PDF《氢能源产业：燃料电池引领氢》

800℃ 燃料 H2+O2(无CO2) H2 H2 H2,水煤气 H2,水煤气 使用范围 航空航天 航空航天,汽车,发电厂,小规模使用 发电厂 发电厂 发电厂,涡轮机 资料来源:CNKI,东兴证券研究所 在氢燃料电池产业链中,上游是氢气的制取、运输和储藏,在加氢站对氢燃料电池系 统进行氢气的加注;

中游是电堆等关键零部件的生产,将电堆和配件两大部分进行集 成,形成氢燃料电池系统;

在下游应用层面,主要有交通运输、便携式电源和固定式 电源三个方向. 图6:氢燃料电池产业链示意图 东兴证券深度报告 氢能源产业:燃料电池引领氢能开发利用 P7 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 资料来源:亿华通、东兴证券研究所 1.3.2 燃料补充及续航里程是氢能车核心优势,政策为其保驾护航 目前在交通运输用动力源方面,主要有四种技术路线:锂离子电池、氢燃料电池、超 级电容和铝空气电池.其中锂离子电池、超级电容和氢燃料电池得到广泛的应用,铝 空气电池尚处于实验室研究阶段. 氢燃料电池由于其燃料电池功率和储能单元彼此独 立、增加能量单元对车辆成本和车重影响相对较小的性质,在长续航里程和能源补给 速度上优势很明显. 表2:四种车用新能源电池技术路线比较 氢燃料电池 锂电池 超级电容 铝空气电池 优势 比能量高 功率密度高 环保无污染 比能量高 循环性能 无记忆效应 环保无污染 功率密度高 充电时间短 使用寿命长 价格便宜 能量密度高 质量轻、体积小 使用寿命长 劣势 系统复杂 氢基础设施建设滞后 初期购置成本高 充电时间长 能量密度太低 空气电极极化和氢氧化 铝沉降问题、 功率密度低 应用 领域 适合于客车和重载卡车 等商用车,行驶里程长 用于 200km 以内的 短途纯电动汽车 续航里程太短,不能作为电动车 主电源,用于快速启动装置和制 动能量回收装置 目前尚处于实验室阶段 资料来源:CNKI,东兴证券研究所 现阶段燃料电池技术仍不够完善,技术及实践层面面临的问题还较多:如氢的制备、 储运、加注以及电池铂催化剂的昂贵、易中毒制约寿命和稳定性等问题,导致燃料电 池目前的经济性还不能得以保证,其成本是制约燃料电池车商业化的最大因素. 长期来看,未来燃料电池汽车成本有望比动力电池汽车更低,和燃油车的成本相当. 燃料电池成本下降速率将明显高于锂离子电池, 其原因主要在于:锂离子电池产业已 具备较大规模,成本下降速率已逐渐趋于稳定,而燃料电池产业仍处在发展初期,规 模化空间大,其成本下降潜力大;

近10 年来在技术进步推动下,单位功率铂用量大 幅下降,丰田 Mirai 燃料电池铂含量仅约 0.2g/kW,未来有望降低至 0.1g/kW 以下, 且铂可以回收利用,可以有效降低电堆成本. P8 东兴证券深度报告 氢能源产业:燃料电池引领氢能开发利用 敬请参阅报告结尾处的免责声明 东方财智 兴盛之源 图7:燃料电池成本下降趋势预测 资料来源:DOE、东兴证券研究所 基于燃料电池汽车的良好前景,各国对其的关注程度正在不断提升.燃料电池汽车正 处在由技术研发向商业化推广过渡的阶段, 各国政策鼓励和投入持续增加. 相比之下, 日本政府对燃料电池及燃料电池汽车技术的推动力度更大,技术水平也更高,其先进 的燃料电池乘用车车型已经初步实现了商业化,在燃料电池汽车领域位于世界前列. 表3:国外燃料电池汽车产业发展战略规划 项目 日本 北美 欧洲 战略规划 日本再兴战略 氢能源白皮书 氢能/燃料电池发展路线图 可持续交通能源计划 美国燃料电池公共汽车计划 (NFCBP) 加州燃料电池伙伴计划(CAFCP) 欧盟氢能路线图 清洁能源计划