
解水?
德國提出
“HYSOLAR”計(jì)
劃:太陽能制氫
21世紀(jì)以來
1980年?
燃料電池發(fā)展迅速,
最適宜燃料是氫,
氫有望成為未來能
源終極形式。1.2發(fā)展階段:燃料電池發(fā)展迅速,氫能源進(jìn)入高速發(fā)展階段1471.2
發(fā)展階段:氫能源發(fā)展進(jìn)入市場(chǎng)推廣階段,政府作用居主導(dǎo)根據(jù)美國能源署氫能源計(jì)劃顯示,全球氫能源行業(yè)的發(fā)展大致可劃分為技術(shù)研究、過渡到市場(chǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施完善和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化四個(gè)階段。目前,行業(yè)發(fā)展已步入市場(chǎng)推廣階段,政府推動(dòng)作用仍居主導(dǎo)。
美國能源署氫能源計(jì)劃
政府起主導(dǎo)作用
過渡到市場(chǎng)技術(shù)研究
商業(yè)行為起主導(dǎo)作用
實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)設(shè)施完善200020102020203020401.2發(fā)展階段:氫能源發(fā)展進(jìn)入市場(chǎng)推廣階段,政府作用居主導(dǎo)4802氫能源發(fā)展環(huán)境
2.1
政策環(huán)境
2.2
技術(shù)環(huán)境02氫能源發(fā)展環(huán)境492.1
政策環(huán)境:氫燃料電池汽車是支持重點(diǎn),各國側(cè)重點(diǎn)有所不同氫燃料電池汽車是氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn),但各國政策支持重點(diǎn)有所不同。從發(fā)展規(guī)劃來看,美、韓、法、中注重氫燃料電池產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施(如加氫站)建設(shè);而日本則更重視氫能源技術(shù)(如儲(chǔ)運(yùn)技術(shù))的發(fā)展。
部分國家氫燃料電池汽車戰(zhàn)略規(guī)劃匯總國家
美國
日本
韓國
法國
中國
戰(zhàn)略規(guī)劃以斯塔克區(qū)運(yùn)輸管理局為首的公私合作伙伴聯(lián)盟,計(jì)劃起草中西部各州替代燃料運(yùn)輸走廊行動(dòng)計(jì)劃。計(jì)劃建立電動(dòng)、燃料電池和CNG動(dòng)力乘用車、卡車和公共汽車均可補(bǔ)充動(dòng)力的運(yùn)輸路線。2018年2月,3500輛燃料電池電動(dòng)車,39座加氫站運(yùn)營中。氫能基本戰(zhàn)略十大行動(dòng)計(jì)劃涵蓋了從技術(shù)研發(fā)到成本,到氫氣來源等等。分別是低成本方式利用氫能、開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、可再生能源的電解水制氫、氫能發(fā)電的商業(yè)化應(yīng)用、推廣普及燃料電池汽車、工業(yè)余熱的熱解制氫、降低燃料電池成本、新技術(shù)開發(fā)、強(qiáng)化國際合作,引領(lǐng)國際標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)氫能知識(shí)科普。擬出臺(tái)國家氫能法案,未來五年相關(guān)補(bǔ)助將達(dá)20億歐元。韓國投資2.6萬億韓元發(fā)展燃料電池汽車。計(jì)劃2020年,燃料電池汽車達(dá)9000輛,加氫站達(dá)80座;計(jì)劃2030年,燃料電池汽車將占汽車總產(chǎn)量10%,加氫站預(yù)計(jì)達(dá)520座。發(fā)布國家氫能計(jì)劃。2019年起ADEME投入1億歐元用于氫能工業(yè)、交通及儲(chǔ)能等領(lǐng)域。到2020年建設(shè)100座加氫站,5000輛燃料電池輕型商用車,200輛燃料電池重型車輛。到2028年擁有400-1000座加氫站,2-5萬輛輕型商用車,800-2000輛重型車輛。2016年,中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院和全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016》,明確提出氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖,分近期(2016-2020年)、中期(2020-2030年)和遠(yuǎn)期(2030-2050年)三個(gè)階段發(fā)展中國氫能產(chǎn)業(yè)。
