氢燃料电池汽车公司排名(30多家氢燃料电池汽车上市公司名单)
时间:2024-01-01 15:05:27 | 分类: 基金问答 | 作者:admin| 点击: 59次
30多家氢燃料电池汽车上市公司名单
车研咨询发布的氢能与燃料电池系列报告,对全国600多家氢能与燃料电池产业链的企业、31省市/近300个地级市氢能与燃料电池产业政策规划、企业投资布*、氢燃料电池汽车推广、加氢站建设等进行了详细的分析。
一、上海汽车集团股份有限公司(乘用车重/轻卡+客车+燃料电池+供氢系统
二、北汽福田汽车股份有限公司(客车)
三、东风汽车集团股份有限公司(轻卡乘用车)
四、山西美锦能源股份有限公司(客车制氢)
五、郑州宇通集团有限公司(客车)
六、浙江康盛股份有限公司(客车)
七、潍柴控股集团有限公司(山东重工集团)(客车/轻卡燃料电池)
八、中通汽车工业集团有限责任公司(山东重工集团)(客车+物流车)
九、厦门金龙汽车集团股份有限公司(客车)
十、五龙电动车(集团有限公司(客车)
十一、东旭光电科技股份有限公司(客车)
十二、中兴新通讯有限公司(客车)
十三、安徽安凯汽车股份有限公司(客车)
十四、中国中车集团有限公司(客车+轨道交通+燃料电池系统+储氢瓶+变换器)
十五、中国重型汽车集团有限公司(轻卡客车)
十六、长城汽车股份有限公司(乘用车+燃料电池系统+制氢+储氢瓶)
十七、众泰汽车股份有限公司(乘用车燃料电池)
十八、江铃汽车股份有限公司(重/轻卡燃料电池系统)
十九、浙江吉利控股集团有限公司(客车)
二十、比亚迪股份有限公司(客车)
二十一、龙洲集团股份有限公司(客车)
二十二、重庆长安汽车股份有限公司(乘用车客车)
二十三、力帆实业(集团股份有限公司(乘用车)
二十四、广州汽车集团股份有限公司(乘用车)
二十五、安徽江淮汽车集团股份有限公司(乘用车)
二十六、海马汽车集团股份有限公司(乘用车)
二十七、庆铃汽车股份有限公司(货车)
二十八、华菱星马汽车(集团股份有限公司(货车)
二十九、福建龙马环卫装备股份有限公司(环卫车)
三十、杭叉集团股份有限公司(叉车
三十一、北京汽车集团有限公司
三十二、河南金马能源股份有限公司(运营)
转自:车研咨询
目前国内有哪些生产氢燃料电池自行车的企业,我们实验室要买一辆请大家帮帮忙‘;;
自行车???目前一个燃料电池系统够买几十辆自行车了,用在汽车上都嫌太贵。没人会开发燃料电池自行车的。还是给你一些燃料电池的信息,你们可以买一个小一点自已弄。但是我觉得你们的思路有问题。大连物化所是国内开发燃料电池的老牌http://www.dicp.ac.cn/indexCN.php还有上海燃料电池汽车动力系统公司http://www.fcv-sh.com/上海神力科技有限公司http://www.sl-power.com/index.html
2021年国产氢能阀门企业出货排名TOP 8-北极星氢能网
2021年中国加氢站、车载储氢系统和燃料电池系统三大领域氢能阀门装机规模合计约为2.4亿元,预计到2025年三大领域氢能阀门市场需求规模将近11亿元,2021-2025年均复合增长率超过46%,呈现快速增长的发展态势。
(本文来源:微信公众号“新产业智库”ID:weixin-gg-ii)
2020-2025年中国氢能阀门市场装机规模及预测(单位:亿元)
注:氢能阀门市场包括加氢站、车载储氢系统和燃料电池系统三大领域阀门
数据来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年6月
2021年中国氢燃料电池汽车上牌数量1894辆,同比增长26.5%。截至2022年6月,中国燃料电池汽车累计产销量分别达到10997辆和10323辆,双双突破1万辆大关。随着各燃料电池汽车城市群示范项目陆续落地,2022年燃料电池汽车销量有望创造新高。同时,国家“以奖代补”政策向氢能重卡倾斜,氢能重卡配套储氢瓶数量通常在8~10个,加之氢能重卡储氢系统由35MPa向70MPa发展,将有效带动高压瓶阀的装机需求。GGII预计,2025年中国车载储氢系统氢能阀门市场需求规模将达到7亿元左右,2021-2025年均复合增长率高达62.8%,是燃料电池系统、车载储氢系统、加氢站三大氢能领域中增长最快的细分市场。
车载供氢系统中,成本占比较高的依次为瓶口阀、减压阀和加氢口,其中瓶口阀数量较多,价值量占比高达车载氢能阀门的60%左右。目前,国内瓶口阀品牌选用OMB和GFI居多,GFI和美塔特龙则在减压阀方面出货占比较高,加氢口方面以WEH应用广泛,但舜华新能源、富瑞阀门等国产品牌渗透率也在快速提升。据GGII调研统计,从燃料电池汽车实际装机占比来看,2021年国内车载储氢系统氢能阀门出货TOP5厂商依次为GFI、OMB、富瑞阀门、美塔特龙、舜华新能源。
数据来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年6月
从车载储氢系统氢能阀门国产化情况来看,头部车载储氢系统厂商国富氢能和上海舜华均已批量应用国产氢能阀门。从装机价值量来看,进口品牌在瓶口阀、减压阀等高价值产品方面占据主流,以相关产品营收计算,国产品牌总体市场占有率在20%-30%之间。
据高工产研氢电研究所(GGII)调研,在加氢站领域,氢能阀门几乎全部使用进口品牌。在燃料电池系统领域,国产氢能阀门占比在10%-20%左右,电磁阀基本使用进口品牌,但排氢阀、泄压阀等技术难度相对不高的阀门种类,多家国产阀门厂商已经推出相关产品并有批量出货。综合来看,在各下游应用领域中,氢能阀门国产化率普遍不高。
数据来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年6月
从具体的氢能阀门品牌来看,根据GGII调研数据,2021年国产氢能阀门厂商中,出货金额较大的有富瑞特装、舜华新能源、上海瀚氢、上海百图、神通新能源等厂商,均以销售车载储氢系统阀门产品为主。燃料电池系统阀门市场规模相对较小,以江苏申氢宸、浙江宏昇和威孚高科为主要代表。与进口品牌相比,国产品牌在产品价格、供货周期、合作开发配合度、售后服务等方面存在优势,有望逐步实现对进口品牌的国产化替代。
数据来源:高工产研氢电研究所(GGII),2022年6月
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全球氢燃料电池汽车四强
燃料电池技术专利申请量中排名前10位的企业中,日本企业占了7席,其中整车厂包含丰田、本田、日产,美国仅通用占1席会出现更多新鲜的名字
从日韩、北美、欧洲等发达国家和地区的燃料电池汽车发展现状看,丰田、通用等全球主要汽车公司大都已经完成了燃料电池汽车的基本性能研发阶段,解决了若干关键技术问题,其整车性能、可靠性、寿命和环境适应性等各方面均已基本达到了和传统汽油车相媲美的水平,但是因为成本居高不下,基本走租售道路。
燃料电池技术专利申请量中排名前10位的企业中,日本企业占了7席,其中整车厂包含丰田、本田、日产,美国仅通用占1席。
丰田汽车
丰田氢燃料电池汽车MIRAI
丰田汽车公司是全世界排名第一的汽车生产公司,是第一个达到年产量千万辆以上的车厂,1996年成功研发出丰田公司的第一辆质子交换膜燃料电池汽车。
截至2017年,丰田汽车已在21个国家和地区、2个国际知识产权组织申请了15867件与燃料电池相关的专利。在燃料电池专利申请人全球排名中,日本丰田汽车以10737个专利族居首位,它一家的专利占专利总量的22.3%。如果再加上与丰田渊源深厚的爱信精机和电装,丰田体系的公司将48.6%的技术垄断在自己的手中。
丰田的燃料电池堆栈经历了十几年的技术优化,形成了自己的特色结构,比如3D立体微流道技术,通过更好地排出副产物水,让更多空气流入,有效改善了发电效率。所以整个堆栈的发电效率达到了世界先进水平,2017年就达到了3.1kW/L,比2008年丰田的技术整整提升了2.2倍。
