燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。主要由正极、负极、电解质和辅助设备组成。
常用的燃料除氢气外还有甲醇、联氨、烃类及一氧化碳等。氧化剂一般为氧气或空气。电解质常见的有磷酸、氢氧化钾、熔融碳酸盐及离子交换膜等。
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装臵。不同于传统内燃机的是,燃料中的化学能不是通过燃烧,而是通过电化学反应释 放,因而具有高效率、零排放的优势。
燃料电池主要分为六种类型,其中 PAFC、DMFC、PEMFC这三种类型使用铂系金属催化剂。
燃料电池主要类型
全球燃料电池市场发展迅猛,据前瞻产业研究院发布的《燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2008年全球燃料电池出货量为9.5千件,2015年燃料电池出货量达到71.5千件,是2008年的7.5倍。
2008-2015年燃料电池市场出货量情况
我国燃料电池行业市场规模
2015年我国燃料电池行业出货量约10.5MW,同比2014年的9.2MW增长了14.13%。
2010-2015年中国燃料电池行业出货量情况
国际燃料电池区域格局
按应用领域划分,2015年固定应用行业燃料电池出货量占总出货量的68.5%,达49千件;便携应用出货量占24.6%,达17.6千件;交通运输行业出货量占6.9%,为4.9千件。其中,2015年亚洲燃料电池出货量占全球出货量的65.2%,达46.6千件;北美燃料电池出货量占22.0%,达15.7千件;欧洲出货量占11.6%,达8.3千件。
2015年国际燃料电池区域格局(出货量按应用领域)
燃料电池行业未来发展方向
燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物,代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来,则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时问尚不具备商业化的条件。最乐观的预测,以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产至少还需15年以上的时问,即使在一定程度上实现了商业化,也会是以一种高成本的方式。
燃料电池汽车尚处于产业化起步阶段
目前,国内运行的燃料电池汽车主要以示范车为主,一般用在特殊场合展示、旅游观光代步,还没有实现真正的商业化。国际市场上虽然有部分燃料电池车在商业化运营,但仍以出租车为主。
燃料电池车的高昂成本使其短期内很难走向市场。2008年北京奥运会上展示的3辆燃料电池客车,每辆客车的成本300多万元,而目前公交系统进口的欧Ⅳ标准传统发动机低地板大客车售价仅在100多万元。从市场经济学角度讲,高成本很难完成市场化推广,而无法实现市场化就不可能大规模批量生产,进而成本就无法降下来,最终导致成本与销售的恶性循环。
政策支持是行业发展的主要动力
完善新能源汽车扶持政策,支持动力电池、燃料电池汽车等研发,开展智能网联汽车示范试点。机关企事业单位要落实车辆更新中新能源汽车占比要求,加大对新增及更新公交车中新能源汽车比例的考核力度,对不达标地区要扣减燃油和运营补贴。创新分时租赁、车辆共享等运营模式。各地不得对新能源汽车实行限行、限购,已实行的应当取消。
重点投资质子交换膜燃料电池新材料的研发和生产
质子交换膜燃料电池是最接近商业化的一种燃料电池, 最有希望作为未来电动汽车的发动机,近几十年来取得了长足的发展。2005-2010 年,单是小型电源领域,全世界已经有超过15万套燃料电池交付使用,总功率超过了15MW,其中96%是质子交换膜燃料电池。在交通领域中,质子交换膜燃料电池因为最有希望成为未来电动汽车的发动机而受到广泛关注,全球几乎主要的汽车生产商都在致力于燃料电池汽车的开发。
重点投资燃料电池汽车的研发和生产
从长远来看,氢能作为最洁净、高效的新能源,已经引起全世界的广泛关注。燃料电池汽车以其零尾气排放和对能源的独立性,有望实现汽车工业长期梦寐以求的目标,并向世人展示了其良好的应用前景,虽然短时间内难以大规模商业化,但我国在燃料电池技术开发上仍然拥有一定的优势,应当结合外国先进的汽车制造技术,争取尽快将燃料电池汽车推向市场,因而具有广阔的投资潜力。
