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2018-2022年中国氢能装备行业变革趋势分析

来源:矽亚投资 2018-03-13 09:27中国投资咨询网 A-A+

  氢能——未来能源的最佳选择

  氢能源未来有望迎来大爆发:能源发展是社会发展的先行者,人类的能源发展史是一部生产力发展的历史。纵观人类能源的使用历史,从木材,秸秆到现在的煤炭,天然气和石油。贯穿其中的主线是能量密度的不断提高,能源结构的不断转变,带动着产业结构的升级。顺着这个思路,我们推断为了解决日益严重的 “温室效应”和环境问题,更加高效清洁的氢能源将在未来20年迎来大爆发,随着上游制氢技术的不断获得突破,中游储氢加氢从技术到布局的逐渐成熟。下游应用从政策到企业的大力布局,近年来随着从便携式设备,固定使用和交通运输领域的商业化应用逐步落地,我们预测在未来氢燃料电池将有着广阔的市场前景。

  从现有数据来看,氢能优势带动氢能源产业发展,短期寻求平稳突破,长期迎来加速发展。从氢能源产业中最核心的燃料电池产业来讲,2011 年全球氢能与燃料电池市场规模为10.3 亿美元,较2010 年6.7 亿美元增长54%。日本日经bp 清洁技术研究所日前发布的《世界氢能源基础设施项目总览》显示,在2015 年包括液化氢基地、管道、固定式燃料电池以及燃料电池车在内的全球氢能源基础设施市场规模只有7 万亿日元左右,预期在2015年到2020年,氢能源基础设施市场进入平稳的发展时期;而在2020 年以后该市场会呈现加速增长态势,到2025年,氢能源基础设施家用市场的规模将超过商用。也正因为如此,在到2025年的5年内,该市场规模将实现倍增,预计达到约20 万亿日元;到2050 年将达到约160万亿日元(约合1.56 万亿美元)。

  燃料电池——氢能源的载体

  燃料电池是把燃料中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。按其电解质不同,常用的燃料电池包括质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、磷酸燃料电池(PAFC)和碱性燃料电池(AFC)等。燃料电池具有高转化率,优势明显,理论上燃料电池的能量转化效率可高达85%—90%。实际电池在工作时由于受各种极化的限制,目前各类燃料电池的能量转化效率约在40%—60%。若实现热电联供,燃料的总利用率可达80%以上。零排放,清洁能源的标杆。当燃料电池以富氢气体为燃料时,其二氧化碳的排放量比热机过程减少40%以上;若以纯氢气为燃料,其化学反应产物仅为水,从根本上消除了CO、NOx、SOx、粉尘等大气污染物的排放,可实现零排放,同时由于燃料电池生成水的反应是个放热反应,在工作中还会产生大量热水、热蒸汽,所以不仅可以供电,还可以供暖,同时具有干净、可靠、能移动、寿命长等优点。

  燃料电池下游运用:未来最看好在新能源汽车领域的应用

  燃料电池早在20 世纪60 年代就因其体积小、容量大的特点而成功应用于航天领域。进入70 年代后,随着技术的不断进步,氢燃料电池也逐步被运用于发电和汽车。现如今,伴随各类电子智能设备的崛起以及新能源汽车的风靡,氢燃料电池主要应用于三大领域:固定领域、运输领域、便携式领域。从市场的观点来看,燃料电池因其稳定性和无污染的特质,既适宜用于集中发电,建造大、中型电站和区域性分散电站,也可用作各种规格的分散电源、电动车、不依赖空气推进的潜艇动力源和各种可移动电源,同时也可作为手机、笔记本电脑等供电的优选小型便携式电源。

  固定式领域:目前燃料电池下游应用最大的一块领域,产业相对成熟,固定式燃料电池系统的主要应用领域为固定电源、大型热电联产、居民住宅热电联产及备用能源等。2014 年初统计结果表明,固定式燃料电池市场占有率达70%,并将继续引领未来全球燃料电池市场的发展。根据Navigant的一份报告显示,目前固定式燃料电池系统的年出货量大约为4 万套,预计在2022 年的年出货量将达到125 万套,其复合年平均增长率达51.7%。固定式燃料电池行业正处于一个非常活跃的阶段,许多公司计划开发或安装固定式燃料电池系统,由于现代社会对电力系统的稳定性及在自然灾害情况下电力的持续供应要求的增加,固定式燃料电池系统作为小型发电及备用电源系统得以迅速的发展。

  便携式领域:应用前景广阔,面向未来市场。便携式电源市场包括非固定安装的或者移动设备中使用的燃料电池,适用于军事、通讯、计算机等领域,以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要,实际应用的产品包括高端手机电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯车载电源等;另一方面用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源,以满足环保对车辆排放的要求。预期是运用在手机,无人机,数码相机等领域。目前相比锂电池从价格和性能两个方面来看优势并不明显,因此现在对于便携式燃料电池的需求相当少。

  交通运输领域:各国大力布局,蓄力静待爆发。交通运输市场包括为乘用车、巴士/客车、叉车以及其他以燃料电池作为动力的车辆提供的燃料电池,例如特种车辆、物料搬运设备和越野车辆的辅助供电装置等。 汽车用燃料电池作为动力系统是目前关注度最高的应用领域。这是目前是爆发最迅猛,也是关注度最高的应用领域。

  从当前的数据来看,燃料电池技术有望在汽车领域率先爆发。大型车企的燃料电池汽车研发如火如荼,在全球范围内各大汽车生产厂商纷纷进入氢能源汽车领域,从2013 年开始陆续有燃料电池汽车推出和展出。从全球市场来看,日韩车企最早推出产品,其中Mirai 和Clarity 当属燃料电池汽车领域的试水产品,从Mirai 的订单规模来看,日本市场的订单量达到了3000 辆,达到了预期销量的750%,海外订单达到预期销量的7 倍。从市场表现来看,市场对燃料汽车的接受程度较好,在政府大力补助的条件下,随着燃料电池产量的提升。欧美车企更多选择和日本车企合作。车企在解决自身产能问题后,燃料电池汽车市场将会是一片蓝海。

  物流车领域是交通运输商业化的另一主要领域,物流运输市场非常巨大,国内以一汽和中车为代表的企业正在燃料电池物流车领域发力。目前,国内厂商正通过合作研发的方式,首先在国际市场上研发推广燃料电池物流车。中车株洲时代电动汽车股份有限公司与加拿大Loop En-ergy 燃料电池公司在美国签署了电驱动系统产品开发协议。开启了中国向欧美出口燃料电池系统产品的新篇章。此次合作由三方共同完成。加拿大Loop Energy 燃料电池公司将自身燃料电池运用于中车电动核心系统产品,再将中车电动系统产品运用于美国OEM整车厂开发的纯电动内场物流拖车。这将成为全球第一台燃料电池大型物流车。一汽解放与新源动力达成燃料电池合作协议,计划2016-2017年完成100辆以上燃料电池物流车的推广应用,从而实现燃料电池车商业化应用。结合中国的国情,在互联网时代下,考虑到物流市场的巨大规模,综合优势明显的物流车将会是燃料电池的又一蓝海市场。

 
 
关键词:中国 氢能装备 行业 变革
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