我们之前讲完了氢气的制取和储运,现在是第三篇说一说氢气的应用。《年新能源工作指导意见》指出:推动氢能产业的技术进步和产业发展。
《节能与新能源汽车技术路线图2.0》指出:在燃料电池汽车方面,将发展氢燃料电池商用车作为整个氢能燃料电池行业的突破口。-年,实现氢能及燃料电池汽车的大规模推广应用。
年9月,广东、北京、上海作为全国首批示范城市群,启动实施燃料电池汽车示范应用工作。
至此,氢能源作为燃料电池的想象空间开始打开。但不可忽视的现实是,现在氢气的应用仍然主要停留在化工中间品,比如制备合成氨、合成甲醇、石油炼化等。当下,应用在交通运输燃料电池比例的氢气不过1%。但未来几十年,预测氢气应用于交通运输方面有望逐步提升至30%-40%。
氢能源运用在交通运输领域
燃料电池是氢能较为常见的终端应用,也是氢能高效利用的重要途径。美国、日本、韩国等国家为全球燃料电池倡导者和领跑者,全球氢燃料电池的装机量超过.5MW,初步实现商业化应用。
氢燃料电池反应原理:氢与氧结合生成水的同时将化学能转化为电能或者热能。
燃料电池系统是以燃料电池堆为基本单元,增加必要的辅助零部件构成的一套完整的发电系统:
氢燃料电池系统复杂,主要由电堆和系统部件(空压机、增湿器、氢循环泵、氢瓶)组成;
电堆是整个电池系统的核心,包括由膜电极、双极板构成的各电池单元以及集流板、端板、密封圈等;
膜电极的关键材料是质子交换膜、催化剂、气体扩散层,这些部件及材料的耐久性等性能决定了电堆的使用寿命和工况适应性。
当前氢燃料电池的示范应用主要集中在物流、客车等商用车领域。物流车占比60.5%,客车(公共客车、公路客车、通勤客车)占比达39.4%。乘用车仅用于租赁,占比仅为0.1%
至于远景规划:对于乘用车燃料电池系统,-年技术性能持续提升,-年技术达到规模化应用水平;对于商用车燃料电池系统,年性能持续提升、系统成本持续下降、可靠性大幅提升、实现大规模推广应用,-年全面达到产业化要求。
冬奥会将示范运营多辆燃料电池车,在延庆赛区和张家口赛区将有余辆氢燃料大巴车投入使用。由于氢能具备低温快速启动的能力,能更好地适应高海波、低气温的环境。
加氢站
加氢站分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站两种,我国现有加氢站均为外供氢加氢站,即氢气储运至加氢站后在站内进行压缩、存储和加注。
加氢站加注成本较高,设备成本约占70%。据中国氢能联盟数据,我国建设一座日加氢能力公斤、加注压力为35MPa的加氢站投资成本达万元(不含土地费用),约相当于传统加油站的3倍。考虑设备维护、运营、人工、税收等费用,折合加注成本约13-18元/公斤,规模化建设或加油/加氢/加气站合建,单位加注成本有望下降。
-年我国建成加氢站数量迎来快速增长阶段,-年每年建成的加氢站数量均呈现翻倍增长态势,年我国新建成加氢站51座,年上半年建成加氢站20座。
山东、河北等地由于“氢进万家”、北京冬奥会等示范项目的带动,加氢站布局速度加快,同时其他非氢燃料电池汽车城市群示范的省市亦开始布局加氢站基础设施,氢能产业发展提速。
氢气应用领域的相关公司
整车:宇通客车(.SH)、宇通重工(.SH)、中通客车(.SZ)、福田汽车(.SH)、上汽集团(.SH)、长城汽车(.SH)、上海申龙、飞驰科技等;
燃料电池系统集成:雪人股份(.SZ)、雄韬股份(.SZ)、大洋电机(.SZ)、潍柴动力(.SZ)、亿华通-U(.SH)、腾龙股份(.SH)、上海重塑、捷氢科技、清能股份、东方氢能、国电投氢能公司、新源动力、爱德曼、明天氢能、未势能源等;
燃料电池电堆:腾龙股份(.SH)、雪人股份(.SZ)、广东国鸿、上海神力、捷氢科技、新源动力、清能股份、爱德曼、上海氢晨、未势能源、氢璞创能、锋源新创、骥翀氢能、明天氢能等;
燃料电池膜电极:道氏技术(.SZ)、广东国鸿、鸿基创能、擎动科技、武汉理工、上海唐峰、亿氢科技等;
燃料电池双极版:中钢天源(.SZ)、威孚高科(.SZ)、安泰科技(.SZ)、上海弘枫、上海治臻、明天氢能、华熔科技等;
空气压缩机:雪人股份(.SZ)、汉钟精机(.SZ)、鲍斯股份(.SZ)、冰轮环境(.SZ)、金通灵(.SZ)、伯肯节能(.NQ)、金士顿科技、海德韦尔、势加透博、德燃动力、潍坊富源、东德实业等;
加氢站建设运营:美锦能源(.SZ)、东华能源(.SZ)、嘉化能源(.SH)、安泰科技(.SZ)、中国石化(.HK)、国家能源集团、河钢集团、舜华新能源、上海氢枫、嘉氢实业等;
加氢站装备:厚普股份(.SZ)、国富氢能、上海氢枫、国家能源集团、舜华新能源、海德利森、正星科技等。
总结
氢能应用落地尚处于从0到1的阶段,大规模应用还面临着政策扶持力度、技术进步快慢、成本下降速度等诸多因素的影响。
碳中和大背景下,氢能的绿色优势明显,越来越多人看到了氢能的巨大未来,这个行业也值得投资者积极