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氫能源未來發(fā)展趨勢及全產(chǎn)業(yè)鏈梳理,下一個“鋰電池”市場
2021/9/6 14:46:27

在“雙碳”目標的推動下,憑借著多年在鋰電池技術(shù)上的發(fā)展和寧德時代、比亞迪這樣優(yōu)秀公司的崛起,我國目前正在大力推動鋰電池技術(shù)的發(fā)展。但是鋰電池的短板決定了短時間內(nèi)只能應(yīng)用于乘用車,而貢獻了碳排放77%的商用車市場也需要新能源技術(shù)替代原本的燃油車

?乘用車只貢獻了20%排放,商用車則貢獻了77%

這一市場未來可能會由氫能源填補

氫燃料電池是一種非燃燒過程的能量轉(zhuǎn)換裝置, 通過電化學(xué)反應(yīng)將陽極的氫氣和陰極的氧氣(空氣)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃料電池結(jié)構(gòu)單元主要由膜電極組件和雙極板構(gòu)成,其中膜電極組件是由質(zhì)子交換膜、 催化劑與氣體擴散層組合而成的,為反應(yīng)發(fā)生場所;雙極板是帶流道的金屬或石墨薄板,其主要作用是通過流場給膜電極組件輸送反應(yīng)氣體,同時收集和傳導(dǎo)電流并排出反應(yīng)產(chǎn)生的水和熱

和鋰電池比起來,氫燃料電池有一個巨大的優(yōu)勢,就是能量密度,二者差了100多倍,

這就意味著,如果應(yīng)用在重卡這樣的商用車上,鋰電池的重量要遠遠大于氫能源,商用車要把原本用于放貨物的空間挪給電池組,這明顯是劃不來的

氫燃料電池最大的應(yīng)用場景在重卡一類的商用車

鋰電池只有做到半固態(tài)或固態(tài)電池,能量密度達到500wh/kg,才有可能應(yīng)用在純電重卡上

從能量保存時間段來看,電池每天都會有電量流失,而氫能源則是按照季度、月計算的,氫能源的使用也不受溫度限制,因此氫能源理論上的應(yīng)用場景是要比鋰電池多得多的

從商業(yè)化程度來看,鋰電池已經(jīng)相當成熟,從最早的鎳氫電池,到手機用的三元電池,再到車用鋰電池,技術(shù)的迭代是連續(xù)的,也就是說開發(fā)者不需要從零開始研究車用電池,只需要在發(fā)展現(xiàn)有的技術(shù),把原本用于手機的電池用在汽車上就好了

而氫能源電池沒有像手機這樣的應(yīng)用場景,一上來就是車規(guī)級。發(fā)展難度可想而知

基礎(chǔ)設(shè)施方面,電網(wǎng)本來就有,只需要鋪設(shè)充電樁就好了,而加氫站卻沒有現(xiàn)成的基礎(chǔ)設(shè)施可以鋪設(shè),加氫站的發(fā)展速度遠遠落后于充電樁

"> 充電樁加氫站對比

從成本角度看,隨著大規(guī)模應(yīng)用,氫燃料電池規(guī)模越大、單個罐子越大、壓縮機流量越高越經(jīng)濟。長期來看燃料電池是優(yōu)于鋰電池的

從能源成本(充電/氫氣)來看,氫燃料車的百公里能源成本遠大于電車。目前終端氫氣價格大約是60元/kg,鋰電池平均900元/kwh。當氫氣下降到30元/kg時,鋰電池下降到700元/kwh可實現(xiàn)與傳統(tǒng)燃油車平價,很明顯,鋰電池只差20%,而氫能則差50%

鋰電池經(jīng)過多年的發(fā)展使其較早完成了商業(yè)化,但短期來,除非固態(tài)電池技術(shù)出現(xiàn)大的突破,否則看只能應(yīng)用于乘用車,相對而言,氫能源在能量密度上的優(yōu)勢和大規(guī)模應(yīng)用之后的成本優(yōu)勢使其可能成為新能源商用車的不二之選,而商用車占了77%的排放總量。這也是我國大力發(fā)展氫能源的重要原因

氫燃料產(chǎn)業(yè)鏈分為上游制氫環(huán)節(jié),中游儲運環(huán)節(jié)和下游制造應(yīng)用環(huán)節(jié)