2013年11月,丰田在“第43届东京车展2013”上,展出了计划在2015年投放市场的燃料电池概念车,作为技术核心的燃料电池组目前实现了当时公开的全球最高的3kW/L功率密度。该燃料电池组去掉了加湿模块,不但降低了成本、车质量和体积,还减少了燃料电池的热容量,有利于燃料电池在低温条件下迅速冷启动。
2014年12月,丰田燃料电池4座商业车MIRAI在日本上市。该车静止到100km/h需要约10秒,最大续航里程约700km,补充氢燃料只需3分钟。MIRAI目前共计在16个国家及地区进行销售。
MIRAI在2015年产700辆,2016年产2000辆,2017年全球销量2682辆(同比+32%),对应质子交换膜燃料电池约305MW;美国1838辆(210MW),日本766辆(87MW),欧洲78辆(9MW)。
MIRAI于2018年开始量产,预计2020年总产量达3万辆。丰田计划在2025年前让燃料电池车售价降至约2万美元。
丰田燃料电池汽车MIRAI性能优异,能量密度350Wh/Kg、功率密度3.1kW/L,售价约26万元,补贴前约39万元,与纯电动汽车差不多,运营成本稍高于纯电动汽车。
丰田在2008年最初立项开始,预计MIRAI售价1亿日元(约600万元),直至2014年丰田MIRAL正式推出时,售价已经降至723.6万日元(约43.5万元),除去日本**的补贴,消费者只需支付约521万日元(约合人民币31.3万元)。
如此显著的大幅降本,究其原因,可归结为企业量产规模扩大、混合动力系统大规模应用、系统简化等促进FCV成本下降。
丰田在普及推广燃料电池方面也做了不少努力,2015年,丰田发布无偿提供丰田所单独持有的关于燃料电池的约5680个专利,这些专利涵盖了从车载软件和系统到氢的实际生产,以此来促进燃料电池汽车进入市场初期的普及。
2017年在东京发布FC巴士,同时在美国开始了FC大型商用卡车的实证实验。
2019年4月,丰田宣布将通过FC系统集成商,向中国的商用车厂商提供FC组件,以此实现FCV在中国更大范围的普及。首个合作项目,丰田与北汽福田汽车公司及北京亿华通科技公司合作,将在福田生产及销售的FC大巴上搭载采用丰田FC电堆等零部件的亿华通FC系统。
通用汽车
通用雪佛兰Sequel氢燃料电池车
通用公司是美国数一数二的汽车公司,历史悠久、技术实力雄厚,其开始燃料电池汽车的研究较早,1990年即开始研发燃料电池在汽车方面的应用。
通用公司在燃料电池汽车技术的三大核心技术方面的专利量均在全球排名靠前,其核心专利均布在燃料电池技术与燃料电池系统关键技术领域内,其中涉及热管理系统、气体通道、燃料供给、催化剂、膜电极、电解质、质子交换膜以及动力控制;而车载制氢方面的核心专利与储氢相关。
通用汽车从1998年起就建立了专门研发机构开发燃料电池技术,2002年,在日内瓦的国际汽车展上推出“氢动一号”,该车配备了业界最先进的可使用汽车燃料电池组;2004年,“氢动3号”燃料电池原型车胜利完成欧洲马拉松式示范运行,横跨欧洲14个国家,行程9696km。
2005年,通用汽车公司展示了ChevroletSequel氢燃料电池概念车,燃料电池装置及动力单元结构更简单,制造成本更低,燃料电池组能在-20℃启动,15秒内达到满功率运行,一次加氢可连续行使480km,0-96km/h加速只需10秒。
2007年,美国通用汽车公司秋季启动的ProjectDriveway 计划,将100辆雪佛兰Equinox 燃料电池汽车投放到消费者手中,2009 年总行驶里程达到了160万km。
同年,通用汽车宣布开发全新的一代氢燃料电池系统,新系统与雪佛兰Equinox 燃料电池车上的燃料电池系统相比,新一代氢燃料电池体积缩小了一半,质量减轻了100kg,铂载量仅为原来的1/3。
2017年1月,美国通用汽车和日本汽车制造商本田宣布了联合制造氢燃料电池系统的计划。双方分别出资4250万美元于美国设立合资公司,计划量产的产品为燃料电池及其周边机器。
2018年1月,通用汽车公司宣布将推出首个具有自主功能的SURUS军用无人驾驶燃料电池车辆通用底盘平台,配有通用汽车最新的Hydrotec燃料电池自主系统和卡车底盘组件,能够提供高性能以及零排放的推进力。凭借两款先进的电动驱动单元,四轮转向系统和锂离子电池系统,可以提供645km航程能力。
本田汽车
本田公司在日本埼玉县**大院设置了氢燃料电池汽车专用的氢气供应站。图为电池汽车在该供应站加氢气
本田从上世纪80年代就开始研发燃料电池技术,在燃料电池专利申请人全球排名中,本田汽车名列第三。
1999年本田在东京车展展出了FCX燃料电池车,2008年,本田正式推出FCXClarity氢燃料电池车,最大续航里程382km。2016年3月,本田ClarityFuelCell5座商业车Clarity在日本上市。
Clarity的电池组位于座舱地板下方,动力模块得到了优化,电池密度提升了60%,能够在-30℃环境下顺利启动,续航里程达到620km,最大续航里程将达到700km,燃料电池堆功率密度也达到3kW/L,最大功率为100kW,补充氢燃料仅需3分钟。
本田预计,2020 年累计实现4 万辆保有量,2025 年累计实现20 万辆保有量,2030年实现80 万辆保有量。
现代汽车
现代汽车氢燃料电池车NEXOFuelCell
韩国现代从1998年开始研发燃料电池汽车,2005 年采用巴拉德的电堆组装了32辆运动型SUV,实现了燃料电池系统的国产化。
2006年推出了自主研发的第一代电堆,组装了30 辆SUV,4 辆大客车,并进行了示范运行。2009年-2012 年间,现代开发了第二代电堆,装配100辆SUV,开始在国内进行示范和测试,并对电堆性能进行改进。
2012年,推出了第三代燃料电池SUV和客车,开始全球示范。2013年,韩国现代推出燃料电池汽车途胜iX35,在全球率先进入燃料电池千辆级别的小规模生产阶段。
该SUV采用了100kW燃料电池,24kW锂离子电池,100kW电机,70MPa的储氢瓶可以储存5.6kg 氢气,NEDC循环工况续航里程588km,最高车速160km/h。2015年,该燃料电池发动机被评为沃德(Ward)北美年度十佳量产的发动机之一,这是燃料电池首次入选。
为了发展燃料电池汽车,2017年,现代汽车旗下的摩比斯兴建了一家工厂,力求实现氢燃料电池车零部件的量产。该工厂的动力总成燃料电池套件年产能为3000台。
2018年北京车展,现代汽车带来了新一代氢燃料电池车NEXO,采用现代燃料电池系统第四代技术,在零下30°C的极限环境仍然能正常启动,充电5分钟,即可实现590km以上的世界最高水平续航距离。此外,NEXO还首次应用了设计成三槽一体化的氢储存系统,通过最优化的排布,获得了与同级内燃机车辆水平相当的宽敞载物空间。
2018年,现代汽车公布了“燃料电池电动车2030展望”(FCEVVision2030)计划,现代汽车及其供应商体系将投资7.6万亿韩元,用于燃料电池系统研发和相关配套设施。计划公布的当天,现代汽车的子公司现代摩比斯在韩国忠州市举行了第二个燃料电池厂的开工仪式。
2019年2月,韩国现代汽车公司宣布,截至2022年将在全球市场销售1万辆NEXO氢燃料电池汽车。这款氢燃料电池车将在韩国国内发售,年内会销往欧洲等主要市场,这款零排放汽车加氢5分钟可支持的行驶里程为609km。
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详见2019年5月15日出版的《汽车商业评论》杂志
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氢燃料电池汽车概念股有哪些
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氢能源电池实力排名?