2.1政策環(huán)境:氫燃料電池汽車是支持重點(diǎn),各國側(cè)重點(diǎn)有所不502.1
政策環(huán)境:中國重視氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并提出相關(guān)規(guī)劃《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書2016》明確提出我國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展路線圖,預(yù)計(jì)到2050年,加氫站覆蓋全國,燃料電池運(yùn)輸車輛保有量達(dá)1000萬輛;燃料電池發(fā)電得到推廣應(yīng)用。
中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃時(shí)間制氫氫能儲(chǔ)存與運(yùn)輸氫能利用及基礎(chǔ)設(shè)施2016-2020年
(近期)???工業(yè)副產(chǎn)氫氣回收煤基制氫示范可再生能源制氫????氣態(tài)儲(chǔ)氫(35Mpa)拖車、液氨罐車運(yùn)輸氣態(tài)儲(chǔ)存(70Mpa示范)管道輸送(示范)??燃料電池運(yùn)輸車輛(示范)到2020年,氫能現(xiàn)代有軌電車達(dá)到50列;燃料電池車達(dá)到1萬輛;加氫站達(dá)100座2021-2030年
(中期)?可再生能源制氫(推廣)??液態(tài)及其他方式儲(chǔ)存管道輸送?燃料電池車輛及發(fā)電應(yīng)用、氫能軌?道交通及船舶等推廣到2030年,燃料電池車達(dá)到200萬輛;加氫站達(dá)1000座2031-2050年
?
(遠(yuǎn)期)
?煤基低碳制氫(推廣)綠色氫能供給方式多元化??長距離管道輸送安全、可靠的氫能儲(chǔ)存及運(yùn)輸體系?加氫站覆蓋全國,燃料電池運(yùn)輸車輛保有量達(dá)1000萬輛;燃料電池發(fā)電推廣應(yīng)用2.1政策環(huán)境:中國重視氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),并提出相關(guān)規(guī)512.1
政策環(huán)境:國外補(bǔ)貼聚焦消費(fèi)環(huán)節(jié),購置補(bǔ)貼是主要形式氫能源燃料電池汽車市場(chǎng)有望成為氫能源最大的消費(fèi)端,而成為各國政策扶持重點(diǎn)。此外,國外補(bǔ)貼政策多集中于消費(fèi)環(huán)節(jié),以購置稅費(fèi)抵免或購置補(bǔ)貼的形式發(fā)放,僅德國將補(bǔ)貼放在了開發(fā)制造環(huán)節(jié)。
國外燃料電池汽車主要支持政策國家
美國
日本
韓國
丹麥
英國
德國
氫燃料電池汽車補(bǔ)貼政策
2015年美國國會(huì)將燃料電池汽車稅收抵免額度提高至8000美元;2017年購買燃料電池
車的車主可享受稅收抵免降低為4000美元。東京的燃料電池汽車買家將由京都政府補(bǔ)貼100萬日元,并由中央政府補(bǔ)貼200萬日元。
為每個(gè)購買燃料電池汽車的用戶提供2750萬韓元的補(bǔ)貼。
對(duì)燃料電池汽車實(shí)施免稅政策至2018年底。
2018年3月前,交通部為燃料電池乘用車購買者提供4500英鎊補(bǔ)貼。
德國交通部計(jì)劃于2019年前投資2.5億歐元用于氫燃料電池汽車的研發(fā)與推廣,使這類
車型適合大規(guī)模量產(chǎn)。
補(bǔ)貼類型購置稅費(fèi)抵免
購置補(bǔ)貼
購置補(bǔ)貼購置稅費(fèi)抵免
購置補(bǔ)貼車型開發(fā)獎(jiǎng)勵(lì)2.1政策環(huán)境:國外補(bǔ)貼聚焦消費(fèi)環(huán)節(jié),購置補(bǔ)貼是主要形式國522.1
政策環(huán)境:國內(nèi)補(bǔ)貼力度全球最大,均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放我國燃料電池汽車補(bǔ)貼力度遠(yuǎn)超國外最高額度,但均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放,并未在氫能源燃料電池汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域設(shè)置補(bǔ)貼政策。而從
