氢是宇宙中最丰富的元素。它无处不在,热值高,能量密度高,无污染。被誉为21世纪“最理想的清洁能源”。
2021年,国务院在“十四五”规划和《2035年远景目标纲要》中提到,通过组织实施前沿技术和产业转型领域的未来产业孵化和加速计划,氢产业将迎来重大发展机遇,包括氢能和储能。
1. 氢燃料电池是氢能终端应用的一个重要方向
11月12日,丰田汽车公司向北京冬奥会组委会交付了2200多辆服务车辆,用于2022年北京冬奥会和冬残奥会。其中,装有氢燃料电池系统的氢燃料电池巴士约有200辆。
近年来,氢燃料电池汽车已经开始出现在公众视野中,并且可能出现在未来家家户户的停车场中,而氢燃料电池就是氢燃料电池汽车的燃料。
氢燃料电池是将氢和氧的化学能直接转化为电能的发电装置。可实现氢能的可移动、轻量化和大规模普及,可广泛应用于交通、建筑等领域。作为氢能源下游的突破口,氢燃料电池具有广阔的应用前景。
目前,我国氢燃料电池核心部件的生产已初具战略规模,氢燃料电池汽车已成为交通领域的关键发展方向。目前,我国部分城市已采用氢燃料电池公交车,具有能源效率高、加燃料快、续航时间长等优点。截至2020年底,中国燃料电池汽车保有量达到7352辆。
根据中国《节能与新能源汽车技术路线图》中燃料电池汽车总体技术路线规划,预计到2030年,氢燃料电池汽车将在私人乘用车和大型商用车领域实现大规模商业推广,达到了一百万的规模。氢燃料电池汽车将进一步融入日常生活。
2、氢燃料电池应用,加快发展氢能下游产业链
氢燃料电池在民用领域主要应用于三个领域:固定领域、运输领域和便携式领域。如今,氢燃料电池技术由于其高效率和较强的环境耐受性而逐步得到完善,其应用范围也从集中发电发展到分散发电和各种规格的移动发电。
在“碳中性”的目标下,分布式燃料电池系统将是中国建筑领域实现碳减排的重要途径,特别是在工商领域,大型分布式燃料电池系统将逐渐显示出经济竞争力。
在运输领域,氢重型卡车一直是氢燃料电池的重要应用场景。纵观目前新能源重卡市场,氢重卡同比增长最快,占比同比增长最大。未来市场前景广阔,将走上快速发展的快车道。
此外,便携式燃料电池技术发展迅速,国产氢燃料电池、燃料电池应急电源等技术设备也有望实现大规模应用。据估计,到2050年,该领域的氢需求将接近每年2000万吨。
随着人们对绿色新能源的日益重视,氢燃料电池进入了一个新的发展阶段,其应用范围日益广泛,并逐步进入商业化和工业化应用阶段。同时,氢燃料电池也是氢能下游产业链中非常重要的一环。
3.氢能下游产业链不断完善,加速氢能应用
氢能的应用主要包括交通运输、工业等领域,其中加氢站、氢燃料电池和氢燃料电池汽车是目前氢能下游产业的发展重点。
氢化站的大规模建设是利用氢能、促进燃料电池汽车商业化的重要环节。加氢站作为氢燃料汽车最重要的支撑部分,建设也进入了快车道。到2020年底,全国已建成118座加氢站。
近年来,我国氢燃料电池汽车得到了快速发展,拥有量逐年增加,但目前我国氢燃料电池汽车的基础还很低,发展空间巨大。
氢燃料电池、氢燃料电池膜电极、空压机等核心部件、PEM、催化剂等关键材料均实现了小规模独立生产。随着技术的进步和生产规模的扩大,氢燃料电池系统的成本必然会降低。预计在未来10年,生产成本将降低到50%,这将更有利于氢燃料电池行业的发展。
在“碳峰值、碳中和”的目标下,中国氢能产业正面临着前所未有的发展机遇。氢能进一步发展的关键在于燃料电池产业链的技术经济。未来,随着氢能产业链技术的进一步成熟和产业规模的扩大,市场化进程有望加快,氢能下游应用将迎来爆发期。
总的来说,随着未来氢能下游工业应用潜力的增大,上游制氢的市场份额将会提升,“绿色电力+绿色氢”将会提供更多的解决方案。
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