氢能源电池实力有一下几家:
一)亿华通688339
主要亮点:中国氢能产业先行者。
(二)南都电源300068
主要亮点:主要从事氢燃料电池膜电极、电堆模块、系统及相关测试设备的设计开发、生产制造和技术服务。
三)东方电气600875
主要亮点:全球最大的发电设备研发制造基地和电站工程承包特大型企业之一。
(四)潍柴动力000338
主要亮点:我国内燃机产业骨干企业。
(五)大洋电机002249
主要亮点:已形成了“电机+电控+氢燃料电池”的完整产业链。
(六)雪人股份002639
主要亮点:公司已拥有领先的制冰、冷链技术以及完善的氢能产业链尖端技术。
(七)长城电工600192
主要亮点:高中低压开关成套设备、压电器元件等电工电器产品技术国内领先水平。
(八)美锦能源000723
主要亮点:拥有从煤炭、焦化、天然气到氢燃料电池汽车的完整产业链体系。
(九)科力远600478
主要亮点:公司是国内唯一一家能为镍氢动力电池提供配套原材料的企业。
(十)全柴动力600218
主要亮点:从事燃料电池、动力系统集成以及燃料电池的核心部件研发、生产和销售。
氢能斗王源龙头股排名前十
氢能源的历史和原理氢是如何被发现的呢,15世纪末,欧洲化学家们在寻找水的起源时,发现了氢的存在,随之在18世纪后期,英国科学家亨利卡文迪许,在易燃空气的实验过程中,证明了氢氧结合燃烧后只产生水,在相同时期,被称为现代化学之父的安东尼拉瓦锡,通过对水成分的分析,确定了水是由氢和氧结合组成,并正式提出了氢这一元素名称,在那之前,氢一直被称作易燃空气,氢具有无限的可能性。其结果法国发明家在18世纪,利用氢气密度相对较小的特性,制造了第一个氢气球,但是当时由于技术上的限制,氢气无法被用作燃料,那么氢是如何逐渐被开发为能源使用的呢?1839年,英国皇家学会的威廉罗伯特格罗夫,根据水电解的原理,提出了逆向使用氢氧结合发电的想法,基于这个想法,他成功研发出了世界第一个安全环保的氢燃料电池,其后在1939年,剑桥大学的弗朗西斯贝肯,将这种氢燃料电池安装到叉车上,并成功地进行了试驾。1950年,奥地利科学家卡尔科德士,首次成功开发出氢燃料电池车,基于卡尔科德士的设计成果,在1960年,美国汽车制造商通用汽车,投入200名胡宴饥研究人员,设计出了氢燃料电池常用车,大约在同一时期,欧洲也对氢燃料电池车的开发,进行了积极的研究,德国汽车制造商戴姆勒奔驰,宣布成功研发出氢燃料电池客车,随后在1999年,奔驰发布,装有小型燃料电池系统的小型汽车。总而言之,氢能在经历无数科学家的研究和开发过后,如今已成为了人类不可或缺的汽车环保能源。祥粗本篇文章牛哥就跟大家盘点一下,十大氢能源龙头企业。一、美锦能源氢能源总龙头公司半年报净资产收益率11.27%,毛利率32.93%,半年报营收88.93亿,同比增长69.55%,净利润12.49亿,同比增长1909.35%,当前总市值599.97亿,动态市盈率24.02。二、厚普股份氢能源龙头公司半年报净资产收益率1.58%,毛利率28.75%,半年报营收3.57亿,同比增长119.68%,净利润0.17亿,同比增长156.07%,当前总市值98.15亿,动态市盈率294.26。三、全柴动力氢燃料电池龙头公司半年报净资产收益率5.10%,毛利率12.28%,半年报营收26.98亿,同比增长24.39%,净利润1.13亿,同比增长14.94%,当前总市值53.58亿,动态市盈率23.64。四、潍柴动力我国重卡行业龙头公司半年报净资产收益率11.25%,毛利率18.84%,半年报营收1263.88亿,同比增长33.75%,净利润64.32亿,同比增长37.42%,当前总市值1699.93亿,动态市盈率13.22。五、雪人股份制冰机行业的龙头公司半年报净资产收益率-1.35%,毛利率13.56%,半年报营收8.20亿,同比增长36.98%,净利润-0.28亿,同比增长0.87%,当前总市值54.47亿,动态市盈率-95.87。六、中泰股份国内深冷设备龙头公司半年报净资产收益率5.31%,毛利率18.20%,半年报营收11.36亿,同比增长24.6%,净利润1.25亿,同比增长55.74%,当前总市值94.55亿,动态市盈率37.80。七、大洋电机无刷电机企业龙头公司半年报净资产收益率2.79%,毛利率19.00%,半年报营收46.50亿,同比增长32.66%,净利润2.40亿,同比增长213.95%,当前总市值193.74亿,动态市盈率40.42。八、浙江新能新能源行业龙头公司半年报净资产收益率3.29%,毛利率56.88%,半年报营收13.19亿,同比增长9.83%,净利润2.23亿,同比增长29.48%,当前总市值274.98亿,动态市盈率61.55。九、阳煤化工国内煤化工龙头公司半年报净资产收益率5.89%,毛利率12.65%,半年报营收94.45亿,同比增裤返长14.76%,净利润3.36亿,同比增长154.3%,当前总市值138.28亿,动态市盈率20.60。十、富瑞特装LNG全产业链装备制造龙头公司半年报净资产收益率1.86%,毛利率19.81%,半年报营收8.56亿,同比下降1.1%,净利润0.32亿,同比增长2.05%,当前总市值58.17亿,动态市盈率91.29。最后一位:( )( 氢能源 )龙头原因:(主力集结完毕,双底筑底、上升回档的形态)
汽车配件供应商离有哪些?
在全球五百强企业中,与汽车bai相关的行业都占相当大的一个比例,但是造出一辆好车都离不开汽车公司的独具匠心的设计,但是零部件的选用是实现设计的重要一环。所以汽车零部件供应商往往才是汽车行业的命脉之根本,像博世、麦格纳等品牌大家都耳熟能详,今天,依斯倍环保小编就给大伙盘点一下全球十大知名汽车零件供应商,里面可是有不少世界五百强企业,看看大家认识几个!德国罗伯特·博世1.德国罗伯特·博世(Bosch)博世汽车是全球最大的汽车零部件供应商,他们主要生产蓄电池、滤清器、火花塞、制动产品、传感器、汽柴油系统、起动机和发电机等。在2017年世界500强企业排名76位,无愧为德国汽车产业的支柱。准确说,博世不仅仅是汽车零部件供应商,乘用汽车零部件的营收只是其总收益的一部分。另外博世集团在汽车领域将持续发力氢燃料电池技术、继续挖掘内燃机潜力以及加强自动驾驶与驾驶辅助技术的研发。博世预计2030年,燃料电池将会是汽车动力总成领域的主流解决方案德国采埃孚2.德国采埃孚(ZF)采埃孚作为最知名的生产变速箱厂家,像宝马/奥迪用的纵置8AT,以及Jeep、路虎、本田使用的横置9AT都是用他们家的产品。作为德国重要的汽车零部件供应商,在2017年世界500强企业排名263位,今年他们集团在全球范围内的研发投入将超过20亿欧元,用于研发先进的电驱动产品、变速器的混合动力技术、车辆安全系统以及自动驾驶技术。德国大陆集团3.德国大陆集团(ContinentalAG)马牌轮胎我想大家应该都知道吧,但是说到德国大陆,大家可能不太清楚是啥,小编今天就告诉大家,马牌轮胎就是德国大陆轮胎,包括汽车行业的很多领域,像制动系统、发动机喷射系统、ESP等德国大陆集团都有所涉及。集团在自动化及自主驾驶领域,和未来的全面自动化驾驶阶段,摄像头、雷达及激光雷达传感器等均占据全球前列水平。加拿大麦格纳4.加拿大麦格纳(MAGNA)加拿大麦格纳是全球最多元化的汽车零部件供应商,在2017年世界500强企业排名第290位,他们可以用自主生产的所有部件产品造出一辆完整的汽车,这是很多一线知名车企都做不到的本事,加拿大麦格纳还为汽车制造商开发和制造高级驾驶辅助系统(ADAS)产品的经验多年,麦格纳的综合实力着实惊人。日本爱信精机5.日本爱信精机(Aisin)日本爱信精机是专业生产横置6AT变速箱的厂商,我们所熟知的日系、法系、德系、自主车上的6AT变速箱其实就是他们造的,所以他们靠自己就可以在2017年世界500强企业中排名324位。作为日本车巨头丰田控股的零部件供应商,在日系车广泛使用的CVT也大多有他们生产的汽车零部件。