2014
年起我國將加氫站納入了補(bǔ)貼范圍,刺激配套產(chǎn)業(yè)加速該行業(yè)的發(fā)展。
中國燃料電池汽車主要支持政策時(shí)間政策主要內(nèi)容2009《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助
對(duì)試點(diǎn)城市購置燃料電池汽車等節(jié)能與新能源汽車給予一次性定額補(bǔ)助。其
資金管理暫行辦法》
中,零排放純電動(dòng)和燃料電池汽車按
6-60萬元不等的成本差價(jià)財(cái)政補(bǔ)貼。2011《中華人民共和國車船稅法》規(guī)定對(duì)
燃料電池汽車免征車船稅。20142015《中國制造
2025》《
關(guān)于新能源汽車充電設(shè)施建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)的
對(duì)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)且日加氫能力不少于
200
公斤的新建燃料電池汽車加氫
通知》
站每個(gè)站獎(jiǎng)勵(lì)
400
萬元。
明確提出繼續(xù)支持燃料電池汽車的發(fā)展,并對(duì)燃料電池汽車的發(fā)展戰(zhàn)略,提
出三個(gè)發(fā)展階段:第一是在關(guān)鍵材料零部件方面逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化;第二是燃料電池和電堆整車性能逐步提升;第三方面是要
實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車的運(yùn)行規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,達(dá)到1000輛的運(yùn)行規(guī)模,到2025年,制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善,燃料電池汽車實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。2016國家發(fā)改委和國家能源局系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)文
提出15項(xiàng)重點(diǎn)創(chuàng)新任務(wù),其中包括氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新。2018《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)
政補(bǔ)貼政策的通知》指出燃料電池補(bǔ)貼政策基本不變,力度不減。
2.1政策環(huán)境:國內(nèi)補(bǔ)貼力度全球最大,均以購置補(bǔ)貼形式發(fā)放532.1
政策環(huán)境:國內(nèi)地方政府紛紛出臺(tái)政策支持氫能源汽車發(fā)展目前,包括北京、遼寧、河北、江蘇等在內(nèi)的10余個(gè)省份均有出臺(tái)相關(guān)政策以支持氫能源汽車的發(fā)展,主要通過建立示范城市、產(chǎn)業(yè)園,并積極鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)發(fā)展的形式進(jìn)行。
中國地方政府相繼出臺(tái)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)支持政策(二)
省份安徽省上海市湖北省浙江省四川省
政策
《安徽省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》
《上海市燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃》《武漢氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方案》、《武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)
開發(fā)區(qū)(漢南區(qū))加氫站審批及管理方法》