在制氫環(huán)節(jié),根據(jù)能源消耗的不同,可以分為“灰氫”、“藍氫”和“綠氫”

灰氫、藍氫和綠氫

“灰氫”是通過化石能源、工業(yè)副產(chǎn)等伴有大量二氧化碳排放制得的氫,生產(chǎn)成本較低、技術(shù)成熟、效率高,但制備過程中的碳排量較高。化石能源制氫主要有兩種:

煤制氫是工業(yè)大規(guī)模制氫的首選,是我國目前成本最低的制氫方式,技術(shù)路線成熟高效、可穩(wěn)定制備,但其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運轉(zhuǎn)周期相對較低、投資高、配套裝置多,且碳排放量較高,2019 年我國煤制氫產(chǎn)量達到 2124 萬噸/年,占我國氫氣總產(chǎn)量的 64%

天然氣制氫耗水量小、二氧化碳排放低、氫氣產(chǎn)率高、對環(huán)境影響相對較小,目前國際主要使用天然氣制氫,天然氣重整制氫由于清潔性好、效率高、成本相對較低,占到全球 48%,2019 年我國利用天然氣制氫產(chǎn)量為 460 萬噸/年,占我國氫氣總產(chǎn)量 14%

“灰氫”增長潛力主要來自于工業(yè)副產(chǎn)氫,工業(yè)副產(chǎn)氫綜合成本僅為5-6元/Kg

煤制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫占了絕大部分氫供給

工業(yè)副產(chǎn)氫中又以焦爐煤氣副產(chǎn)氫可供給量最大,2020年我國焦爐煤氣可副產(chǎn)氫氣 428.5 萬噸,是未來我國工業(yè)副產(chǎn)氫最大的供給來源

氯堿副產(chǎn)氫具有氫氣提純難度?。ㄌ峒兦皻錃饧兌瓤蛇_ 99%左右)、耗能低、自動化程度高等優(yōu)點,特別是使用該法獲取氫氣的過程中不產(chǎn)生二氧化碳 ,相對綠色無污染

2020年我國氯堿副產(chǎn)氫生產(chǎn)總量可達 91 萬噸,其中 60%的氫氣被配套的 PVC和鹽酸裝置所利用,可對外供氫約 36 萬噸

但是由于“十四五”期間,我國要消化部分焦化行業(yè)過程產(chǎn)能,氯堿裝置新增產(chǎn)能也有限,這兩種制氫方式都難有大的增量

可能帶來增量的是PDH副產(chǎn)氫,PDH是制備丙烯的重要方式,丙烷在催化劑條件下通過脫氫生成丙烯,其中氫氣是丙烷脫氫的副產(chǎn)物,2020 年我國已經(jīng)投產(chǎn)的 PDH 裝置合計產(chǎn)能 776 萬噸/年,PDH 副產(chǎn)氫達 23.6 萬噸/年

預(yù)計未來我國 PDH 擴產(chǎn)將超過 3000 萬噸/年,貢獻90萬噸/年以上的副產(chǎn)氫潛在增量

“藍氫”是在“灰氫”的基礎(chǔ)上,利用CCUS技術(shù)降低碳排放,實現(xiàn)低碳制氫,藍氫是從灰氫到綠氫的過渡階段

CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕捉和封存) 技術(shù)是指將二氧化碳收集并送到封存地點,避免直接排放到大氣中的技術(shù)

CCS技術(shù)

使用CCS技術(shù)煤制氫碳排放當量下降約一半,但是碳排放依然很高,主要是因為結(jié)合 CCUS 的煤制氫系統(tǒng)消耗大量電力導(dǎo)致大量間接溫室氣體排放

結(jié)合CCS技術(shù)的煤制氫碳排放下降約一半

另外,采用CCS技術(shù)制氫的兩種化石能源制氫方式,會導(dǎo)致制氫成本上升,其中煤制氫上升33.3%,天然氣制氫上升81.8%,但仍然低于電解水制氫成本

CCUS則是CCS技術(shù)新的發(fā)展趨勢,即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行提純,繼而投入到新的生產(chǎn)過程中,可以循環(huán)再利用,而不是簡單地封存。我國對于CCUS技術(shù)的開發(fā)程度并不比國際先進水平落后

我國煤儲量豐富而天然氣不足,煤炭成本更低,但由于煤的品質(zhì)較差,疊加后續(xù)的除雜工程后,采用CCUS技術(shù)后的煤制氫綜合成本反而更高于天然氣制氫

