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2019年中國氫燃料電池汽車進入產業元年,預計2050年氫燃料電池汽車將達到500萬輛[圖]

    預計2020~2025年國內氫燃料電池汽車達到5萬輛;2026~2035年達到130萬輛;2036~2050年達到500萬輛。2018年國內氫燃料電池汽車銷量為1619輛,氫能將成為中國能源體系的重要組成部分,發展空間大。

燃料電池車發展目標(年產量)

數據來源:公共資料整理

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國氫燃料電池汽車行業市場專項調研及投資前景預測報告

    氫燃料電池車要實現大規模商業化,一方面電池性能要不斷提升,另一方面成本要持續下降。國內工程化、產業化水平相對滯后,總體技術水平與日、韓等國家還有差距,具體表現在整車性能上,中國燃料電池車在動力性能、綜合效率、電堆功率、耐久性上,與日韓還有差距。燃料電池系統是燃料電池車核心技術的體現,也是成本的主要來源,因此燃料電池系統的成本下降和性能提升是關鍵。燃料電池系統技術未來發展將會有四個方向:1)持續開發高功率系統產品;2)通過系統結構設計優化提高產品性能;3)通過策略優化提高產品壽命;4)通過零部件優化及規模化效應持續降低成本。

燃料電池系統技術展望

-
現狀
(2019)
近期目標(2020-2025)
中期目標(2026-2035)
遠期目標(2036-2050)
比功率(KW/L)
3KW/L
3.5KW/L
4.5KW/L
6.5KW/L
壽命(hours)
>5000
乘用車:5000
商用車:15000
固定式發電:20000
乘用車:6000商用車:20000固定式發電:50000
乘用車:10000商用車:30000固定式發電:100000
無協助冷啟動溫度(℃)
-20
-30
-30
-40
成本(元/KW)
>8000
4000
800
300

數據來源:公共資料整理

    燃料電池系統成本:質子交換膜、擴散層,空氣循環系統成本下降空間大。從燃料電池系統成本構成來看,以年產1000套公交車為例,電堆成本占比72%(其中:質子交換膜27%、擴散層19%、催化劑19%、雙極板占比5%),輔助系統占比27%。

燃料電池成本構成:1000(sys/yr)

數據來源:公共資料整理

    燃料電池系統的成本要從2019年的8000元/KW下降到2025年4000元/KW,2035年下降到800元/KW,2050年進一步下降到300元/KW,如果單車燃料電池系統的功率為100KW,則單車燃料電池系統的成本可控制在3萬左右。核心零部件制造技術的不斷發展和突破,燃料電池的成本有望不斷下降。目前我國燃料電池核心部件的技術與發達國家相比尚有較大差距,許多關鍵材料仍需進口,國產化率偏低,造成成本費用高昂,成本也有很大的下降空間。

燃料電池系統成本目標

產業目標
現狀
(2019)
近期目標(2020-2025)
中期目標(2026-2035)
遠期目標(2036-2050)
燃料電池車(萬輛)
0.2
5
130
500
固定式電源/電站(座)
200
1000
5000
20000
燃料電池系統(萬套)
1
6
150
550
成本(元/KW)
>8000
4000
800
300

 

數據來源:公共資料整理

    氫能儲運是瓶頸,國內基礎設施建設正在提速。氫燃料電池汽車的發展離不了氫燃料基礎設施的保障,國內制氫、氫能儲運、加氫環節的基礎設施發展薄弱,未來建設提升的空間較大。
    國內氫能源充足,短期來看,工業副產制氫成本低,接近消費市場,將成為國內重要的供氫主體。長期來看,再生能源電解水制氫將發展成為有效的供氫主體。

氫能供給結構預測

數據來源:公共資料整理

    儲氫技術:短期車載儲氫以70MPa氣態方式為主,中期以氣態、液態多種方式協同。目前國內主要采取的是高壓氣態儲氫方式,低溫液態儲氫在航天領域得到應用,有機液態儲氫在燃料電池客車車載儲氫項目中得到示范,固態儲氫在分布式發電項目中得到示范。

儲氫瓶類別

-
Ⅰ型瓶
Ⅱ型瓶
Ⅲ型瓶
Ⅳ型瓶
材質
鉻鉬鋼
鋼制內膽
纖維環向纏繞
鋁制內膽
纖維全纏繞
塑料內膽
纖維全纏繞
工作壓力(MP)
17.5~20
26.3~30
30~70
30~70
應用場景
加氫站等固定式儲氫應用
國內車載
國外車載

數據來源:公共資料整理

    氫運輸技術:國內目前以20MPa高壓長管拖車為主要方式,未來將以高壓、液態氫罐和管道運輸相結合的方式。

氫的運輸方式

-
高壓氣態運輸
液態運輸
固態運輸
長管拖車
國內-20MPa,單車運輸300公斤國外-45MPa,單車運輸700公斤
液氫罐車:單車運輸7噸鐵路液氫罐車:8.4-14噸液氫駁船:70噸
可將輕質儲氫材料(鎂基儲氫材料)作為隨車輸氫容器使用
管道運輸
1.0-4.0MPa,大規模,長距離運輸國內管道-100公里;美國管道-2500公里;歐洲管道-1598公里
日本、美國已經將液氫罐車作為加氫站運氫的主要方式,我國尚未開始應用
-

數據來源:公共資料整理

    2015年開始,國家陸續出臺多項產業政策出臺支持燃料電池產業發展,各地方政府越來越重視燃料電池產業的發展,紛紛響應國家政策,出臺發展規劃等政策來大力扶持燃料電池產業的發展,2018年出臺的支持政策數量遠遠超過2017年。標志著國家對氫能源利用的重視,預計相關產業扶持政策有望陸續推出。中國氫能源產業將進入快車道。 

本文采編:CY353
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