1、燃料電池市場規模分析
報告預測,2030年全球燃料電池市場規模將達到約4兆9275億日元(約合人民幣3042億元),比2017年增長28倍。其中,亞洲燃料電池市場規模約為2兆1301億日元(約合人民幣1317億元),比2017年增長49.8倍,增勢顯著。2017年的燃料電池市場規模約為1757億日元,包括燃料電池汽車(FCV)、驅動用及工業和商業等應用市場。
目前,世界主要國家都設定了以2025年或2030年為時間節點的燃料電池推廣計劃,并均在穩步推進中。富士經濟表示,隨著燃料電池應用市場的逐步擴大,燃料電池系統成本正在不斷降低,未來很可能實現不依賴補貼而產業獨立化發展。在此背景下,富士經濟預測,2025年全球燃料電池市場規模將有望超過1兆億日元(約合人民幣618億元);2030年則將達到約4兆9275億日元(約合人民幣3042億元)。
美國和韓國燃料電池市場正在穩步擴大,這與兩國政府出臺的補助措施不無關系?,F有的燃料電池通常使用天然氣作為原料燃料使用,但為了推進低碳化,美國、韓國正在進行氫燃料和沼氣的實驗。在燃料電池的應用方面,除燃料電池叉車外,日本豐田在2018年推出了量產型燃料電池大巴,韓國現代也在2018年推出了燃料電池汽車“NEXO”,歐美等國家也開始了燃料電池大巴的行駛試驗。富士經濟特別指出,受中國鼓勵和推廣燃料電池相關政策的刺激,中國的燃料電池客車、卡車等生產量猛增,預計2030年,中國燃料電池市場有望領跑全球。

2、燃料電池發展趨勢
(1)制氫:可再生能源制氫項目增多,電網協同效應得到重視
制氫的過程也要消耗能源,這也是氫能受到一些詬病的根源所在。破解此問題的一個重要方法是用可再生能源制氫,尤其是將本來棄掉的風電、太陽能發電轉化為氫最為經濟。到2035年可再生能源的增長將翻兩番,發電量增量的三分之一將源自可再生能源。利用可再生能源制取氫氣開始備受關注,可再生能源制氫研究成果及示范項目也在不斷涌現。
豐田提出了從生物和農業廢料中制氫的技術路線。豐田將在美國長灘港建造兆瓦級可再生能源加氫站“Tri-Gen”,該設施從生物和農業廢料中制氫,可提供約2350kW的電力和每天1200kg氫氣,可滿足2350個家庭和1500輛燃料電池汽車的日常使用。德國推出的powertogas項目即收集用電低谷時可再生能源的剩余電力通過電解水的方式制造氫氣,再將生成的氫氣注入當地的天然氣管道中進行能源的儲存。隨著此類項目的增多,電網的協同效應逐步得到驗證。
(2)儲氫:液氫儲運或將成為發展重點
現階段液氫儲運逐漸成為研發重點,日、美、德等國已將液氫的運輸成本降低到高壓氫氣的八分之一左右。日本已經將液氫供應鏈體系的發展作為解決大規模氫能應用的前提條件,基本思路是以澳大利亞的褐煤為原料生產氫氣,再通過碳捕捉實現去碳化,然后通過船舶運回日本使用。為了支撐液氫供應鏈體系的發展,解決液氫儲運方面的關鍵性技術難題,企業積極地投入研發,推出的產品大多已經進入實際檢驗階段,如巖谷產業開發的大型液氫儲運罐,通過真空排氣設計保證了儲運罐高強度的同時實現了高阻熱性。
目前,液氫加氫站開始亮相國際舞臺,已遍布日本、美國及法國市場,目前全球近400座加氫站中,有三分之一以上為液氫加氫站。在日本,巖谷產業公司已經成功建立了16座液氫加氫站,美國液氫加氫站的建設企業以Plugpower、Airproduct公司為主,法國市場的液氫加氫站建設企業主要是林德公司。我國的液氫工廠還處在為航天火箭發射服務的階段,受法規所限,還無法應用于民用領域。
(3)加氫:加氫站建設速度加快,混合站日益增多
加氫站作為燃料電池汽車的配套基礎設施,隨著燃料電池車輛的推廣應用,其建設與推廣也受到了重視。據H2stations.org統計,2016年全球新增92座加氫站,其中83座是對外開放的,其余9座則專門為公交車或車隊客戶提供服務。為了適應規?;\營的需要,加氫站的日供氫能力逐漸提高。隨著氫燃料電池汽車的推廣,每天可為30-50輛客車或100輛乘用車提供加氫服務的加氫站逐漸出現并成為主流。
加氫站運營呈現集成化、模塊化發展的新趨勢,混合站數量逐漸增長?;旌闲问綇莫毩⑹郊託湔?、加油站并設加氫站,發展到加油站、加氣站、加氫站三站合一,以及與便利店并設、與充電樁并設的加氫站。為燃料電池汽車的普及提供了更多樣化的基礎設施解決方案。
(4)技術:核心部件成本顯著降低,新型催化劑成研發重點
日本九州大學研發出的可以在不同pH值環境下分別氧化氫和一氧化碳的催化劑,該催化劑是含有獨特“蝴蝶”結構的鎳和銥金屬原子的水溶性絡合物,可以模擬兩種酶的功效,酸性介質中的氫化酶(pH4-7)和堿性介質中的一氧化碳脫氫酶(pH7-10),可以有效避免催化劑中毒并提高氫能的生產效率。降低鉑用量的催化劑技術也陸續出現突破。查爾斯理工大學和丹麥科技大學聯合研究的納米合金催化劑可以降低約的鉑用量,從一定程度上解決了燃料電池商業化的瓶頸。
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