近日,国内首艘500千瓦级氢燃料电池动力船“三峡氢舟1号”下水。该船采用氢燃料电池和锂电池动力系统,具有高环保性、高舒适性和低能耗、低噪音等特点。专家预计,未来几年,我国氢燃料电池系统改造船数量和新建氢燃料电池船舶数量将快速增长,氢燃料电池系统也将开启百亿级市场规模。
氢能相较于传统能源具有哪些优势?氢燃料电池产业发展现状如何?未来有哪些应用场景及想象空间?以下,enjoy:
氢燃料电池
在元素周期表中,氢(H)位于化学元素之首,是宇宙中分布最广泛的物质,构成了整个宇宙质量的75%,但隐匿于石油、天然气、煤炭等化石能源中。
从制氢环节来看,氢能分为灰氢、蓝氢、绿氢等。其中,灰氢是指从煤炭、石油等化石燃料以及工业副产品中制取的氢;如果通过碳捕捉技术隔离掉氢提取过程中的二氧化碳,灰氢则变成了蓝氢;从电解水、光能、风能、生物质中制取的氢则称为绿氢。
在使用过程中,氢能具有能量密度高、环境友好等优点。具体而言,氢的燃烧热值(单位体积的燃料充分燃烧释放的热量)是汽油的3倍、酒精的3.9倍、焦炭的4.5倍,同时,氢更加易燃且火焰传播速度快,可用于汽车、火箭等交通工具或航天器上,也可以在机械生产过程中提高作业效率。同时,氢燃烧的产物是水,不会产生二氧化碳、粉尘颗粒等危害环境的副产品,算得上是最友好的能源。
此外,由氢作为燃料所生成的产品还具有明显的性价比优势,比如车用氢电池就比车用汽油成本低出约50%,镍氢电池也比锂电池便宜不少。
最新进展
基于广阔使用场景以及庞大的产业链价值,氢能的开发与利用成为许多国家实现能源转型的重要路径。
从国内现状来看,我国氢能及燃料电池产业仍处于初期商业模式探索阶段,主要面临需求不足、成本居高不下两大难题。在2022年,我国新能源汽车销量突破680万辆,但氢燃料电池汽车的份额仅为0.05%。需求的不足,也直接提升了氢燃料电池的单个制造成本。
尽管现阶段面临诸多挑战,但产业已然在政策及市场的驱动下加速发展。
在政策方面,2022年3月,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,其中指出,到2025年,我国燃料电池车辆将达到5万辆,行业总产值达到1万亿元。在顶层设计指引下,国内多数地区已于今年初明确推出相关产业扶植计划。
产业发展方面,国内厂商普遍致力于氢燃料电池系统的国产化。其中,能够掌握核心技术,在生产工艺、供应链管理、质量控制、成本控制、技术迭代等方面持续占优的公司更具备成为行业龙头的潜质。
在氢燃料电池的核心材料中,质子交换膜是实现高效储能和驱动氢燃料电池汽车的“心脏”。在该领域,联泓新科战略投资的苏州科润新材料是国内质子交换膜材料头部企业之一,经过十多年科研攻关,解决了我国氢燃料电池领域“卡脖子”的核心膜材料难题,实现了全氟磺酸质子膜的国产自主化,是国内目前为数不多几家能批量生产供应氢燃料电池用质子交换膜的企业之一,也是氢能燃料电池质子交换膜产业化的中坚力量。
此外,君联资本所投氢能科技企业重塑集团已在氢燃料电池的关键零部件上实现90%国产化率,其燃料电池系统产品——Prisma镜星获得TV北德集团颁发的电磁兼容(EMC)认证双证书,意味着其燃料电池产品技术已达欧盟标准,这也是国内首个获得ECER10认证的燃料电池产品。截至目前,重塑集团的业务覆盖了国内10省22市,以及德国、瑞士、克罗地亚、日本、马来西亚等海外市场,在车用领域已累计部署燃料电池汽车超3500辆。据高工产研氢电研究所数据,重塑集团凭借28%市场份额成为氢燃料电池装机量第一。
据中商产业研究院预测,随着规模扩大及技术进步,氢燃料电池远期成本有望降低85%左右。届时,成本下降也将助力行业进一步发展壮大。
市场前景
作为一种清洁能源,氢能所携带的巨大商业与社会价值不言而喻,尤其是在推动各国能源结构转型升级以及实现全球“碳中和”目标上,氢能更是发挥着十分重要的作用。
根据国际氢能源委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》显示,2050年全球氢能源需求将增至目前的10倍,至2070年将达到5.2亿吨。同时,任何行业对氢能的需求,都涉及氢的制取、氢的储运、氢的交易、氢的分发和使用等全产业链过程。据该机构预测,到2050年全球氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。