日本电装6.日本电装(DENSO)日本汽车作为全球知名的汽车厂商,在全世界有很高的汽车保有量,自然他们的汽车零部件供应商也同样不容小觑,日本电装作为日本第一大的汽车零部件供应商。在2017年世界500强企业排名236位,虽然其在民众中的知名度不如上面提到的日本爱信,但是他们的公司体量比爱信更大。包括空调设备、电控产品、散热器、火花塞、组合仪表、过滤器、产业机器人、电信产品以及信息处理设备,电装共有21种产品都是日本电装做的,均排名世界第一。韩国现代摩比斯7.韩国现代摩比斯(Mobis)作为广大韩系车的背后最强后盾,韩国摩比斯主要为现代起亚旗下的汽车产品提供专业零部件产品,而且摩比斯公司还是韩国现代起亚集团的全资子公司,其品牌标志是魔比斯环,又名麦比乌斯圈,是一种单侧、不可定向的曲面。目前在2017年世界五百强企业中排名323位。值得一提的是,韩国摩比斯也和加拿大麦格纳一样,业务覆盖全车体系,也几乎能用自家的产品造出一辆完整的汽车。法国佛吉亚8.法国佛吉亚(FAURECIA)佛吉亚(FAURECIA)是法国汽车零部件企业,是全球第六大汽车零部件供应商。法国佛吉亚的业务主要涉及在汽车座椅系统、排放控制技术系统、内饰系统和外饰系统等等。佛吉亚在大家心目中出名的是汽车座椅技术,其座椅机构件业务居全球第一,整椅居全球第三。美国李尔9.美国李尔(Lear)美国李尔公司作为全球最大的汽车内饰系统零部件供应商之一,也同样是世界500强企业之一,最早成立于1917年,由于他们发展速度惊人、一路飞驰,美国李尔公司已经成为这些年来美国发展最快的生产企业之一,已经被美国专业的《财富杂志》评为汽车配件行业中最受欢迎的企业。法国法雷奥集团10.法国法雷奥集团(Valeo)法雷奥集团(Valeo)作为一家世界领先的汽车零部件系统、模块设计、开发、生产的工业集团供应商,他们为如奔驰、宝马、丰田等世界上主要的汽车厂商提供相应的配套服务。法雷奥集团总部位于法国,公司业务涉及广泛,包括售前及售后业务服
氢能源行业研究:蓄力产业化,期待市场、技术新突破 - 知乎
(报告出品方/作者:中信证券,祖国鹏、王喆)
国家发改委2022年3月23日发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》(下文简称《规划》),明确了氢能产业未来的定位,也明确了政策鼓励的应用场景和领域,勾勒出氢能中长期发展蓝图,有助于强化投资者对氢能产业发展信心,提振产业参与者的长期预期。总体而言,行业中长期规划对投资而言,主要有三大核心要点,包括氢能定位、未来发展目标以及应用方向。
《规划》将氢能的定位做了系统性的提升,明确了三大定位:
氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。充分发挥氢能作为可再生能源规模化高效利用的重要载体作用及其大规模、长周期储能优势,促进异质能源跨地域和跨季节优化配置,推动氢能、电能和热能系统融合,促进形成多元互补融合的现代能源供应体系。这些提法中,相对于之前将“氢气”作为工业危化品进行管理,氢能地位有了明显提升。
氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。以绿色低碳为方针,加强氢能的绿色供应,营造形式多样的氢能消费生态,提升我国能源安全水平。发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用,深挖跨界应用潜力,因地制宜引导多元应用,推动交通、工业等用能终端的能源消费转型和高耗能、高排放行业绿色发展,减少温室气体排放。
氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。以科技自立自强为引领,紧扣全球新一轮科技革命和产业变革发展趋势,加强氢能产业创新体系建设,加快突破氢能核心技术和关键材料瓶颈,加速产业升级壮大,实现产业链良性循环和创新发展。践行创新驱动,促进氢能技术装备取得突破,加快培育新产品、新业态、新模式,构建绿色低碳产业体系,打造产业转型升级的新增长点,为经济高质量发展注入新动能。
《规划》在“稳步推进氢能多元化示范应用”方面提出了四大应用方向,这四大方向大概率也将成为氢能行业中成长较快的子领域,分别对应:1)氢能车领域“有序推进”,主要以推广氢能商用车型为主,在车辆领域,特别强调了“氢能将是锂电的补充”。2)储能领域“发挥氢能调节周期长、储能容量大的优势”,打造“风光氢储”一体化,“探索氢能跨能源网络协同优化潜力”,未来氢能更多扮演的是能源灵活转换载体的角色。3)推广氢能在分布式能源领域的应用,在可再生能源基地,探索以燃料电池为基础的发电调峰技术研发与示范。4)“探索氢能在工业生产中作为高品质热源的应用,扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模”,未来氢能将在工业减碳中发挥关键作用,是“碳中和”不可缺少的一环。在中央层面的政策规划落地后,预计地方**的产业政策和鼓励方向也将向中央政策靠拢,产业参与者的预期也更为明确,有助于氢能产业的加速发展。
目前,氢能产业相关补贴主要通过燃料电池示范应用政策发挥作用,补贴的主体主要以氢能车为主,也包含了相关零部件及氢能供应端。2021年8月底,第一批燃料电池示范应用城市群落地,对应了广东、上海、北京三个区域,这三个城市群是前期产业链相对完整、产业初步具备规模的区域,尽管有些城市群也出现了跨地理区域的联合,但第一批主要城市区域还是集中在东部省份。今年年初,城市群又进一步扩容,新增了以河北张家口和郑州为中心的两大城市群,相关政策惠及的区域及企业进一步扩大,为氢能行业发展带来增量政策支持。我们预计随着氢能产业的快速发展,未来更多的区域将具备燃料电池示范应用的条件和基础,比如中部的湖北以及西南区域的四川、重庆都有可能出现新的示范城市群,从而将有效带动产业链规模扩张。
在中央**层面的示范应用政策启动之后,示范应用城市也陆续跟进了补贴细则。11月3日,上海市发改委等部门联合发布了《关于支持本市燃料电池汽车产业发展若干政策》,政策明确了至2025年上海氢能补贴政策及标准。广东省发改委在11月下旬也出台了《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2021~2025年)》,对于整车、关键零部件材料以及加氢站均确认了地方与中央1:1的补贴配比金额。此外,部分非示范应用名单的城市,如宁波,提出按照不超过中央财政燃料电池汽车示范应用奖励标准(不含关键零部件额外奖励)的2倍进行补贴,其中2021年、2022年参照国家第一年奖励标准。除了车辆的补贴外,各个地方对加氢站和相应关键零部件也都有配套补贴跟进。地方**补贴的跟进有助于进一步减轻产业链的成本负担,加速氢能车的推广和应用。
《氢能产业中长期发展规划》落地并不意味政策到此为止。除了氢能行业自身和燃料电池示范应用相关政策之外,其它领域的产业政策对氢能的重视程度也在提升。预计未来政策将沿着多个维度展开,为产业送来政策“东风”。首先,从中央政策角度,能源领域的相关规划预计也会逐步将氢能纳入政策框架。如2022年4月发布的《“十四五”可再生能源发展规划》,将规模化可再生能源制氢、氢储能列入发展方向。第二,预计示范应用城市群范围还将有所扩大。除了今年初新增的张家口、郑州两大城市群外,预计氢能初创企业分布较多的成渝等西南区域以及武汉等华中区域,也有望加入新的示范城市群。第三,预计地方新增政策也会不断叠加。2021年在示范应用城市群之外的地方**,也积极推进了鼓励政策,比如宁波市的氢能产业规划,也比照燃料电池示范应用城市的补贴标准对产业链相关企业进行补贴。2022年,在各省出台的能源、交通领域“十四五”规划中,也可以看到对氢能产业链发展的政策目标。除此之外,上海等燃料电池示范应用主要城市,也推出了地方层面的氢能产业中长期发展规划。
