1、燃料电池市场规模分析
报告预测,2030年全球燃料电池市场规模将达到约4兆9275亿日元(约合人民币3042亿元),比2017年增长28倍。其中,亚洲燃料电池市场规模约为2兆1301亿日元(约合人民币1317亿元),比2017年增长49.8倍,增势显著。2017年的燃料电池市场规模约为1757亿日元,包括燃料电池汽车(FCV)、驱动用及工业和商业等应用市场。
目前,世界主要国家都设定了以2025年或2030年为时间节点的燃料电池推广计划,并均在稳步推进中。富士经济表示,随着燃料电池应用市场的逐步扩大,燃料电池系统成本正在不断降低,未来很可能实现不依赖补贴而产业独立化发展。在此背景下,富士经济预测,2025年全球燃料电池市场规模将有望超过1兆亿日元(约合人民币618亿元);2030年则将达到约4兆9275亿日元(约合人民币3042亿元)。
美国和韩国燃料电池市场正在稳步扩大,这与两国政府出台的补助措施不无关系。现有的燃料电池通常使用天然气作为原料燃料使用,但为了推进低碳化,美国、韩国正在进行氢燃料和沼气的实验。在燃料电池的应用方面,除燃料电池叉车外,日本丰田在2018年推出了量产型燃料电池大巴,韩国现代也在2018年推出了燃料电池汽车“NEXO”,欧美等国家也开始了燃料电池大巴的行驶试验。富士经济特别指出,受中国鼓励和推广燃料电池相关政策的刺激,中国的燃料电池客车、卡车等生产量猛增,预计2030年,中国燃料电池市场有望领跑全球。

2、燃料电池发展趋势
(1)制氢:可再生能源制氢项目增多,电网协同效应得到重视
制氢的过程也要消耗能源,这也是氢能受到一些诟病的根源所在。破解此问题的一个重要方法是用可再生能源制氢,尤其是将本来弃掉的风电、太阳能发电转化为氢最为经济。到2035年可再生能源的增长将翻两番,发电量增量的三分之一将源自可再生能源。利用可再生能源制取氢气开始备受关注,可再生能源制氢研究成果及示范项目也在不断涌现。
丰田提出了从生物和农业废料中制氢的技术路线。丰田将在美国长滩港建造兆瓦级可再生能源加氢站“Tri-Gen”,该设施从生物和农业废料中制氢,可提供约2350kW的电力和每天1200kg氢气,可满足2350个家庭和1500辆燃料电池汽车的日常使用。德国推出的powertogas项目即收集用电低谷时可再生能源的剩余电力通过电解水的方式制造氢气,再将生成的氢气注入当地的天然气管道中进行能源的储存。随着此类项目的增多,电网的协同效应逐步得到验证。
(2)储氢:液氢储运或将成为发展重点
现阶段液氢储运逐渐成为研发重点,日、美、德等国已将液氢的运输成本降低到高压氢气的八分之一左右。日本已经将液氢供应链体系的发展作为解决大规模氢能应用的前提条件,基本思路是以澳大利亚的褐煤为原料生产氢气,再通过碳捕捉实现去碳化,然后通过船舶运回日本使用。为了支撑液氢供应链体系的发展,解决液氢储运方面的关键性技术难题,企业积极地投入研发,推出的产品大多已经进入实际检验阶段,如岩谷产业开发的大型液氢储运罐,通过真空排气设计保证了储运罐高强度的同时实现了高阻热性。
目前,液氢加氢站开始亮相国际舞台,已遍布日本、美国及法国市场,目前全球近400座加氢站中,有三分之一以上为液氢加氢站。在日本,岩谷产业公司已经成功建立了16座液氢加氢站,美国液氢加氢站的建设企业以Plugpower、Airproduct公司为主,法国市场的液氢加氢站建设企业主要是林德公司。我国的液氢工厂还处在为航天火箭发射服务的阶段,受法规所限,还无法应用于民用领域。
(3)加氢:加氢站建设速度加快,混合站日益增多
加氢站作为燃料电池汽车的配套基础设施,随着燃料电池车辆的推广应用,其建设与推广也受到了重视。据H2stations.org统计,2016年全球新增92座加氢站,其中83座是对外开放的,其余9座则专门为公交车或车队客户提供服务。为了适应规模化运营的需要,加氢站的日供氢能力逐渐提高。随着氢燃料电池汽车的推广,每天可为30-50辆客车或100辆乘用车提供加氢服务的加氢站逐渐出现并成为主流。
加氢站运营呈现集成化、模块化发展的新趋势,混合站数量逐渐增长。混合形式从独立式加氢站、加油站并设加氢站,发展到加油站、加气站、加氢站三站合一,以及与便利店并设、与充电桩并设的加氢站。为燃料电池汽车的普及提供了更多样化的基础设施解决方案。
(4)技术:核心部件成本显著降低,新型催化剂成研发重点
日本九州大学研发出的可以在不同pH值环境下分别氧化氢和一氧化碳的催化剂,该催化剂是含有独特“蝴蝶”结构的镍和铱金属原子的水溶性络合物,可以模拟两种酶的功效,酸性介质中的氢化酶(pH4-7)和碱性介质中的一氧化碳脱氢酶(pH7-10),可以有效避免催化剂中毒并提高氢能的生产效率。降低铂用量的催化剂技术也陆续出现突破。查尔斯理工大学和丹麦科技大学联合研究的纳米合金催化剂可以降低约的铂用量,从一定程度上解决了燃料电池商业化的瓶颈。
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