《浙江省能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《四川省人民政府關(guān)于印發(fā)四川省節(jié)能減排綜合工
作方案(2017-2020年)的通知》重點(diǎn)城市
/
六安
武漢
臺(tái)州
成都
產(chǎn)業(yè)園
明天氫能產(chǎn)業(yè)園嘉定區(qū)氫能與燃料電池
產(chǎn)業(yè)園武漢開發(fā)區(qū)氫燃料電池
產(chǎn)業(yè)園
臺(tái)州氫能產(chǎn)業(yè)園
/
代表企業(yè)
明天氫能同濟(jì)大學(xué)、上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)、上海重塑、上海神力、上汽集團(tuán)、東風(fēng)特
汽、
上海舜華、上海新源、中科同力
雄韜股份、眾宇動(dòng)力、氫陽能源
淳華氫能東方電氣、成都客車、金星清潔能源裝備廣東省《佛山市南海區(qū)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015-
佛山、云浮、
2025年)》、《佛山市南海區(qū)促進(jìn)加氫站建設(shè)運(yùn)
東莞、深圳、
營及氫能源車輛運(yùn)行扶持辦法》
中山、廣州佛山(云?。┊a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移
園、廣順產(chǎn)業(yè)園國鴻氫能、大洋電機(jī)、飛馳客車、長江汽車、東灃新能源、中石化、鴻基創(chuàng)能、東
風(fēng)特商2.1政策環(huán)境:國內(nèi)地方政府紛紛出臺(tái)政策支持氫能源汽車發(fā)展542.2
技術(shù)環(huán)境:專利申請(qǐng)數(shù)量大幅增長,發(fā)明專利占比約六成自2016年開始,國內(nèi)氫能源專利數(shù)量迅速攀升,發(fā)明專利數(shù)量占比也同步提高。截至2019年3月,中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)量共計(jì)658件,其中發(fā)明專利占比高達(dá)59.72%,2018年發(fā)明專利占比更是創(chuàng)下歷史新高。
2007-2018年中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)數(shù)量(單位:件,%)241227362318524815137%
1950%58%48%47%57%56%44%50%54%
8063%86%
1230%40%30%20%10%60%50%90%80%70%100%0604020100
80140120160200720082009201020112012201320142015201620172018中國氫能源相關(guān)專利申請(qǐng)量(件)發(fā)明專利占比(%)2.2技術(shù)環(huán)境:專利申請(qǐng)數(shù)量大幅增長,發(fā)明專利占比約六成25503氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析
3.1
產(chǎn)業(yè)鏈全景
3.2
上游環(huán)節(jié)分析
3.3
中游環(huán)節(jié)分析
3.4
下游環(huán)節(jié)分析03氫能源產(chǎn)業(yè)鏈分析563.2
上游-制氫:中國產(chǎn)氫量世界第一,年產(chǎn)量或?qū)⑼黄?千萬噸經(jīng)過十余年的長足發(fā)展,我國氫氣年產(chǎn)量已逾千萬噸規(guī)模,是世界第一大產(chǎn)氫國。2017年,中國氫氣產(chǎn)量達(dá)到1915萬噸,同比增長了3.5%;預(yù)計(jì)2018年中國氫氣產(chǎn)量已將近2000萬噸,到2020年或?qū)⒊?000萬噸。
2012-2018年中國氫氣產(chǎn)量及增速(單位:萬噸,%)
1600168517641800185019155.3%4.7%2.0%2.8%3.5%0%5%10%050010001500200025002012201320142015201620172018E中國氫氣產(chǎn)量(萬噸)同比增速(%)3.2上游-制氫:中國產(chǎn)氫量世界第一,年產(chǎn)量或?qū)⑼黄?千萬57
天然氣
48%3.2
