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交通:氢气发挥高能量密度优势

日期:2023-09-01    来源:智博睿

国际氢能网

2023
09/01
09:00
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关键词: 氢能产业 氢能源 氢能车

交通领域,氢气发挥高能量密度优势。过往市场对氢气在交通领域的应用着眼于车用市场,实际上因为氢能能量密度高,环境友好,能对燃油车形成替代。由于氢气这个特点,其在(1)高耗能,(2)需要快速补能的场景,相较锂电池有极大的优势。除车用以外,由于其能量密度高的属性,氢能在船用、轨道以及航空领域也有很大的发展空间。

1、车用领域我国主要关注燃料电池商用车

销售量持续上升,2022年全年燃料电池汽车销量达到4782辆。2018年到2022年,我国燃料电池汽车销量由841辆增长至4782辆,2020年由于COVID-19影响,燃料电池示范应用推广政策延迟落地,燃料电池汽车销量因此下降至1455辆。示范城市群自2021年8月起出台并落实具体政策,燃料电池汽车的销量大幅提升。

燃料电池汽车持续降本,加速车用发展。国内燃料电池系统厂家加大在研发方面的投入,在燃料电池系统成本中占比60%的燃料电池堆成本已下降,带动燃料电池系统成本进一步下降。根据灼识咨询预计,到2025年我国燃料电池系统成本将降至2200元/KW,相比2020年下降63.3%。

中国氢燃料电池汽车销量(单位:辆)

我们综合比较在不同的应用场景下,燃料电池车、换电重卡和柴油车的TCO成本,以49吨重卡为例,基于25元/kg的氢气价格下,考虑地方与国家补贴1:1配置,柴油重卡和燃料电池汽车有望率先实现平价。但由于现在燃料电池车规模效应尚未显现,购置成本较高,整体TCO依然承压。同时补贴下放较慢,燃料电池车购买意愿仍处于较低水平。

相对于纯电重卡,燃料电池重卡在每公斤25元的氢气价格下表现出较高的全生命周期成本(TCO)。这是因为纯电重卡具有更低的购置成本和电费成本。然而,在实际运营中,重卡经常会超载,这导致纯电重卡需要频繁充电,充电速度和实际能耗与理论值之间存在一定差距。此外,燃料电池重卡在续航里程方面具有竞争优势。随着氢气价格的下降以及燃料电池重卡成本的降低,燃料电池重卡有望在未来获得更广泛的应用。

多种不同动力车成本比较:

2、氢动力船舶尚处于发展初期

船用领域碳排放较多,氢动力船舶尚处于发展初期。当前,航运业迅猛发展,柴油机动力船舶伴生的能耗与环境问题日益显现,2020年我国航运业的二氧化碳排放量达到1.2×108 t,约占交通运输领域排放量的12.6%。

氢动力船舶通常用于湖泊、内河、近海等场景,以客船、渡船、内河货船、拖轮等类型为主;海上工程船、海上滚装船、超级游艇等大型氢动力船舶研制是当前的国际趋势,潜艇采用氢燃料电池动力系统同样具有良好前景。目前采用甲醇、氨等合成气,作为燃料电池的原料来源也是发展方向之一。

2022年3月,中国海事局印发了《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则(2022)》,中国船级社发布了《氢燃料电池》、《氢气瓶》、《重整装置》等3份涉及船用氢燃料电池系统的产品检验指南,2022年7月,中国船级社(CCS)《船舶应用燃料电池发电装置指南》(2022)也正式生效,这扫清了大量氢能船发展的技术标准障碍,有望大幅缩短产业化落地及氢能船舶规模化示范应用的时间。

国内氢能船发展:

国际氢能船发展:

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