采用CCUS的天然氣制氫和煤制氫對比

“綠氫”,也稱可再生能源電解水制氫,生產(chǎn)過程基本不會產(chǎn)生溫室氣體,經(jīng)濟性主要取決于電費,占制氫成本的85%,由于成本的限制,2020 年我國電解水制氫只占 3%,當電價低于 0.3 元時,電解水制氫成本與其他工藝路線相當

主要制氫方法成本對比

不過受益于可再生能源成本下降以及碳排放約束,2020-2030 年間“綠氫”比例將從 3% 上升 15%

其中,光伏制氫是最具潛力的電解水制氫方式,比如中國石化今年 2 月在新疆庫車規(guī)劃1GW光伏制氫項目,預(yù)計年產(chǎn)氫氣 2 萬噸,建成后將成為全球最大的綠氫生產(chǎn)項目

幾大光伏、石化龍頭也都開始了光伏制氫的布局,比如:

隆基股份2021 年與中國石化、明陽智能、無錫高新區(qū)政府等公司或部門簽訂合作協(xié)議,布局光伏制氫、氫能設(shè)備、風光儲氫一體化等項目

陽光電源2020 年與吉林白城市、山西運城市簽訂合作協(xié)議,布局光伏制氫、清潔能源消納示范基地等項目

寶豐能源在2021年4月,國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目正式投產(chǎn),包括 200MW 光伏發(fā)電裝置和每小時 2 萬標方的電解水制氫裝置

各龍頭在氫能源領(lǐng)域的布局各有優(yōu)缺點

除了用電成本,不同制氫路線的設(shè)備成本差別也很大,電解水制氫主要分為堿性電解水、質(zhì)子交換膜電解水 (PEM ) 和固體氧化物電解水(SOE) 三類,其中:

堿性電解水技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)氫,技術(shù)成熟,配套成本低,但耗電量高于其他技術(shù)路線

PEM 處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期,在耗電量和產(chǎn)氫純度方面都占優(yōu),但由于質(zhì)子交換膜等核心部件依賴進口,電解槽成本昂貴,因此總體成本比電解水制氫高40%左右。隨著核心部件國產(chǎn)化、技術(shù)進步及規(guī)模效應(yīng)降本,根據(jù)中國電動汽車百人會的預(yù)計,2030 年P(guān)EM在電解水中的市占率將達到 10%

SOE 還處在實驗室開發(fā)階段

綠氫主要技術(shù)路線對比

在儲運環(huán)節(jié),高密度儲存一直是一個世界級難題,目前主要有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和儲氫材料儲氫三種方式

高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用并且發(fā)展比較成熟的儲氫技術(shù),其儲存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里,比如鋼瓶,優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快。但是存在泄露爆炸隱患,安全性能較差

我國目前以高壓氣態(tài)長管拖車為主,隨著氫能的大規(guī)模應(yīng)用,我國未來會加速氫氣運輸管道的建設(shè)

液態(tài)儲運的儲氫密度高,能運送大量氫氣,適用長距離運輸。難點在于把氫氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài),容器要求也更高,需要能夠耐超低溫和保持超低溫。目前海外超過 1/3 的加氫站使用液態(tài)儲運的方式

固態(tài)儲氫是使氫氣溶于液氮或有機液體中進行運輸,技術(shù)難度較大,還處于研發(fā)階段。如果固態(tài)儲氫技術(shù)出現(xiàn)技術(shù)突破,氫能源將很可能應(yīng)用于乘用車上

儲氫材料儲氫/固態(tài)儲氫

除運輸環(huán)節(jié),加氫站也是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),加氫站的主要成本是空壓機和儲氫罐

我國目前具備45Mpa小流量空壓機的自主研發(fā)制造能力,可以生產(chǎn)87.5Mpa壓縮機樣機,但關(guān)鍵部件需要進口

自 2014 年以來 ,全球加氫站的數(shù)量不斷增長,到2020年底達到了 553 站。中集集團在氫能源領(lǐng)域布局多年,具有一定的優(yōu)勢

全球加氫站總數(shù)量

我國建設(shè)和運營加氫站的主要是中石油和中石化,這點是有優(yōu)勢的,即使不盈利,在國家政策的引導(dǎo)下,大型國企依然可以快速推動加氫站的建設(shè)

