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汽车|燃料电池：国内商业进程提速


来源 | 乐晴智库精选
汽车|燃料电池：国内商业进程提速
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氢气作为目前为止最清洁的燃料 ， 有望成为未来最重要的基础能源 。 氢能在能源、交通、工业、建筑等具有广阔的应用前景 ， 尤其以燃料电池车为代表的交通领域是氢能初期应用的突破口与主要市场 。
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近年来全球燃料电池汽车高速发展：2013~2017年全球氢燃料电池汽车销量仅为6475辆 ， 其中大部分为丰田的
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Mirai(参数|图片)系列 。 2018年有了较大幅度的增长 ， 合计销售5525辆；2019年全球销量增至7500辆 ， 其中主要增量来自于中国 。 国内的燃料电池汽车在2019年实现2737辆 ， 其增速十分明显 。
根据此前国家发布的燃料电池技术路线图 ， 燃料电池产业要发展以城市私人用车、公共服务用车的批量应用为主 ， 逐步实现燃料电池汽车产业的商业化推广 。
根据规划 ， 氢燃料电池汽车要在2020年实现5000辆规模示范应用 ， 2025年达到5万辆的规划 ， 2030年实现百万辆规模的商业推广 。
燃料电池(FuelCell ， FC)是一种能有效控制燃料和氧化剂的化学反应 ， 并将其中的化学能直接转化为电能的电化学装置 ， 是一种把燃料中的化学能转换成电能的能量转换器 ， 理论上燃料电池的能量转化效率可达90% ， 实际应用中一般可以达到40%-70% ， 具备环境友好、能量转换效率高 ， 燃料来源多样 ， 低噪音等特点；被誉为继火电、水电及核电之外的第4种发电方式 ， 其下游应用广泛 。
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我国氢燃料电池经历了四步曲：研发燃料电池混合动力系统与控制 ， 发动机外协——研发燃料电池发动机 ， 燃料电池电堆外协——研发燃料电池电堆 ， 燃料电池膜电极外协——研发膜电极和基础材料 。
在全产业链核心技术方面 ， 我国除了石墨双极板、石墨板电堆在性能价格方面当前可与国外产品媲美外 ， 其余产品差距还较大 ， 国内普遍处于小批量 ， 样品阶段 ， 原因主要是早期国内产业链企业较少；研发基础弱；技术积累时间短 。
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燃料电池汽车产业链主要包括上游氢气以及加氢站、中游氢燃料电池系统、下游氢燃料电池汽车等多个环节 ， 每个环节对产业的推广应用起着重要作用 。
根据美国能源部（Department of Energy ， DOE）的规划 ， 到2020年燃料电池系统成本降至40美元/kW以下 ， 最终商用需要成本降至30美元/kW左右 。 此外 ， 新一代的燃料电池发动机100kW铂用量小于10g ， 基本达到内燃机排放后处理铂用量水平 。
燃料电池系统成本变化趋势：
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图表来源：DOE
燃料电池汽车主要由燃料电池系统、储氢瓶、驱动电机、辅助系统等构成 ， 其中燃料电池系统为核心部分 。 燃料电池系统包括燃料电池电池堆、空气循环系统、氢和水供给管理系统 ， 其中空气循环系统在燃料电池的供气方面扮演重要角色 。
根据DOE对燃料电池汽车的成本的系统分析 ， 目前电堆及储氢瓶成本仍为燃料电池汽车的主要成本构成 。 电堆成本当中 ， 催化剂、双基板、电解质膜是主要的成本来源 。
目前国产产品基本处于边研发、边试用、边装车的阶段 ， 适用产品验证周期短 ， 导致实际使用中的稳定性和寿命不达标 。


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