因此,未来1~2年依然会处于氢能政策发布的高峰期,中央政策在氢能技术攻关方面还会加大力度,也会有相应的研发和成果转化配套支持政策,这些都有助于氢能市场的开发。地方**在减碳和新能源基建政策的推动下,也有动力对氢能产业进行扶持和补贴。政策效果还将不断叠加,有助于产业吸引资本加入,助推产业发展提速。
近三年,燃料电池车销量一直处于波动期,主要受补贴政策出台的节奏影响。在2021年8月底燃料电池示范应用政策落地之后,产业链对补贴政策和方向都更为明确,订单也开始活跃。2022年开始燃料电池汽车产销量同比已出现大幅增长,按照中汽协数据统计,前5月燃料电池汽车产销分别完成0.12万辆和0.09万辆,同比分别增长5.8倍和3.5倍,其中5月单月产销量分别为243/103辆,同比分别增长5.4/10.4倍,同比增长势头强劲。但从单月节奏看,3月份是近两年的单月新高,4~5月份数据较前3月单月有明显下滑。
在车型结构方面,绝大部分燃料电池车型为商用车,而乘用车前5月累计产量仅有20辆,主要是乘用车成本高及使用场景的限制。在商用车中,货车的占比有明显提升,从去年全年5.8%的占比提升至29.3%,专用车的占比升至52.51%,较去年全年占比提升15pcts。在货车的销量结构中,重卡及微型货车销量明显增加,重卡的增加,一方面得益于补贴政策对于大载重商用车的倾斜,另外一方面是地方**及国企的采购增加;而微型货车的销量增加预计主要是车辆适用场景较为丰富,便于推广。专用车的数量占比过半,主要是对应叉车、环卫车等专用特定车型。
从电池装车量看,根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据统计,今年前5月乘用车、客车、专用车燃料电池累计装车量分别为0.7/22.4/33兆瓦,同比分别有130%/6.2%/9.7%的增幅。前5月客车与专用车的平均单车装车电量分别为110/89KW,客车单车电堆功率较去年平均水平有明显提升(+17%),专用车平均装车功率有所下降,预计与小型车辆占比提升有关。
目前,已通过国家批复的五大燃料电池汽车示范城市群有:京津冀城市群、上海城市群、广东城市群、河北城市群、河南城市群。从各示范城市群分类型车辆累计接入量来看,广东城市群和上海城市群氢燃料电池专用车累计接入量高于客车;京津冀城市群、河北城市群、河南城市群以氢燃料电池客车推广占主导。根据新能源汽车国家大数据联盟统计,截至2022年4月底,各示范城市群氢燃料电池汽车累计行驶里程共计16379.10万公里,其中广东城市群氢燃料电池汽车累计行驶里程最高,达到8780.03万公里;其次是上海城市群,累计行驶里程分别为2326.85万公里。
根据新能源汽车国家大数据联盟统计,从行驶时长看,燃料电池示范群累计行驶时长约为632.59万小时,其中广东城市群行驶市场305.25万小时,时长最高;河南、河北、上海城市群分别为111.68/84.15/81.67万小时。从月度车辆上线口径统计,1-4月份,广东城市群月度上线车辆数均在900辆以上;京津冀城市群居其次,月度上线车辆数分别在500辆以上;上海城市群上线车辆数呈月度下降趋势。以上线率计算,京津冀城市群、河南城市群氢燃料电池客车上线率较为稳定,月度间波动小;由于2~3月份冬奥会期间,河北城市群氢燃料电池客车几乎全数运行,冬奥会结束后,上线率略有下降,但依然维持在80%以上。而上海地区,受疫情影响,3~4月份上线率大幅缩水,4月车辆月度上线率4.79%。
从样本数据日均行驶里程看,大部分区域燃料电池车日均行驶里程都超过了纯电动车,判断主要是氢燃料电池车以商用车为主,单车单日行驶距离长;从车辆日均行驶时长看,两类车型差距并不大。总体而言,无论是车辆推广数以及运行里程数,广东城市群在各大城市群中都是遥遥领先,主要是基于广东区域较早的产业布*和主要城市较强的财政支持力度。
从长周期数据看,目前氢能燃料电池车单月销量还在100~300辆的量级,如果跟锂电车比较,这一量级的销量差不多对标2011~2012年的锂电车单月销量。如果简单做类比,从氢能在交通领域的应用看,燃料电池车的发展相当于10年前的锂电,还处在产业化的初级阶段。但是与前一个十年不同,国内制造业的装备技术水平以及材料产业技术积累都在加速,也为燃料电池车的加速发展提供了坚实的基础,我们也乐观判断,2025年前后,氢能车就可以完成产业化,实现全行业的盈利。
IEA(国际能源署)的数据表明,全球交通行业的二氧化碳排放量逐年增加,是全球第二大排放部门,占总排放的25%;细分结构,公路运输占行业碳排量比重最大(75%)。中国正走在碳中和的道路上,公路运输行业也继续大力减排。交通领域减碳最根本的方式,是对中重型车辆进行燃料替代,升级为清洁排放的电动类型车辆。从车辆运行原理而言,氢燃料电池车和锂电池车都是电力驱动,电机和电控系统类似,区别就在于电力来源上。氢燃料电池可以看作小型“发电机”,而锂电池则更类似于“储电”的装置。
氢电和锂电相比,在一些应用场景有明显的优势:
充能时间角度,纯电动重卡的充能时间普遍在1.5小时左右,而氢燃料重卡的充能时间普遍只需要10~15分钟,具有明显优势。虽然电动汽车目前也在推广换电,可以节省充能时间,但续航里程短和频繁的换电次数,也会明显影响重卡运营效率和使用经济性,因此从清洁电动车型看,氢燃料重卡更适合长距离运输。
工作环境角度,锂电池的最佳工作温度一般在20℃以上,一般放电工作温度在-20~60℃。对重卡常用的磷酸铁锂电池,在0℃时,放电效率只有85%,在-20℃时放电效率只有将近一半。虽然针对锂离子动力电池低温性能也有改进措施,但会对其它一些技术指标,比如循环性和能量密度等带来较大的负面影响,并且增加电芯成本。氢燃料电池虽然有“冷启动”的问题,但国内已普遍实现-30℃低温启动,在低温环境下并不会出现明显的电量衰减,可满足北方冬季绝大多数的应用场景。
续航里程角度,目前国内重卡普遍配置10个储氢罐,单罐储氢重量在3.5~4kg氢气,至少可以驱动31吨载重的重卡运行约400公里,而锂电重卡充电一次,续航里程仅在100~200公里。
我们按照燃油、氢电、锂电三种不同能源类型的车辆,分别测算了客车、重卡、乘用车三类用途车辆的成本,考虑的成本主要包括:车辆购置成本按照汽车使用年限计算的“折旧”成本、年度燃料使用成本、年度维修保养成本、年度保险费用、年度过路及停车等费用。在目前的技术路线下,无论是客车、重卡还是乘用车,锂电都有绝对的成本优势,我们测算锂电类型的客车/重卡/乘用车年度成本分别为20/35/3万元,而氢电类型的客车/重卡/乘用车成本分别为42/67/7万元,氢电的成本基本比锂电成本高1倍以上。因此从经济性而言,锂电是目前最有竞争优势的。
按照中汽协统计数据,2022年1~5月新能源重卡累计销售7677辆,同比增长488%;但氢能重卡的销量只有130辆,数量差距明显,主要还是由于经济性的短板。从可获得的分类数据看,一季度燃料电池车型和混合动力合计仅销售114辆,经济性依然是影响氢能汽车推广的主要方式。考虑到氢燃料电池在续航里程方面的优势,在长途货运领域内具有较大的发展空间,因此未来氢燃料电池汽车的发展重点领域是氢燃料电池重卡。从消费端考虑,氢能重卡的全生命周期成本(TCO)与竞品的平衡点是氢能重卡市场渗透率提升的关键。中国电动汽车百人会发布的《中国氢能产业发展报告》预测,氢能重卡每公里TCO成本在2025年将降至5.6元/km,在2030年可降至4元/km左右的水平,基本与锂电车平价,2035年可降至3元/km,开始出现成本优势。