我國加氫站快速發(fā)展中

而在美國,能源高度市場化,沒有政府補貼就沒有企業(yè)愿意去投資這樣不賺錢的能源基礎(chǔ)設(shè)施

以尼古拉為例,它的模式就是客戶買車后不用管加氫,公司與合作伙伴修好加氫站,同時與物流公司合作(車也可以租賃),在物流公司兩端的倉庫設(shè)好加氫站,保證每一條線路跑下來客戶算賬足夠經(jīng)濟的。所有虧損都由尼古拉來背負,這些燒的錢又是其通過資本市場融資來支撐的

日本在《氫能基本戰(zhàn)略》提到到 2050 年要用加氫站逐步替代加油站

下游應(yīng)用環(huán)節(jié)中,目前主要是氫燃料電池技術(shù)和燃料電池汽車

氫燃料電池的原理是在陽極連續(xù)供給氫氣,而在陰極連續(xù)供給氧氣或空氣,就可以在電極上連續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電流

燃料電池的核心部件是電堆,由多個單體電池以串聯(lián)方式層疊組合構(gòu)成,電堆的核心包括質(zhì)子膜、催化劑、固態(tài)儲氫等。電堆是我國及其重視的發(fā)展領(lǐng)域

2006年《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中提到發(fā)展氫能源技術(shù)的時候,提出要重點研究電堆集成技術(shù)

2010年國家 863 計劃重大專項“燃料電池與分布式發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”中再次提到要“研發(fā)大功率質(zhì)子交換膜燃料電池與固體氧化物燃料電池電堆與系統(tǒng)”

2012年《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020 年)》再次提到要“開展燃料電池電堆、發(fā)動機及其關(guān)鍵材料核心技術(shù)研究”

電堆技術(shù)是最值得關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域,一旦電堆技術(shù)有所突破,整個燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈將會迎來極大的發(fā)展

市場格局上, 2019 和 2020 年市場份額的CR5 由 87%下降至 69%,并且裝機前 5 的企業(yè)也不盡相同。這些廠家以系統(tǒng)集成為主,核心零部件仍高度依賴進口

燃料電池系統(tǒng)CR5廠家分布

目前我國的氫燃料電池與國外成熟廠商的氫燃料電池相比,核心技術(shù)上還有一定差距

核心技術(shù)上我國與國外還有一定差距

目前我國氫燃料汽車主要集中在商用車領(lǐng)域,尤其是重卡,截至19年底,物流用車占比 60.5%,公交、通勤等客車占比 39.4%,乘用車僅用于租賃且占比僅 0.1%

氫燃料車市場滲透率

雖然目前來看氫能源發(fā)展遠遜于鋰電池,但得益于世界多國的推動和廣闊的傳統(tǒng)燃油車市場替代,未來空間極大

根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書 2020》估算,2030 年我國氫氣的年需求量將增加至 3715 萬噸,2060 年則增加至 1.3 億噸左右,2019 年我國氫氣產(chǎn)能約 4100 萬噸/年、產(chǎn)量約3342 萬噸/年

預(yù)計到2025年,中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1 萬億元;到2050 年,氫能源將承擔全球 18%的能源需求,有望創(chuàng)造超過 2.5 萬億美元的市場,氫能在中國能源領(lǐng)域的占比有望達到 10%

近年來氫能源汽車都保持了較高的銷量和保有量增速,分別由 2016 年的 629 輛和 639 輛上升至 2019 年的 2737 輛和 6175 輛,年復(fù)合增長率分別為63%和 114%

2020 年受新冠疫情影響,銷量下降為 1177 輛。截止 2020 年底,我國氫能源汽車保有量為 7352 輛

預(yù)計中國氫能源汽車保有量到 2025 年達 10 萬輛,CAGR 高達 115%,市場規(guī)模 800 億元??蛙?、物流用車等商用車仍將占據(jù)主要地位,保有量占比在 80%以上。規(guī)劃在 2030 年氫能源燃料電池汽車保有量達80~100 萬輛

目前我國和日本對氫燃料電池的發(fā)展態(tài)度是比較堅定明確的

日本1973年成立“氫能源協(xié)會”并大力發(fā)展氫能源技術(shù),目前是世界上氫燃料電池發(fā)展較為領(lǐng)先的國家,但與我國不同,日本主要開發(fā)乘用車的氫燃料電池,而非商用車

