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氢燃料电池技术现状与未来发展趋势

日期:2023-12-20    来源:智谱投研

国际氢能网

2023
12/20
18:31
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关键词: 氢燃料电池技术 氢能产业 清洁能源

氢燃料电池种类很多,目前广泛认为用于车内的就是质子交换膜燃料电池,也是行业主流。其他的固态氧化物燃料电池,英文名是 SOFC;其他熔融碳酸盐等比较小众。质子交换膜比较简单就是,氢气和氧气通过电化学反应产生水和能量,其他类型的燃料电池可能是以一氧化碳作为输入,也有一些其他电池是以其他介质作为输入。质子交换膜电池体积小巧,且启动迅速(常温下 1-2s,低温下几十秒),体积功率密度很高,操作温度不是很高,所以非常适用于车用。大型发电领域主要使用 SOFC,其他燃料电池使用较少。

发电场景有很多,主要出发点是功率,几兆瓦以上 SOFC 会有优势,近期 1 兆瓦以下 PEM 发电也比较普遍。从两种类型燃料电池数量上来讨论,目前还是 PEM 占压倒性优势,因为其主要应用于车用,车用领域相较于其他领域的应用,优势还是大很多。

一个行业或者某类产品,一般是从基础研发和应用两个角度来讨论。日本丰田 2015 年推出过其第一代燃料电池车,之后 2020 年推出了第二代燃料电池车。从产品的角度来看,我们落后 3-5 年。从基础研发的角度就比较难讨论,涉及到最微观材料层面,差距至少是 5 年以上。应用维度层面,中国比较领先,原因在于中国的应用体量和场景很多,如海边高温高寒等。

目前国内公司较为依赖进口技术、工艺和原材料,进口有技术优势和成本优势,但未来几年国产化产品也会逐步缩小成本差距。

储氢系统中的安全阀件对安全要求很高,但目前国产替代也达到了 50% 以上。

燃料电池在欧洲也越来越被重视,宝马 CEO 去年有过相关预测,认为未来燃料电池汽车未来会占据汽车市场 30% 份额。在越往北的地方,新能源表现越不好,燃料电池有相关优势。

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