如果将氢能重卡与燃油重卡成本比较,从初始购车费用和日常维护成本的角度,两者差异不大,主要的差别在于燃料成本。我们按照行业平均的燃料消耗水平,燃油重卡每百公里耗油35L,氢燃料重卡每百公里消耗氢气约12kg,按照7元/L和35元/kg的单位燃料成本测算,百公里燃料成本分别为245/420元。因此,以目前的成本体系和水平,若要在运行过程中实现平价,则需氢气的价格降至20元/kg。氢能重卡的推广在2021年已经起步,鄂尔多斯等地方**以及高耗能行业的部分国企,已加入到氢能重卡的采购和试用中。2022年以来,氢能重卡的示范应用和推广也在深入推进:2022年1月,浙江嘉兴港区49吨燃料电池重卡在港口、码头运输领域的商业化应用项目成功申报了“嘉兴市燃料电池汽车示范应用项目”;上汽红岩鄂尔多斯基地天隆工厂投产暨首批车辆下线隆重举行,标志着全球首个万辆级氢能重卡产业链项目落地取得阶段性成果。湖北武汉、浙江嘉兴等地首台氢能重卡在5月份陆续投入运行。长城汽车“长征牌”重卡停产传统燃油车型,氢能重卡在6月份正式问世。
展望2022年下半年,氢能重卡上量的推动因素或继续发挥积极作用:第一,在新的补贴框架下,重载商用车可获得最高金额的补贴,为企业增加重卡产量提供充分的激励;第二,产业链降本叠加性能的提升,有助于车辆的推广;第三,地方**和国企基于减碳的目标,对氢能重卡的采购意愿还会持续升温。我们预计2022年氢能车的销量或超过6500辆,其中客车及货车销量分别为1250、1670辆左右,货(卡)车增量开始超过客车,其中主要的增量来自于重卡,物流车由于种类多、应用场景丰富,依然是销量最多的车型,预计销量在3500辆。
我们以前文的乐观预期计算,假设2022年FCEV销量为8000~10000辆,预计燃料电池出货量对应0.9GW,关键材料中,国产质子交换膜用量为2.8万平米;假设2023~2025年FCEV销量分别为1.2/2.5/3.9万辆,预测对应燃料电池出货量为2.8/5.8/10GW,对应质子交换膜的用量分别为15/33/50万平米。展望“十四五”期间,国内氢能源车有望进入量产阶段,结合各地方**的氢能源规划,我们预计2025年全国燃料电池车保有量有望达到9万辆左右,其中预计乘用车、客车、重卡、物流车保有量将分别达到1000、12000、50000、30000辆左右,2050年燃料电池车数量可以超过600万辆。相应的燃料电池需求预计将从目前的0.3GW左右上升至2025年的800~850GW。(报告来源:未来智库)
在交通领域,“双碳”目标也在推动航运业的绿色转型,这就为发展氢能船舶产业带来了市场机遇。海运业是温室气体主要排放源之一。海运业每年的二氧化碳排放量达到3亿吨左右,大约占全球温室气体排放的3%,推广绿色船舶则有望减少这一行业的碳排放。近年来,研究清洁、高效、可持续发展的新能源动力推进技术已经成为绿色船舶的重要发展方向,而将零排放的氢燃料电池技术应用于船舶,则被普遍视为一种有效的解决方案。以目前氢能燃料电池的技术而言,固定线路轮渡、近海船只、进出峡湾的游轮等可考虑采用氢电船舶来代替。
从中央到地方,氢能船舶的政策、规划也在陆续推进。今年3月,我国海事*印发了《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则(2022)》(简称《规则》),从检验与发证、船舶布置、轮机、电气装置、控制检测和安全系统、消防、氢燃料加注、氢燃料加注等方面做出了具体的要求。同时,各地方在氢能相关发展规划中,也频繁出现了对氢能船舶的政策表述。
国内氢能船舶的推进也在起步,在2021年年初,武汉众宇动力获得中国船级社颁发的首张船用燃料电池产品型式认可证书;2022年5月17日,国内首艘入级中国船级社的500kw氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”在江龙船艇中山科技园举行隆重的开工仪式;2022年6月,国电投氢能的FCPS-S120船用氢燃料电池也通过中国船级社的认证。海外市场上,美国燃料电池企业BloomEnergy也规划进入船舶领域,BloomEnergy计划与法国大西洋船厂(Chantiersdel’Atlantique)、地中海邮轮三方今年在“MSCWorldEuropa”号邮轮上调试一套固体氧化物燃料电池(SOFC)辅助动力系统。对于氢能产业链而言,氢能船舶市场有较大的开发潜力。一方面,氢能船舶的运行环境多数都是开放式的环境,安全性友好,适合大规模的推广;另一方面,氢能船舶的燃料电池功率相对较大且需求多样化,国内目前船舶上应用的电池功率从120~500kw不等,海外等电池系统厂商甚至推出了兆瓦级(3兆瓦,约4000马力)等超大功率的燃料电池系统,也意味着未来船舶领域对燃料电池有更大的需求空间。
目前国内并没有运输用的大型商用氢能船舶,按照目前可获得的总量数据,交通部2015年统计,我国内河运输船舶、沿海运输船舶的功率分别为3279/1858万千瓦,按照2010~2015年6%的CAGR外推,我们预计2035年/2050年两大类运输船舶的功率有望分别达到166/403GW。假设氢能船舶渗透率为1.5%,2030~2035年氢能船舶对燃料电池的需求有望突破1GW,假设2050年氢能船舶渗透率提升至30%,2050年氢能船舶对燃料电池的需求有望突破100GW,也是不容忽视的大市场之一。
随着氢能技术的升级和应用的不断迭代,氢能在无人机领域的应用也逐渐展开。2021年12月,深圳市发展和改革委员会制定并印发《深圳市氢能产业发展规划2021-2025年》,提出至2025年,深圳市氢能无人机示范应用不少于100架。2022年3月23日,国家发展改革委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中也提到,要积极探索燃料电池在航空器领域的应用,推动大型氢能航空器研发。目前,氢能无人机已在包括北京冬奥会、国家电网线路巡检、中海油海上油气设施巡检等多领域示范应用,市场反响好。而且相对于锂电池,氢燃料电池无人机能量密度与热值高,续航能力可超过5小时,能耐受严寒和高温等恶劣环境。同时因为在低空飞行,氢气如果有泄漏扩散更快,安全性更高。
2016年深圳科比特航空在国内率先发布了Hydrone-1800型氢动力无人机,实现4.5小时的续航,消耗氢气约3.5立方米。2021年ZeroAvia制造了全球首架商业规模的氢动力飞机并成功起飞,德国清洁航空公司H2Fly和DeutscheAircraft正在联合开发一种可搭载40人的氢燃料电池飞机,并计划在2025年首次试飞示范。氢燃料电池无人机产业凭借其高能量密度、长续航、高环境适应性等优势,预计未来将在无人机市场,特别是工业级无人机市场占据一定的市场地位。按照民航*统计数据,截至2021年底,全行业无人机拥有者注册用户达78.1万个,全行业注册无人机共83.2万架,同比增长64%。如果未来按照每年10%的注册增速递增,预计2025年无人机注册数量将超过120万架,假设其中氢能工业用无人机对应的市场渗透率为0.5%,预计将有6000架燃料电池无人机需求,按照单机搭载2kw的燃料电池推算,预计燃料电池需求量约有12MW。若未来渗透率提升至10%,无人机每年按照10%的增速增长,预计2035年前后无人机对燃料电池的需求量可以突破1GW。
总结而言,展望2022年下半年,预计氢能车将延续上半年的高增长趋势;如果单月出现800辆左右的产销量数据(即对应年化接近1万辆的水平),预计将有效催化市场情绪,带动板块上涨。此外,船舶和无人机等交通领域的新应用也有望开始上量,进入商业化早期阶段。
在国家发改委发布的《氢能中长期发展规划》中,提出至2025年可再生能源制氢量达到10~20万吨/年的目标,将“绿氢”作为新增氢能消费的重要组成部分,实现CO2减排100~200万吨/年。我们认为,2025年对“绿氢”的规划略超预期,因为之前市场普遍认为绿氢成本实现平价是在2030年前后,进入“碳中和”阶段“绿氢”才会大规模上量。但随着政策目标的明确,预计可再生能源制氢的推进也将提速。