上游-制氫:天然氣制氫是主流方式,電解水制氫占比最小氫能是一種二次能源不可以直接獲得,需要通過制備獲得。目前,制氫技術(shù)主要有傳統(tǒng)能源和生物質(zhì)的熱化學(xué)重整、水的電解和光解。其中,天然氣制氫是現(xiàn)今最主流的形式,但電解水制氫的可提升空間更為廣闊。
2017年不同制氫方法氫氣產(chǎn)量占比結(jié)構(gòu)(單位:%)
醇類30%
煤18%
電解水
4%天然氣3.2上游-制氫:天然氣制氫是主流方式,電解水制58
1.672.003.99210433.2
上游-制氫:水電解制氫成本高,煤氣化等制氫已有利潤空間目前,主流制氫方法中,煤氣化制氫的成本最低,而電解水制氫成本遠(yuǎn)高于石化燃料。此外,相對(duì)于石油售價(jià)而言,煤氣化制氫和天然氣重整制氫已經(jīng)存在一定的利潤空間。
主流制氫方法制氫成本對(duì)比(單位:美元/千克)
6
5.20
5煤炭氣化天然氣制氫甲醇裂解水電解制氫成本(美元/千克)1.672.003.99243.2上游-制氫:水電解制593.2
上游-制氫:電價(jià)持續(xù)走低,助推電解水制氫技術(shù)成為主流電解水制氫成本主要來源于固定資產(chǎn)投資、電價(jià)、固定生產(chǎn)運(yùn)維等開支,其中電價(jià)占其總成本的7成以上,是造成電解水成本高的主要原因。近年來,電價(jià)成本不斷走低,有助于電解水制氫成本的大幅下降。
電解水制氫成本構(gòu)成(單位:美元/千克)
項(xiàng)目固定資產(chǎn)投資
電價(jià)固定生產(chǎn)運(yùn)維
其他
合計(jì)2011
0.6
3.2
0.2
0.1
4.12015
0.5
2.3
0.1
0.1
32020
0.4
1.4
0.1
0.1
23.2上游-制氫:電價(jià)持續(xù)走低,助推電解水制氫技術(shù)成為主流603.3
中游-儲(chǔ)運(yùn):高密度儲(chǔ)氫技術(shù)難度大,氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前主流氫氣在常溫常壓下為氣態(tài),密度僅為0.0899
kg/m3
,是水的萬分之一,因此其高密度儲(chǔ)存一直是一個(gè)世界級(jí)難題。目前,儲(chǔ)氫方法主要分為低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫三種,并以氣態(tài)儲(chǔ)氫為主。
市場(chǎng)典型儲(chǔ)氫方式一覽
氫化物儲(chǔ)氫
金屬
氫化物
絡(luò)合氫化物
有機(jī)化合物物理儲(chǔ)氫
高壓
氣態(tài)吸附儲(chǔ)氫
碳基
材料低溫液態(tài)
多孔聚合物金屬骨架
化合物氫能固態(tài)儲(chǔ)氫材料固態(tài)儲(chǔ)氫材料3.3中游-儲(chǔ)運(yùn):高密度儲(chǔ)氫技術(shù)難度大,氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前主流613.3
中游-儲(chǔ)運(yùn):氣態(tài)儲(chǔ)氫成本最低,固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展?jié)摿薮髿鈶B(tài)儲(chǔ)氫是目前主流,但是固態(tài)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫性能卓越,是三種方式中最為理想的儲(chǔ)氫方式,也是儲(chǔ)氫科研領(lǐng)域的前沿方向之一。未來隨著儲(chǔ)氫合金使用便利性提升和成本降低,其有望成為未來主流的儲(chǔ)氫方式。
不同儲(chǔ)氫方式對(duì)比
儲(chǔ)氫方式單位質(zhì)量儲(chǔ)氫密度
(wt%)單位體積儲(chǔ)氫密度
(kgH2/m3)
優(yōu)點(diǎn)
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫
>4.5(高壓)
26.35(40MPa,20℃)
39.75(70MPa,20℃)應(yīng)用廣泛、簡便易行;成本低;充放氣速度
快;在常溫下就可進(jìn)行
低溫液態(tài)儲(chǔ)氫
>5.1
36.6儲(chǔ)氫密度高、安全性較好
固態(tài)儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)氫
1.0-2.6
25-40體積儲(chǔ)氫容量高;無需高壓及隔熱容器;安全
性好,無爆炸危險(xiǎn);可得到高純氫缺點(diǎn)需要厚重的耐壓容器;要消耗較大的氫氣壓