根據(jù)日本發(fā)布的日本的《氫能/燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展路線圖》,日本計劃的氫能使用計劃分三個階段,第一階段是到2025年,快速擴大氫能的適用范圍

第二階段是2020 年中期—2030 年底,全面引入氫發(fā)電和建立大規(guī)模氫能供應(yīng)系統(tǒng),旨在從海外購氫的價格降到 30 日元/立方米,擴大日本商業(yè)用氫的流通網(wǎng)絡(luò),全面利用海外未使用的能源生產(chǎn)、運輸、存儲氫,全方位發(fā)展氫發(fā)電產(chǎn)業(yè)等

第三階段從 2040 年開始,定位是建零二氧化碳的供氫系統(tǒng)建立期,旨在通過收集和儲存二氧化碳,全面實現(xiàn)零排放的制氫、運氫、儲氫

美國是最早研發(fā)氫能燃料的國家之一,目前美國擁有燃料電池車 7600 輛,計劃 2022 年達到 50000 輛,2025 年達到 200000 輛

"> 我國在2001年發(fā)布家 863 計劃電動汽車重大專項,開始重視燃料電池的研發(fā),2019年首次在《政府工作報告》中寫入“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”,氫燃料電池的發(fā)展開始進入飛躍期

我國的氫能源戰(zhàn)略也分三步走,在《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書》提出

2020年氫氣產(chǎn)能要達到720億立方米/年,燃料電池運輸車輛要達到1萬輛

2030年氫氣產(chǎn)能要達到1000億立方米/年,燃料電池運輸車輛要達到200萬輛

2050年氫能成為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分,燃料電池運輸車輛要達到1000萬輛

《2019政府工作報告》和《2020政府工作報告》中都提到要繼續(xù)執(zhí)行新能源汽車購置優(yōu)惠政策,推動加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);加大氫燃料電池投入,開展氫能源示范應(yīng)用

"> 2020/11發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》中提出要有序推進氫燃料供給體系建設(shè);攻克氫能儲運、加氫站、車載儲氫等氫燃料電池汽車應(yīng)用支撐技術(shù)

今年的“十四五”規(guī)劃中提出要在氫能與儲能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域,組織實施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計劃,謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)

今年以來已經(jīng)有13個省或直轄市出臺了十四五氫能發(fā)展規(guī)劃

相關(guān)公司中,在上游設(shè)備及制氫環(huán)節(jié):

鴻達興業(yè):

子公司烏海化工擁有 70 年氯堿及氫氣生產(chǎn)歷史

衛(wèi)星石化:

目前擁有乙烷蒸汽裂解、PDH 產(chǎn)能分別為 125、90 萬噸/年,預(yù)計 2021 年副產(chǎn)氫產(chǎn)能達到 11.1 萬噸。公司未來乙烷蒸汽裂解、PDH 產(chǎn)能將擴產(chǎn)至 250、170萬噸/年,副產(chǎn)氫規(guī)模也將隨之增加

東華能源:

目前擁有國內(nèi)最大 PDH 產(chǎn)能 180 萬噸/年,預(yù)計 2021 年副產(chǎn)氫氣 8 萬多噸。茂名一期(I)項目(60 萬噸/年 PDH、40 萬噸/年 PP)計劃于 2022 年年底投產(chǎn),一期(II)項目(60 萬噸/年 PDH、2*40 萬噸/年 PP)預(yù)計于 2023 年投產(chǎn)

中國石化:

擁有國內(nèi)最大的制氫能力,已運行 10 座加氫站,今年要建成運行 100 座,“十四五”期間建成 1000 座加氫站

雪人股份:

中國最大的制冰設(shè)備及制冰系統(tǒng)生產(chǎn)商和供應(yīng)商之一,主營業(yè)務(wù)包括制冰、儲冰、送冰設(shè)備及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售,以及冷水設(shè)備、冷凍、冷藏、空調(diào)、環(huán)保等相關(guān)制冷產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)及銷售。公司可為加氫站提供氫氣壓縮機與冷卻機組等核心裝備。

雄韜集團:

建成湖北省首座固定式加氫站,量級全國第三

美錦能源:

目前擁有焦炭產(chǎn)能715萬噸/年,與氫能板塊構(gòu)成強協(xié)同效應(yīng),使得公司發(fā)展焦爐煤氣制氫和加氫站方面具有得天獨厚的優(yōu)勢;公司旗下飛馳汽車20年發(fā)布了首款氫燃料電池重卡

