「H2」燃料電池傳成本大降60% 萬億風口來了?

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「H2」燃料電池傳成本大降60% 萬億風口來了?

*燃料電池成本大降60% 萬億風口來了?*

在新能源汽車領域,除了混動、純電動汽車以外,還有一種氫燃料電池汽車,因為可以做到“零”排放。氫能被許多專家譽為是一種“終極清潔能源”。但和混動、純電動汽車相比,我們現在在公路上能夠看見的氫燃料電池汽車卻寥寥無幾。這種汽車和現有的新能源汽車在技術上有什麼區別,它什麼時候才能大規模走進我們的生活?

氫能是最環保、最容易獲得的能源,也被稱為21世紀的“綠色動力”。在剛剛結束的東京奧運會上,不光奧運聖火的能源來自於氫能,而且運動員日常用車也採用了氫能源汽車。除了環保,氫能源汽車續航里程長、充氣快,小車只要三分鐘就可以充完,充完一次氣可以跑六百公里。

「H2」燃料電池傳成本大降60% 萬億風口來了?

近些年來,我國的各大車企,也紛紛在氫能源汽車方向發力。在2020年北京車展上,東風、上汽、廣汽都紛紛釋出了自己的樣車。很多機構預測氫能源有望開啟下一個萬億級市場。

雖然各路資本已經瘋狂湧入氫能領域,氫能源車的產業上下游也在積極投入,但氫燃料電池車的推動並不順暢。根據中國汽車工業協會最新發布的資料顯示,今年前5個月,燃料電池汽車產銷分別完成188輛和207輛,同比分別下降47。3%和44。1%。究其原因,就是成本制約和配套未成規模,其中整車生產成本的制約尤為明顯。

氫能源汽車裡的燃料電池系統就如同燃油車裡的發動機,是整車最核心的部件。一直以來,燃料電池系統中主要的關鍵部件膜電極、質子交換膜、氣體擴散層、雙極板的生產技術和核心工藝被國外高度壟斷,如何實現技術突破、降低成本,成為我國科研團隊一直努力的方向。

中國科學院大連化學物理研究所,是我國最早開展氫燃料電池研究的地方。作為動力源,燃料電池的效能、安全早就在上世紀航空航天等軍工領域得到了充分驗證。但一旦降維到民用汽車,成本就成了一個無法平衡的障礙。

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如果把燃料電池電堆比喻成一個人體的話,雙極板就是人體的骨架,起到了支撐的作用,屬於不可或缺的關鍵材料。

一個功率為100kW的電堆需要400多片金屬雙極板。但在上個世紀90年代左右時完全依靠進口,動輒就要幾十萬甚至接近上百萬元的天價,而如今依靠國內科學家的努力,現在100kW電堆上的雙極板只需要5萬元。

通過幾十年的努力,多項壟斷技術被打破,國產雙極板的功率密度,從第一代的不到2000瓦每升,到如今的4000瓦每升;壽命也從2000小時,做到了如今的1萬小時。這些成果也都意味著成本在不斷下降。

電堆,可以看作是人的身體,是氫燃料電池汽車的核心中樞。

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新源動力的第四代電堆,是專門應用在商用車上的大型電堆。這家國內較早研發燃料電池的企業,當初一個普通的50kW的電堆就要150萬人民幣,而現在第四代電堆已經將成本壓縮到了50萬元。

新源動力壓縮成本的關鍵奧秘就在眼前的這臺裝置上。這臺噴塗機正在對擺放好的透明薄膜上噴塗黑色的液體,看似像在進行噴墨印刷,其實這噴出的液體可不是普通的塗料,而是含有鉑金的漿料。

含有鉑的催化劑是氫燃料電池最優的催化劑,可以更有效促進發電。但是鉑,也就是大家最熟悉的白金,全球的總儲量只有1。4萬噸,如今在市面的價格一克400元左右。

在5年前的技術狀態下,這家企業生產一臺100kW的燃料電池需要用到100多克鉑金,也就是僅這一項成本就要40000多元,而隨著他們的不斷攻關和技術進步,現在生產一臺相同功率的燃料電池所用鉑金減少到了25克,只需要10000元就可以了。

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燃料電池電堆的另一個關鍵部件,負責隔絕有害物質,為電堆供氣供養料的氣體擴散層。在燃料電池中的作用就像人體中的肺,負責隔絕電堆中的有害物質,為電堆提供純淨的氫氧氣。作為電堆中必不可少的關鍵材料,它佔據了10%的成本。