工业化水电解技术早在上世纪20年代就开始了在生产应用中的探索,主要动因是炼化生产的需求。70年代开始,石油危机的冲击以及环保意识的出现,导致对能源使用理念开始产生变化,加之太空航天的发展,对氢能的开发和利用逐步获得重视,开始推动电解水技术的发展。目前,可实际应用的电解水制氢技术主要有碱性液体水电解与质子交换膜电解槽两类。碱性液体水电解技术是以KOH、NaOH水溶液为电解质,在直流电的作用下,将水电解生成氢气和氧气。但生成的氢气需要经过脱碱雾处理方可达标,这一技术是最早成熟的电解水制氢技术,在20世纪中期就实现了工业化。设备方面,碱性电解槽以含液态电解质和多孔隔板为结构特征,隔膜为则多采用石棉绒制隔膜。提升碱性液体水电解技术效率的方式主要包括增加电流密度、降低膈膜厚度、提升催化剂的比表面积以及改进使用传输层(PTLs)。目前一些制造商已经成功生产了更高电流密度的碱性电解槽。另外,提升催化剂的比表面积可以加快氢气和氧气的析出反应速率。
由于启动或关闭速度慢,碱性液体电解槽很难与波动较大的可再生能源发电相匹配。风力发电和光伏发电出力存在季节性偏差,发电的间歇性和不确定性较大,风电发电量主要集中在春冬两季(约占60%),光伏发电量主要集中在夏秋两季(约占60%);大小风年的风电利用小时数相差超过20%,光伏利用小时数相差约10%。据国家电网预测,2060年全国范围内风电及光伏发电日内最大功率波动将超过16亿干瓦,约占日峰荷的60%~75%;15分钟最大功率波动可达峰荷的10%左右,1小时可达25%左右。为了匹配可再生能源发电的波动性,聚合物电解质(SPE)水电解技术取得快速发展。首先应用的是质子交换膜(PEM)电解技术,PEM电解槽的负载范围为5%-120%,冷启动时间小于20分钟,因此相较于碱性电解槽可以更好的匹配可再生能源。通过质子交换膜传导质子并且隔绝电极两侧气体,较好的克服碱性液体电解槽的缺陷。同时,PEM水电解池的结构也有助于降低欧姆电阻,提高电流密度,效率和安全性明显高于碱性液体电解槽。
凭借转化效率相较低温电解水制氢技术更高且耗电量更低的优点,固体氧化物水电解技术(SOEC)也有望成为未来技术的发展方向,特别是在大型化、成规模的应用场景中,目前一些示范项目的规模已经达到1MW。固体氧化物水电解技术(SOEC)采用固体氧化物作为电解质材料,可在400~1000℃高温下工作,良好的动力学表现使得电解槽可以使用相对便宜的镍电极,而且对电力需求也会减少,因为分离部分的能量可以通过热能提供。SOEC电解槽制氢能耗约为35-50kWh/KgH2,较碱性电解槽和PEM电解槽降低约30%,转化效率(LHV)提升约20%-30%。此外SOEC的另一优势是可逆性,即将可逆燃料电池SOFC用于可再生能源的存储,形成电-氢气-电的制氢、储氢和发电的系统。目前困扰SOEC发展的重要因素是耐久性不佳,主要由于电解过程中的热化学循环导致材料降解速度加快从而降低系统使用寿命。目前固体氧化物水电解技术(SOEC)仍未实现商用,提升固体氧化物的性能、耐久性和降低操作温度是未来的研发重点。
此外,阴离子交换膜电解技术(AEM)也具有发展潜力。提升AEM技术性能的方式包括提升膜的导电性能或添加支持性电解质(如KOH或NaHCO3),然而这样的调整可能会导致耐久性下降。因此后续研究工作的主要目标是寻找具有理想性能的AEM膜(高机械、热和化学稳定性、离子传导性以及对电子和气体的低渗透性)。AEM技术拥有成本低,效率高等优势,如果可以通过技术进步克服膜导电率低等缺点,预计将会有很好的应用前景。(报告来源:未来智库)
现行技术条件下电解水制氢成本较高,其中主要包括电费成本,设备折旧成本、人工费用等。随着技术的进步以及自动化生产,设备成本会逐渐下降;提升设备使用时长从而提升氢气产量的方式也可以摊薄设备的折旧成本和其他固定费用。此外,占比电解水成本较高的电价也会随着光伏、风电等可再生能源的发展持续下降。
目前全球成熟的电解水制氢技术,主要是碱性电解和PEM电解两种方式。两者的成本构成也有明显的区别,PEM电解水制氢的绝对成本高,主要是双极板、膜材料以及铂、铱等贵金属催化剂材料,成本明显高于碱性电解槽。
参考目前正在建设的中国石化**库车绿氢示范项目规划预算数据,制取1Nm3氢气所需脱盐水的成本约为0.004元,用于脱氧和脱氢系统的金属钯催化剂的成本约为1元/1Nm3氢气。催化剂理论上不参与反应过程,但在实际中会失活并且产生消耗,因此需要定期更换回收,由于回收价格不定,该部分暂不计入计算。此外,根据国际再生能源组织计算,电解水的最小消耗大约是每千克氢消耗9千克水,水的成本占比制氢总成本的2%,为方便计算,本次计算忽略水价。假设成本计算公式为:制氢成本=电价×单位电耗+(每年设备折旧+每年运维)/每年制氢总量,此外假设(1)碱性电解槽价格5000元/kw;(2)设备折旧期10年,设备每年折旧10%;(3)工业用电价格0.5元/kWh,每立方氢气耗电4.5kWh;(4)设备每年工作3000小时,每年制氢300万Nm3;(5)人工成本和维护成本每年40万元。经计算可得在现在的技术条件下制氢成本为36.14元/kg。
增加电解槽的运营时间,也可以摊薄单位制氢成本。电解槽运营时间主要受限于可再生能源的发电情况,根据国家能源*发布的2021年可再生能源并网运行情况显示,2021年,全国风电发电量6526亿千瓦时,同比增长40.5%;利用小时数2246小时。未来随着风电机组大型化以及海上风电技术的发展,江苏、广东、福建部分地区年均利用小时数可达到4000小时左右。在光伏发电方面,2021年,全国平均利用小时数1163小时,同比增加3小时。目前为了应对可再生能源发电的间歇期,制氢厂商通常外购用电以提升电解槽的利用率。以中石化库车绿氢项目为例,在光伏发电时段,电解槽及其他用电设备采用光伏所发电电源;光伏不发电时段,外购部分绿电供部分电解槽连续运行,其他用电负荷同样采用外购绿电。2021年全国弃光电量67.8亿千瓦时,利用光伏发电制氢可以有效地消纳这些电量,目前光伏发电制氢在西北地区等资源一类区域已具备经济可行性,随着光伏发电成本的持续下降,光伏发电制氢竞争力将进一步增强。
假设2030年碱性电解槽成本至3000元/kw,电解槽每年工作时间4000小时,度电成本在0.3元的条件下,制氢成本为20.51元/kg,基本可以与化石能源制氢实现平价;若度电成本维持在0.4元/kwh,则对应的制氢成本为26.97元/kg。假设2050电解槽价格下降至1000元/kw,电价降至0.13元/kWh,制氢成本为9.1元/kg,如果利用小时数可以升至6000,对应的制氢成本可降至8.26元/kg。
目前导致PEM电解槽成本较高的核心因素之一是使用贵金属催化剂,PEM电解槽阳极由于受到高氧化电位的影响,很少有材料可以在此环境下长期使用,因此需要使用铱作为催化剂,而传输层(PTL)也需要大量的包裹着铂金属的钛基材料,金属铱和铂是两种十分昂贵的贵金属材料,这导致PEM电解槽的材料成本大幅高于碱性电解槽。PEM电解槽中铂的使用量为1g/kW,目前每年铂金属的产量约为200吨,假设所有铂金属都用于生产电解槽,这将支持每年部署200GW电解槽。考虑到设备至少10年的使用寿命以及从设备中回收铂金,这将在未来支持2000GW的电解槽生产能力。PEM电解槽中铱的使用量为1-2.5g/kW,每年全球铱金属的产量为7-7.5吨,这只能支持在未来十年部署30-75GW的电解槽。此外生产铂和铱金属的过程中也会产生大量的二氧化碳。因此综合来看降低电解槽中贵金属催化剂的使用量是十分必要的。
按照国际可再生能源署预测,未来通过技术改进等方式,PEM电解槽中的铱含量将降低96%,铂含量将降低97.5%。
此外,质子交换膜占比成本也较高,因此改进交换膜也是降低设备成本的重要方式。质子交换膜已经应用于氯碱工业数十年,目前在业内已有成熟的供应商如美国戈尔、3M等,因此随着PEM电解槽市场规模的扩大,大规模生产质子交换膜后可以产生相当的经济效益,从而降低成本。最近,世界领先的工程陶瓷制造商CoorsTek宣布已经成功将质子陶瓷膜应用于电解水制氢,质子陶瓷膜的工作原理首先是分解含氢分子,如水或甲烷,然后进一步将氢原子分解成质子和电子,质子通过固体陶瓷膜传输,而电子通过连接电源的金属导体分别传输。当质子和电子在陶瓷膜的另一边重新组合时,纯氢就会以压缩气体的形式产生。近期Nature也报道了质子陶瓷膜技术取得的最新突破,通过酸处理,电极更好地与固态电解质整合并且发挥其本征性能,未来质子陶瓷燃料/电解电池(PCFCs/PCECs)将有望在中温(400-600°C)条件下实现高效和零排放的化学能和电能之间的可逆转换。技术进步将会使得质子交换膜成本下降甚至取得革命性突破,以此降低PEM电解槽设备成本。