氫氣液化成本高,能量損失大,縮功;有氫氣泄漏和容器爆破等不安全因素
需要極好的絕熱裝置來隔熱技術(shù)復(fù)雜、投資大、運(yùn)行成本高關(guān)鍵部件厚重的耐壓容器冷卻裝置,同時(shí)配備極好的保溫利用稀土等儲(chǔ)氫材料做成的金屬氫化物儲(chǔ)氫裝
絕熱保護(hù)層
置關(guān)鍵技術(shù)
成本氫氣壓縮技術(shù)
較低冷卻技術(shù),絕熱措施
較高一定溫度和氫氣壓力下,能可逆地大量吸收、
儲(chǔ)存和釋放氫氣
較高3.3中游-儲(chǔ)運(yùn):氣態(tài)儲(chǔ)氫成本最低,固態(tài)儲(chǔ)氫發(fā)展?jié)摿薮?23.3
中游-儲(chǔ)運(yùn)-氣態(tài)儲(chǔ)氫:安全隱患普遍存在,輕量化是發(fā)展方向高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫設(shè)備大致可分為車用高壓儲(chǔ)氫容器、高壓氫氣運(yùn)輸設(shè)備、固定式高壓氫氣儲(chǔ)存設(shè)備三種,均存在一定的安全隱患。此外,高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫未來將朝輕量化、高壓化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展。
三種高壓儲(chǔ)氫設(shè)備的特點(diǎn)對(duì)比
類型
車用高壓儲(chǔ)氫罐
高壓氫氣運(yùn)輸裝備固定式高壓氫氣儲(chǔ)存設(shè)
備
優(yōu)點(diǎn)
高壓、輕質(zhì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)大規(guī)模
運(yùn)輸
容量大
風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生事故破壞力大
氫氣泄漏泄漏爆炸傷損慘重
應(yīng)用場(chǎng)景
氫燃料電池汽車
氫氣長管拖車;
氫氣管道運(yùn)輸加氫站、制氫廠、電廠
主要公司京城股份、斯林達(dá)安科、
中材科技、科泰克中集安瑞科、雙瑞特裝、
中石化
美國CPI、AP;
浙江大學(xué)3.3中游-儲(chǔ)運(yùn)-氣態(tài)儲(chǔ)氫:安全隱患普遍存在,輕量化是發(fā)展633.3
中游-儲(chǔ)運(yùn)-液態(tài)儲(chǔ)氫:受限于技術(shù),應(yīng)用成本很高低溫液態(tài)儲(chǔ)氫在全球的加氫站中有較大范圍應(yīng)用,但在車載系統(tǒng)中的應(yīng)用不成熟,存有安全隱患;此外,受限于技術(shù),國內(nèi)液氫應(yīng)用成本很高。目前,富瑞氫能、中科富海具有一定的液氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)業(yè)化能力。
三種液氫相關(guān)設(shè)備介紹
類型核心設(shè)備主要公司氫液化設(shè)備氦透平膨脹機(jī)、低漏率換熱器、氦螺桿
法液空、Linde;中航
壓縮機(jī)、低溫閥門、正仲氫轉(zhuǎn)化器
101所、中科富海
液氫儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備液氫加氫站設(shè)備液氫泵、液氫儲(chǔ)罐、液氫槽車
液氫泵、液氫貯箱富瑞氫能中科富海3.3中游-儲(chǔ)運(yùn)-液態(tài)儲(chǔ)氫:受限于技術(shù),應(yīng)用成本很高類64
3.3
中游-儲(chǔ)運(yùn)-固態(tài)儲(chǔ)氫:儲(chǔ)氫材料種類繁多,多數(shù)處于研究階段固態(tài)儲(chǔ)氫材料種類非常多,主要可分為物理吸附儲(chǔ)氫和化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫。目前,各種材料基本都處于研究階段,均存在不同的問題,但要實(shí)現(xiàn)固態(tài)“高效儲(chǔ)氫”技術(shù)路線需解決的關(guān)鍵問題是克服吸放氫溫度的限制。
固體儲(chǔ)氫材料分類
固態(tài)儲(chǔ)氫材料物理吸附儲(chǔ)氫材料
金屬有機(jī)框架(MOFs)納米結(jié)構(gòu)(納米碳管、富勒烯、金屬修復(fù)碳基
BN基材料等)化學(xué)氫化物儲(chǔ)氫材料金屬氫化物簡單金屬
氫化物二元金屬氫化物(如MgH2)金屬間氫化物(如LaNi5H6)復(fù)雜金屬
