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群英汇聚氢能

2019年5月,中国工程院院士、燃料电池技术专家衣宝廉在接受采访时称,锂离子纯电动汽车的致命问题在于安全性,早晚会被燃料电池汽车代替。锂电池车只有解决了安全的短板,才能在短程领域跟燃料电池汽车相竞争。

2019年6月,被称为中国电动汽车运动之父的万钢在接受采访时说,世界最大的汽车市场将以接纳电动汽车的方式接纳氢燃料电池汽车。

2020年11月,第三届十字门金融周上,澳大利亚国家技术科学和工程院院士、上海电力大学教授施正荣明确表示,氢能的风口已经到来。

氢能风向标

国家各相关部委发布了《2020年国家标准立项指南》《国家重点研发计划“制造基础技术与关键部件”等重点专项2020年度项目申报指南》《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》《新时代的中国能源发展白皮书》等文件,分别从标准法规、技术攻关、产业发展政策等层面,进一步明确了国家对发展氢能产业的支持。

全国共有超过30个地方政府发布了氢能发展相关规划,涉及加氢站数量超过1000座、燃料电池车数量超过25万辆。

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氢能市场广阔

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》显示,中国氢能市场在发展初期(2020-2025年),氢气年均需求约2200万吨,以能源形式利用的氢气产能规模将达到720亿m3,行业总产值达到3000亿元;在氢能市场发展中期(2030年左右),氢气年均需求约3500万吨,行业总产值将突破10000亿元;在氢能市场发展远期(2050年左右),氢气年均需求约6000万吨,行业总产值将突破120000亿元。

电解水成必然

当前制氢方式主要有四种:化石燃料制氢、工业副产物制氢、电解水制氢、生物质制氢及其他。化石燃料以天然气和煤制氢为主,适用范围广,但是原料利用率低,工艺复杂,操作难度高,并且生成物中的二氧化碳等温室气体使之环保性降低。工业副产物制氢受制于原料供应,而且污染严重;电解水产品纯度高,无污染,但成本较高;生物质制氢技术不成熟,而且难以大规模推广。

在“碳中和”的指导思想下,电解水制氢成为了必然的选择。目前电解水主要为碱性电解水制氢、质子交换膜电解水(PEM)制氢和固态氧化物电解水(SOEC)制氢三种,其中碱性电解最为成熟,但效率不高,PEM和SOEC可以有效提高效率,但尚未大规模推广使用。

制氢之路突飞猛进

我国碱性电解槽技术领跑国际先进水平,电解槽成本已下降至7000元/kW左右,仅为发达国家的一半甚至更低;质子交换膜电解槽技术实现了“从无到有”,单槽功率达到兆瓦级,但催化剂、质子交换膜等技术比较落后、成本较高。

2020年电解槽出货量略有上升,升至200MW,依然处于较低水平,但制造商在市场增长的预期下扩大电解槽产能,目前计划生产的规模达到17GW。虽然很多电解制氢项目是投机性的,但我们预计2021年的项目部署规模部署会是2020年的两倍以上。

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新型制氢技术改变产业格局

新型电解水制氢技术,有效降低了现有电解水制氢成本,实现规模化生产,从而达到氢能源工业化制备的快速转型。

新型电解水制氢技术的优势:

1、成本低,相比传统电解技术成本可压缩1/4以上。

2、产能高,具有规模化、工业化连续生产效应。

3、无污染,生产过程中不存在污染和温室气体排放,环评无压力。

4、工序少,相比现有生产工艺,工序减少1/3左右。

5、受众广,在炼钢、汽车、备用电源等绿色环保领域具有广阔的应用前景。

新型电解水制氢所具有的传统技术无法企及的成本、产能、环保、工序、受众上的优势,决定了这是今后制氢唯一的选择。其技术、设备、工艺及上下游产业链均已比较成熟,正逐步走向市场和广大用户。将会为今后星罗棋布的加氢站提供源源不断的氢气,具有广阔的市场投资前景和重要的社会经济效益。

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