2018年以前,氣體擴散層一直受到國外的技術封鎖和壟斷。直到2018年底,捷氫科技聯合一家新材料企業不斷進行研發,最佳化產品,如今他們已經迭代開發了10代產品。

石偉玉介紹說,一臺100kW電堆,擴散層用量大概在20平方米左右,按照目前進口的價格,600塊到800塊每平方米來算的話,預計需要12000元左右。而在國產化替代以後,成本預計可以下降30%—40%到8000元左右。

透過科研院所和眾多企業的不懈努力,如今的燃料電池成本與五年前相比已經下降了60%,原來一臺價值為150萬元的100kW燃料電池系統價格現在只需要50萬元。在毛宗強看來,未來,距離燃料電池車真正落地推廣,走入尋常百姓家,不會太遙遠。

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“氫”裝出行未來不遠

和現有的新能源汽車相比,氫能汽車在許多方面,尤其在環保上具有明顯的優勢。但目前氫能汽車在市場化發展上還面臨著不少困難。其實類似這些困難,其它型別的新能源汽車在發展初期也遭遇過,突破這些困難,關鍵還是要依靠科技創新。近年來,透過科技人員的努力,氫燃料電池、氫內燃機的許多核心技術相繼被突破,氫能汽車的成本也在逐步下降,我們相信,在宏觀政策、科技創新的推動下,氫能源汽車產業將加速前行,未來,“氫”裝出行值得期待。(來源:央視財經)

*氫燃料電池汽車推廣加速 質子交換膜百億市場*

質子交換膜下游應用廣泛,主要應用於氯鹼工業、燃料電池、電解水制氫與全釩液流電池儲能系統。據測算,我國質子交換膜市場未來將由車用燃料電池市場主導,市場規模超百億元。國內技術水平與國外尚存差距,但部分企業正在加速佈局,有望實現高階突破。

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質子交換膜應用廣泛

市場主要由美日企業主導

國產突破在路上

質子交換膜是有機氟化工產業鏈中技術難度大、附加值高的環節,其原材料為全氟磺酸(羧酸)樹脂,在氯鹼工業、氫燃料電池、電解水制氫氣等領域中是必不可少的關鍵材料。歷史上,全球質子交換膜基本由國外大公司生產,包括美國杜邦,日本旭硝子與旭化成等,我國質子交換膜行業長期處於國產空白狀態,但是近年來有部分企業成功實現了國產化技術突破與批次生產。

氯鹼工業需要使用複合離子膜

國產替代需求量近7.6萬平

我國氯鹼工業所用離子交換膜長期依賴進口,目前國產離子膜的滲透率仍不高。我國國產離子膜在綜合性能及價格上仍在積極追趕國外產品,氯鹼行業“十三五”規劃中提出國產化離子膜的行業應用率達到30%的目標,國產離子膜存在廣闊的市場替代空間,我們預計2030年國產離子膜滲透率為30,國產離子膜用量約7。65萬平,市場空間為0。38億元。

氫燃料電池汽車推廣加速

質子交換膜需求量約2640萬平

質子交換膜是氫燃料電池中膜電極關鍵材料,直接影響著燃料電池的效能。我國氫燃料電池目前正處於商業匯入期,我國《節能與新能源汽車技術路線圖》提出2020、2025以及2030年燃料電池汽車發展目標為1萬輛、10萬輛以及100萬輛,預計2030年將帶來質子交換膜需求量約2640萬平,市場空間可達132億元。

電解水制氫與可再生能源相偶合

質子交換膜需求量超95萬平

根據工信部指導編制的《節能與新能源汽車產業技術路線圖》規劃,我國將在2030年建設加氫站超過1000座,可再生能源制氫比例達到50%以上,我國氫源結構將產生劇烈變革。質子交換膜電解槽裝機量快速啟停,與可再生能源發電適配性優越,我們預計於2030年質子交換膜電解槽裝機量約為20-25GW,所需質子交換膜用量約為95-170萬m2,市場空間可達4。8-8。5億元。

儲能系統將成為可再生能源必備配套設施

質子交換膜需求量超15萬平

全釩液流電池因其液流系統相比於目前主流的鋰離子電池系統更加安全,受到國家政策支援。根據北極星儲能網的資料及相關政府專案公示,我國目前全釩液流電池儲能專案規模超過120MW,在建規模約110MW,按照目前建設規模約耗用15-20萬m2質子交換膜,預計市場空間可達2。2~3。0億元。(來源:中信證券研究)

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