中游儲氫環(huán)節(jié)中:

中材科技:

率先研發(fā)完成國內(nèi)最大容積 320L 燃料電池氫氣瓶,并投入市場;開發(fā)取證燃料電池車用及無人機用35MPa 氫氣瓶 20 余種規(guī)格;成功掌握 70MPa 鋁內(nèi)膽碳纖維復(fù)合氫氣瓶關(guān)鍵技術(shù);啟動投資氫氣瓶生產(chǎn)線技改項目及站用儲氫容器生產(chǎn)線項目

京城股份:

下屬的天海工業(yè)公司于 2021 年 5 月 17 日宣布,推出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代車載儲氫氣瓶——IV 型瓶。該產(chǎn)品與同規(guī)格III 型瓶相比重量可降低約 30%,質(zhì)量儲氫密度更高,并且正在建設(shè)中Ⅳ型瓶智能化數(shù)控生產(chǎn)線建設(shè)項目

中集集團:

世界領(lǐng)先的物流裝備和能源裝備供應(yīng)商。公司在集裝箱、道路運輸車輛、能源化工及食品裝備、海洋工程、物流服務(wù)、空港設(shè)備等領(lǐng)域,提供高品質(zhì)與可信賴的裝備和服務(wù)。 中集在氫能源領(lǐng)域布局多年。旗下中集安瑞科早在 2006 年就開始涉足氫能儲運技術(shù)研究與制造,產(chǎn)品和服務(wù)涉及氫氣儲存、運輸和加注核心裝備,擁有包括 20-30MPa 高壓氫氣管束運輸車、加氫站儲氫瓶組、加氫車、液氫儲罐、隔膜壓縮機、加氫機、35MPa 三型瓶和 70MPa 四型瓶等核心裝備的研發(fā)和生產(chǎn)能力,是目前國內(nèi)最重要的供氫系統(tǒng)設(shè)備制造商

深冷股份:

生產(chǎn)智能加氫槍,在制氫、氫液化、氫氣儲運及加注領(lǐng)域有完善的技術(shù)儲備,致力于打造制氫、氫液化、氫儲運及加注、氫燃料電池的全產(chǎn)業(yè)鏈氫能源裝備服務(wù)供應(yīng)商

中泰股份:

作為深冷技術(shù)及設(shè)備提供商,在制氫—氫儲運—加氫站等環(huán)節(jié)有所儲備,其中煤制氫的深冷分離工藝段,以及液化氫的核心設(shè)備,公司已有成功運行的業(yè)績

下游應(yīng)用中:

億華通:

率先實現(xiàn)了發(fā)動機系統(tǒng)及燃料電池電堆的批量國產(chǎn)化,核心技術(shù)人員來自巴拉德;是我國燃料電池領(lǐng)域極少數(shù)具有自主核心知識產(chǎn)權(quán)并實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機及電堆批量化生產(chǎn)的企業(yè)之一;2019 年度共銷售燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)銷售,在國內(nèi)率先開啟了氫燃料電池發(fā)動機批量商業(yè)化的進程

濰柴動力:

公司是重卡裝備制造龍頭企業(yè),2018 年開始部署新能源產(chǎn)業(yè),先后作為第一大股東參股加拿大巴拉德和英國錫里斯動力兩家世界領(lǐng)先的氫燃料電池、固態(tài)氧化物燃料電池技術(shù)公司,推進新能源產(chǎn)業(yè)布局。2020 年上半年,濰柴動力建成新電堆生產(chǎn)線和燃料電池發(fā)動機生產(chǎn)線,規(guī)模達2萬套級別。同時,濰柴動力還在濰坊等地推廣了10 條氫能源公交線路和 220 輛氫能源公交車。隨著技術(shù)不斷成熟和成本降低,氫能源重卡或?qū)⒃谖磥?5~10 年實現(xiàn)全壽命成本平價,并成為濰柴動力未來的增長驅(qū)動力。目前濰柴動力另有計劃投資 37 億元的氫燃料電池及關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化項目(預(yù)計2022年建成)、固態(tài)氧化物燃料電池及關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化項目(預(yù)計2024年建成)、燃料電池動力總成及核心零部件研發(fā)及制造能力建設(shè)項目(預(yù)計2024年建成)

宇通客車:

目前是國內(nèi)大中型客車企業(yè)的絕對龍頭,市占率常年第一,2020年市場份額高達 35.36%。早在 2009 年,宇通客車就成功推出了第一代增程式燃料電池客車,2013 年宇通推出第二代氫燃料電池城市客車并建設(shè)了加氫站。2014 年宇通客車獲得國內(nèi)首個燃料電池客車資質(zhì)認證。宇通客車研發(fā)費用長期居行業(yè)第一,研發(fā)人員占比達 21.08%。2020 年宇通客車研發(fā)費用達 15.52 億元,是行業(yè)平均的 6 倍

福田汽車:

國內(nèi)最大的商用車企業(yè),核心產(chǎn)品包括商用車、乘用車和發(fā)動機領(lǐng)域。同時,福田汽車也是國內(nèi)最早開始研發(fā)氫燃料電池和氫能源汽車的企業(yè),在氫能源領(lǐng)域深耕多年,有較強的技術(shù)能力。早在 2006 年,福田汽車就與清華大學(xué)和北京億華通聯(lián)合承接國家“863 計劃”中氫燃料客車的研發(fā)項目,此后經(jīng)歷“十二五”氫燃料汽車規(guī)劃與研究、“十三五”氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)化等一系列項目,公司積累了大量氫能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)和經(jīng)驗

長城汽車:

國內(nèi)領(lǐng)先的汽車自主品牌,在 SUV 和皮卡細分市場龍頭優(yōu)勢顯著,同時也是較早布局進入氫能源乘用車市場的企業(yè)。長城汽車計劃在未來五年投入超過 1,000 億加速純電、混動和氫能領(lǐng)域的研發(fā)。2021 年長城汽車將推出首款 C 級氫燃料電池 SUV,并計劃在 2023 推出首款全尺寸氫燃料電池汽車。同時長城還將首先落地全球首個 100 輛 49 噸級燃料電池重卡的全面應(yīng)用,到 2022 年完成冬奧會首支高端燃料電池乘用車的服務(wù)車隊

今年6月,全球首家氫能重卡公司尼古拉上市,尼古拉于2015年創(chuàng)立,目前在研的車型續(xù)航預(yù)計可以到到800~1400公里,預(yù)計2023年實現(xiàn)量產(chǎn),預(yù)計年產(chǎn)5000~10000輛,目前已獲得了1.4萬輛訂單

氫能源產(chǎn)業(yè)鏈各主要公司位置

總體來說,制氫和儲氫環(huán)節(jié)技術(shù)難度都不高,現(xiàn)在的發(fā)展相對成熟,但是要注意技術(shù)的迭代,制氫環(huán)節(jié)目前已“灰氫”為主,中期會慢慢切換到“藍氫”,但“藍氫”依然是有碳排放的,長期一定是以“綠氫”為主的,在氫能發(fā)展的現(xiàn)階段以“灰氫”為主的公司業(yè)績一定是最好的,但長期來看要關(guān)注“綠氫”企業(yè)。儲氫環(huán)節(jié)現(xiàn)在以氣體儲氫為主,但更多的應(yīng)用要通過固態(tài)儲氫實現(xiàn),所以這個環(huán)節(jié)要關(guān)注固態(tài)儲氫技術(shù)的發(fā)展。電堆環(huán)節(jié)是最值得關(guān)注的技術(shù)環(huán)節(jié),目前我國與國外先進技術(shù)有一定差距,一旦這個環(huán)節(jié)產(chǎn)生突破,我國的氫燃料電池將會迎來極大的發(fā)展。氫能源汽車已經(jīng)有多家公司開始量產(chǎn),業(yè)績逐漸兌現(xiàn),主要是成本問題

短期來看,氫燃料電池與鋰電池不是競爭關(guān)系,而是互補關(guān)系。鋰電池占用空間小,基礎(chǔ)設(shè)施充足,技術(shù)成熟,適用于乘用車;而氫燃料電池還處于商業(yè)化早期,電堆技術(shù)發(fā)展不如鋰電池技術(shù)發(fā)展,再加上加氫站稀少,數(shù)量上遠遠不及充電樁和加油站,目標是在貢獻了77%碳排放的商用車市場。但這種區(qū)分不是絕對的,一旦半固態(tài)/固態(tài)鋰電池或固態(tài)儲氫技術(shù)出現(xiàn)重大突破,兩種技術(shù)都可能進入對方領(lǐng)域。

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