目前进口PEM电解槽的价格约为碱性电解槽的3~4倍。为计算PEM电解水制氢成本,假设(1)1000Nm3/hPEM电解槽价格5000万元,即11000元/kw;(2)设备折旧期10年,设备每年折旧10%;(3)工业用电价格0.5元/kWh,每立方氢气耗电4.5kWh;(4)每年工作2000小时,每年制氢200万Nm3;(5)人工成本和维护成本每年40万元。经过计算可得目前PEM电解水制氢的成本为55.62元/kg。未来随着技术进步和工业化生产等因素,电解槽价格也会有大幅降低。根据国际可再生能源组织的预测,考虑到制造规模、学习率、技术改进等因素,到2030年,如果部署100GW的容量,电解槽设备成本可降低40%;从长远来看,到2050年如果部署1700GW的电解槽,设备成本可降低70%以上。按照我们前文的测算,假设到2030年新能源发电成本降至0.2元/KWh,PEM电解槽成本为4400元/kw时,制氢成本将会下降至29.21元/kg,即2.6元/m³,较目前降低47%,此时电耗成本占比总成本的35%;预计到2050年新能源发电成本降至0.13元/kWh,电解槽成本为3300元/kw时,制氢成本将会下降至17.25元/kg,即1.54元/m³,较目前降低68.98%,此时电耗成本占比总成本的38%。
总结而言,碱性电解槽降本的主要方式是增加电流密度、降低膈膜厚度、提升催化剂的比表面积以及改进使用传输层(PTLs),综合延长设备使用时间,降低电价等;PEM电解槽降本的主要方式是降低贵金属催化剂载量以及寻找其他高比表面积的催化剂、改进膜技术、扩大生产规模等。按照我们上述测算,现阶段PEM电解水制氢成本较碱性电解水制氢成本高出约40%,随着设备成本的降低、运营时间增加以及电价下降等因素,二者的成本差距在2030年会降至37%左右,在2050年进一步降低至22.18%。而且由于PEM电解槽受腐蚀程度远小于碱性电解槽,因此设备残值将会大于碱性电解槽,因此二者制氢成本差距将会进一步降低。此外,由于PEM电解技术可以更好的匹配可再生能源发电技术的波动性,且PEM设备体积小,占用土地面积小,因此可以预计PEM技术在成本下降后会产生巨大的竞争优势,在未来成为主流电解水制氢技术。
我们将交通、工业等主要耗氢领域的氢能需求进行分拆测算(交通领域的预测主要以前文氢能车、船舶、飞机数量为基础,按照目前单位交通设备耗氢量加总预测;工业领域耗氢主要假设2025/2045年化工领域对氢能需求保持不变,2045年氢能对传统工业用化石能源替代率达到20%),预计2025/2045年氢气需求分别为0.25/1亿吨,假设绿氢占比分别在1%/60%,对应的电解槽需求量分别为3/550GW,假设两个阶段电解槽单价分别为4000/2000元/kw,对应电解槽的市场规模分别为127/11050亿元,预计电解槽市场在2025年可破百亿元,2045年即可破万亿元。
目前新能源装机以及在发电结构中的占比不断提升,但是由于发电与负荷的地理分布不均,远距离外送的技术制约加上可再生能源发电所固有的随机性、季节性和反调峰特性进一步增加了可再生能源调峰难度,加之风力和太阳能存在很大程度的不可预测性,这使得风电和光伏发电存在分布不均和发电量不稳定的特点,导致弃风、弃水、弃光严重。氢能是一种理想的能量储存介质,可以为多种能源之间的能量与物质转换提供解决方案。通过PTG(PowertoGas)技术,可有效解决可再生能源消纳及并网稳定性问题。在风力条件好或者光照时间长的季节,将多余的电量电解水制氢,在电力供应不足的季节,则使用储存的氢通过燃料电池发电,提供电能。此外,氢气也可直接作为燃料,混入天然气中进行混烧或在纯氢燃气轮机中直燃。
目前,SOFC还处于商业化初期,国外领先厂商主要包括美国的BloomEnergy公司、日本三菱日立电力系统公司、日本京瓷、德国博世等。国内厂商中,最早开始研发生产SOFC的是潮州三环(集团)股份有限公司,公司于2004年开始开发生产SOFC隔膜,2012年开始批量生产SOFC单电池,2017年推出SOFC电堆产品。2022年6月,由广东能源集团所属科学技术研究院与潮州三环联合开展的“高温燃料电池发电系统研发与应用示范”项目取得良好进展。根据第三方认证机构SGS检验报告显示,该项目装机容量突破100KW,交流发电效率达到64.1%,热电联供效率达到91.2%,设备主要技术指标达到国际先进水平。
如果按照上述SOFC的发电效率,如果以“电—氢—电”的转化过程计算,整个流程的效率约为45%。假设光伏发电成本为0.4元/kwh,经过电解水制氢,度电的成本变为1.27元/kwh(考虑电解水制氢70%的转化效率及SOFC64%的发电效率),电解过程中的制造费用及折旧成本度电大约承担0.2元/Kwh,发电过程中,目前海外运行的SOFC除氢气原料外的发电成本约为0.5元/Kwh,如果考虑大规模的液氢储存,度电分摊的压缩成本约为1元/Kwh,氢气储存成本对应为度电0.05元/Kwh。由此测算,目前技术下,氢气储能的成本在3元kwh左右;如果度电成本降至0.2元/kwh,氢能储能的成本可以降至2.3元/Kwh。如果使用弃风、弃光的电量,并考虑SOFC发电过程中的余热回收,氢能储电的经济性和可行性都将进一步显现。
预计2022年在政策的推动下,绿氢项目也将从示范项目逐步向商用拓展。在减碳和“碳中和”的场景下,绿氢有丰富的应用场景。一方面可以与新能源电站配合,发挥氢能储能的作用。另一方面,在工业领域,氢能也可以作为减碳的工具。工信部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》明确提到了推进“绿氢开发利用”等新型污染物治理技术装备基础研究,以及在炼化工业中推广“绿氢炼化等绿色低碳技术”。因此,我们预计2022年绿氢需求将有明显增加,主要增量来自于工业领域大型国企减碳的示范项目,同时新能源电站也有望对绿氢的制取、储能等开展进一步探索。绿氢项目的增加有望直接带动对电解槽的采购需求,我们预计2022年电解槽销量有望达到1GW的规模,对应市场空间在30~50亿元。
按照燃料电池示范应用补贴政策规划,燃料电池八大零部件包括电堆、膜电极、质子交换膜、双极板、催化剂、气体扩散层、空压机、氢循环泵。具体到国产化情况,目前质子交换膜、气体扩散层以及氢循环泵还有待突破,其余五大零部件国产化已经初具规模。2020年7月,东岳150万平米/年燃料电池膜配套化学品产业化项目竣工,并投产,其DMR100燃料电池膜已满足量产车型需求,并获得IATF16949验证。2021年11月,国电投氢能在武汉投产了30万平米的质子交换膜产线,成为继东岳集团之后,又一实现质子交换膜量产的企业。此外,科润新材料、浙江汉丞等也正在积极展开示范推广,开始进行产品验证及小批量出货,同时广东埃蒙特、华谊集团等也在研发氢燃料电池质子交换膜。2021年之前,国内生产的膜电极中多数使用戈尔(Gore)的增强复合膜,市场占比90%以上。根据高工氢电数据显示,2021年国产质子交换膜的市场占有率已经提升至11.61%。国内大部分企业生产的质子交换膜还处于客户送样、测试验证阶段。
我们认为,国产质子交换膜生产技术目前已经获得初步突破,推广的“最后一公里”主要在于车辆验证和下游企业的接受程度上,下半年有望三方面路径发力:第一,后续国产膜价格如果下降、性价比能够进一步提升,或可帮助其推广和应用。第二,如果实力较强的下游企业向上游材料环节延伸产业链,可以对自产的质子交换膜有充分的验证条件,也有助于