編者按:氫能源今年首次寫入政府工作報告中,預計未來氫能源產(chǎn)業(yè)鏈即將形成,燃料電池市場前景樂觀。
今年“兩會”推動加氫站建設寫入《政府工作報告》,頂層設計開始啟動。此外,中石化3月25日在2018年報中首次加入“推動加氫站、充換電站取得實質性突破”。近日,浙江省石油股份有限公司曾公開宣布計劃到2022年,在浙江省建成700座集油、氣、電和氫能為一體的數(shù)字化綜合供能服務站;到2025年,這個數(shù)字會擴大到1000座。
業(yè)內人士表示,20018年是氫能源產(chǎn)業(yè)化應用元年,未來3-5年是導入期,5-10年后開始進入成長期。
事件驅動 氫能源相關政策不斷出臺
近日,國務院總理李克強在海南博鰲同出席博鰲亞洲論壇2019年年會的工商、金融、媒體、智庫代表舉行對話會。李克強指出,當前新一輪產(chǎn)業(yè)和技術革命方興未艾。中國正在積極實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略,推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新,著力培育壯大新動能,加快發(fā)展人工智能、自動駕駛、氫能源等新興產(chǎn)業(yè),并為科技成果轉化提供更好的市場環(huán)境。
此外,氫能源今年首次寫入政府工作報告中,2019年政府工作報告就專門提到了推動充電、加氫等設施建設的內容。
目前已有多個地方政府出臺了氫能源相關政策。今年2月,常熟市表示,將氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為常熟推進產(chǎn)業(yè)結構調整、科技創(chuàng)新突破、豐富年輕汽車城內涵的重要抓手,以豐田為技術支撐、氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)園為核心,目標到2030年形成千億級產(chǎn)業(yè)集群,打造中國氫燃料電池汽車新高地。
近日記者從武漢市經(jīng)濟與信息化局獲悉,2019年武漢市將新增三座加氫站,并推進氫燃料電池動力系統(tǒng)與氫燃料電池乘用車研發(fā)工作,加速開拓氫能源客車市場。自2018年9月氫燃料電池動力公交車示范線路投運以來,武漢正加快向氫能全產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)步推進,千億元級氫能產(chǎn)業(yè)版圖日漸浮出水面。
今年3月27日,鴻基創(chuàng)能科技(廣州)有限公司在廣州市黃埔區(qū)、廣州開發(fā)區(qū)舉行“情系黃埔氫芯中國”膜電極產(chǎn)業(yè)化項目竣工及HyKey1.0產(chǎn)品發(fā)布系列活動。全國首家燃料電池膜電極產(chǎn)業(yè)化項目由此正式建成。
氫能源不等于燃料電池。這個行業(yè)不僅包含后端的燃料電池及應用領域(包含整車、叉車、軌道、輪船等交通領域以及儲能等),更為重要的是包含前端的制氫、儲氫、運氫、加氫等環(huán)節(jié)。我國地大物博,氫氣來源廣泛,各地根據(jù)當?shù)刭Y源稟賦可布局前端制氫環(huán)節(jié)。以山西、山東、內蒙為代表的地區(qū),由于焦炭、氯堿行業(yè)發(fā)達,有大量工業(yè)副產(chǎn)氫;以張家口、南通、新疆等地為代表的區(qū)域,風電、光伏等可再生能源發(fā)達,大量未上網(wǎng)的電能可用于電解水制氫。充分利用這些資源兼具經(jīng)濟效益與社會價值。
行業(yè)前瞻 交運需求漸成氫能源應用主流
氫能源利用可以通過熱機 (通過利用內能做功的機械)也可以通過燃料電池,通過熱機利用氫氣的原理是:燃料在燃燒室內燃燒,氣體膨脹推動傳動裝置,實現(xiàn)機械驅動。另一種利用方式就是通過燃料電池的形式,氫氣不直接燃燒,先分解成原子,再分解成質子和電子,電子通過外電路產(chǎn)生電流做功。
熱機利用氫能源的方式還屬于熱循環(huán)的過程,存在熱量的浪費,能量利用效率低。燃料電池利用氫能源的方式不受熱循環(huán)原理影響,因而具有更高的能量利用效率,同時還有更低的噪音。因此燃料電池應用是氫能源利用的主流途徑。
燃料電池主要由正極、負極、電解質三部分組成,原理是氧化還原反應,反應實質是燃料和氧氣發(fā)生反應生水或者其他產(chǎn)物。
負極是燃料反應端,正極是空氣反應端。負極發(fā)生的反應是燃料物質(氫氣、甲醇、煤氣等)在催化劑作用下產(chǎn)生氫質子、電子以及其他副產(chǎn)物,氫質子穿過電解質達到正極,準備與正極上的物質發(fā)生反應。正極發(fā)生的反應是氧氣在催化劑作用下與通過電解質達到正極的氫質子、通過外電路從負極到達正極的電子結合生成水或者其他產(chǎn)物。電子從負極出發(fā)經(jīng)過外電路達到正極的過程中會產(chǎn)生電流 (電子定向運動產(chǎn)生電流),從而可以帶動負載工作。氫能源主要是通過燃料電池得到應用,而且燃料電池使用的燃料也主要是氫氣,因此可以根據(jù)氫燃料電池的應用將氫能源的應用分為三大場景:便攜式應用場景、固定式應用場景、交通運輸應用場景。便攜式應用主要在輔助充電設備 (戶外等場景)、軍用等產(chǎn)品,固定式應用主要在家庭熱電聯(lián)產(chǎn)、家用燃料電池、通信基站備用電源、不間斷電源等產(chǎn)品,交通運輸應用主要在汽車等產(chǎn)品上。
FuelCelToday和E4tech數(shù)據(jù)顯示,燃料電池裝機逐年增長,2012年-2017年復合增長率達到32.1%,其中交通運輸領域的應用比例逐年上升,2017年交運領域的裝機占比已經(jīng)達到68.05%。交運領域的需求已經(jīng)成為燃料電池主要需求,也是氫能源的主要需求。
2016年,中國標準化研究院與全國氫能標準化技術委員會發(fā)布 《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》,書中提出到2020年,加氫站達100座,燃料電池車達10000輛;到2030年,加氫站達1000座,燃料電池車達到200萬輛。
目前根據(jù)TüVSüD和H2stations的統(tǒng)計,截至2018年底,中國約有16座;而中汽協(xié)數(shù)據(jù)表明,我國燃料電池車2018年銷量也僅1527輛。從近期高層頻繁表態(tài)來看,當前與2013年下半年類似,燃料電池車政策推廣力度正加大。考慮到燃料電池補貼政策還沒有公布,政策公布之后行業(yè)發(fā)展將會加速。
原標題:氫能源產(chǎn)業(yè)化迎來導入期