氫化物鋁氫化物(如NaAlH4)氨基/亞氨基化物(如LiNH2)
硼氫化物(如LiBH4)非金屬氫化物
(NH3BH3、
有機(jī)物) 3.3中游-儲(chǔ)運(yùn)-固態(tài)儲(chǔ)氫:儲(chǔ)氫材料種類繁多,多數(shù)處于研653.4
下游:氫能源燃料電池應(yīng)用廣闊,未來有望得到普及氫能源的下游應(yīng)用主要包括直接燃燒(氫內(nèi)燃機(jī))和燃料電池,且燃料電池技術(shù)效率更高,更具發(fā)展?jié)摿?。目前,以燃料電池技術(shù)為基礎(chǔ)的氫能源應(yīng)用已相對(duì)廣闊,未來將遍及汽車、發(fā)電和儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
氫能源主要應(yīng)用領(lǐng)域
3.4下游:氫能源燃料電池應(yīng)用廣闊,未來有望得到普及66
3.4
下游-燃料電池:出貨量快速增長,市場(chǎng)進(jìn)入快速增長期近年來,全球燃料電池市場(chǎng)正進(jìn)入快速增長期。2012-2017年,全球燃料電池累計(jì)出貨數(shù)量37.3萬個(gè),出貨容量2511MW,年復(fù)合增速分別達(dá)10%和32%。保守估計(jì)2018年全球燃料電池出貨容量已突破800MW。
2012-2018年全球燃料電池出貨情況(單位:MV,萬個(gè))1672151853435176704.66.76.46.16.37.30246108100
03002004006005007001000
900
8002012201320142015201620172018E全球燃料電池出貨容量(MW)全球燃料電池出貨數(shù)量(萬個(gè))
3.4下游-燃料電池:出貨量快速增長,市場(chǎng)進(jìn)入快速增長期673.4
下游-燃料電池:亞洲出貨數(shù)量第一,北美出貨容量居首從區(qū)域來看,目前,亞洲燃料電池出貨數(shù)量世界第一,數(shù)量占比近8成;而北美在出貨容量上具有顯著優(yōu)勢(shì),占比接近一半;此外,歐洲在燃料電池市場(chǎng)上也有一定的市場(chǎng)份額。
2017年全球燃料電池出貨數(shù)量和容量區(qū)域分布(單位:%)
歐洲7.0%
北美13.6%
其他1.1%
亞洲78.2%
出貨數(shù)量
歐洲5.8%北美48.6%
其他0.3%
亞洲
45.2%出貨容量3.4下游-燃料電池:亞洲出貨數(shù)量第一,北美出貨容量居首 68固定電源
77%
3.4
下游-燃料電池:交通運(yùn)輸電源出貨容量最大,是主要應(yīng)用場(chǎng)景從類型來看,固定式燃料電池出貨數(shù)量占比第一,市場(chǎng)正在逐步壯大;而交通運(yùn)輸電源的出貨容量占比最大,是目前燃料電池的主要應(yīng)用場(chǎng)景;便攜式電源發(fā)展相對(duì)滯后,未來有望在軍用領(lǐng)域異軍突起
。
2017年全球不同類型燃料電池出貨數(shù)量和容量市場(chǎng)結(jié)構(gòu)(單位:%)
便捷電源7%交通運(yùn)輸電源
16%出貨數(shù)量
固定電源
32%便捷電源
1%交通運(yùn)輸電源
67%出貨容量固定電源 3.4下游-燃料電池:交通運(yùn)輸電源出貨容量最大,693.4
下游-燃料電池:中國燃料電池出貨量加速攀升自2016年以來,在國家政策的大力扶持下,中國燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。截至2017年底,我國燃料電池行業(yè)整體產(chǎn)能在60MW以上,2017年燃料電池出貨量達(dá)到45MW,出貨量增速進(jìn)一步提高。
2012-2018年中國燃料電池出貨情況(單位:MV,%)7913244525.5%33.3%39.1%83.6%90.2%3.3%
63.2%5.0%4.3%4.5%6.7%0%20%40%80%60%100%02010304070605080902012201320142015201620172018E中國燃料電池出貨容量(MW)同比增速(%)占全球的比例(%)3.4下游-燃料電池:中國燃料電池出貨量加速攀升7913270
3.4
下游-燃料電池汽車:氫能源汽車滲透率低,仍處市場(chǎng)導(dǎo)入期燃料電池汽車銷量快速增長,若假設(shè)燃料電池汽車
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