氢能与燃料电池调研报告

氢能与燃料电池调研报告一、氢能方面现状（一）氢能燃料电池产业链氯碱工业副产氢高压液态储存方式甲醇燃料电池燃料电池类型飞机交通焦炉尾气液氢质子交换膜燃料电池潜艇、船舶甲醇-合成氨甲酸-甲醇-合成氨-氢油MeAFC火车、汽车其他固态或金属磷酸燃料电池合成氨、甲醇化工熔融碳酸盐燃料电池石油炼化煤化石燃料长管拖车运输方式固体氧化物燃料电池家庭用发电天然气管路发电站汽油或柴油液氢罐电解水制氢储能储能装置氢气甲烷化核能可再生能源储氢加氢站双极板电堆制医用氧生物质增压系统密封圈天然气-氢气混合太阳能加注系统膜电极通信基站特殊电源安全系统催化剂数据中心风电1、碱水电解2、PEM电解3、SOEC现场制氢质子交换膜应急电源车水电航天军事潮汐能无人机波浪能单兵电源氢气制备氢气储运和配送氢能燃料电池和组件应用（二）加氢站现状案例未来规划雄众加氢站介绍国际全球共有369座正在运营的加氢站，新增48座；其中亚洲136座，欧洲152座，北美洲有78座。德国CEPHeerstraße加氢站、丹麦Ringköbing加氢站、英国本田加氢站、日本川崎重工建设的诸多加氢站等2020年445座；2025年1600座；2030年-2050年4470座。雄众加氢站占地面积15亩，总投资约1.1亿元。该站设计日加氢能力达1000公斤以上，可同时满足35MPa和70MPa的加氢需要。加注一辆大巴车需5-8分钟，可行驶450公里；加注一辆乘用车约3-5分钟，可行驶约500公里。国内中国共建成30座加氢站，另有18座加氢站处于建设中氢阳能源公司、安亭加氢站、舜华加氢站、亚运会加氢站、大运会加氢站、云浮加氢站、罗定加氢站、武汉雄众加氢站等2020年100座；2025年300座；2030年1000座。加氢站建设加氢能力kg/d土地费用人力建设和设备费用（万元）相关政策350-500（不含）各地土地成本存在较大差异12002013年-2015年，政策补贴为400万元/站（加氢能力大于200公斤），之后并无相关补贴政策出台500-1000（不含）1800大于10002200（三）氢气储存储氢方式技术介绍优、缺点研究院所及生产厂商建议高压气态高压气态储氢通过提高储存压力来达到增加氢气储存密度的目的。高压气态储氢是当前应用最广泛的一种储氢方法。钢瓶自身重量大，质量储氢密度一般远低于3%，且中国相关法规要求，储氢瓶可面耐受压为20MPa。东华大学研究院副院长、纤维材料改性国家重点实验室副主任余木火教授。研究课题《70MPa碳纤维复合材料氢气瓶关键技术与国产化》。低温液氢低温液态储氢是将氢气冷却到-253度，使之液化后装到低温储罐中。低温液氢质量密度和体积密度远高于高压气态储氢，是极为理想的储氢方式。但氢气液化过程需消耗大量能源（1kg氢气液化需耗电10-20KWh），且使用超低温储存容器，储存成本较高。目前北京中科富海低温科技有限公司是当前国内唯一、全球第三家具有自主知识产权的大型低温制冷装备制造与工程系统解决方案的供应商。有机液态储氢有机液态储氢是利用烯烃或芳香烃作为储氢载体与氢气反应生成烷烃或环烷烃实现氢气的存储，在一定条件下，烷烃或环烷烃可释放氢气。有机液态储氢具有运输路线长、单次运载量大、均压、常温、不易燃烧等特点，因其运载量较大，是目前最理想的远氢方式。但有机液在储氢需高温加热、放氢过程中会释放高温，且催化剂（铂）造价较高。HydrogeniousTechologiesGmbH高级商务拓展经理黄思颖液体有机储氢技术武汉氢阳能源公司由湖北三环集团、武汉氢阳能源公司、武汉金凰实业联合发布的常温常压氢能源物流车，实现了液态氢能在常温常压下的存储和运输。可联系合作固态或金属固态储氢是通过物理吸附作用或化学反应将氢气伦储存于固态材料中，种类包括金属有机框架、纳米结构碳材固态储氢具有储氢密度高、不需要高压容器和隔热容器、安全性好、无爆炸危险、可获得高线度氢、操作方便等特点，如氢化镁。上海镁源动力科技有限公司与上海交通大学氢科学中心、武汉能智达科技有限公司合作，发明了金属气相合金化结合原位钝化制备具有核壳结构的纳米镁基储氢材料的方法，获得了良好的储氢热/阳泉地区有丰富的镁矿资源和技术人员，可形成产业链料、金属氢化物、非金属氢化物储氢等材料。动力学性能和抗氧化性，已开发了氢化镁的批量制备工艺并建立了20-50吨生产线。（四）氢气运输运输方式运输能力运输距离能量损耗固定成本可变成本部署时间成功案例建议长管拖车运输低低低低高短期1、上海安亭加氢站采用20MPa长管拖车运输，车到站后通过进一步压缩至43MPa加注至35MPa的车载储氢瓶中。2、据2019年1月消息，海克斯康获得美国交通部特别许可，可请允许道路运输95MPa压力容器系统，从而实现70MPa燃料电池车辆的移动式加氢。管路运输高高低高低中长期1、2014年4月，中石化巴陵石化“巴陵--长岭”氢气输送管路已顺利投用。该氢气输送管路全长42公里，管道直径508mm，设计压力4MPa，年输送量达10.04万吨。2、截至2017年9月，全球氢气管路总长度约为4542公里。液氢罐中等高高中等中等中长期1、液氢运输是支撑大规模与长距离运输的一种专业技术。目前，美国、日本、欧洲等基本都是液氢运输。2、日本川崎重工与荷兰皇家壳牌合作开发液氢运输船舶技术，目前主要从澳大利亚通过船舶运输进口氢气。（五）氢能燃料电池氢能燃料电堆组件分类技术特性研究院所及制造厂商建议双极板金属板石墨板的厚度是金属板的1.6倍，那么体积比、功率密度对于面积一样电堆，金属电堆是石墨的1.6倍左右。金属的弯曲强度是480MPa，而膨胀石墨板的是60MPa，金属板更耐变形，更适合在高压操作。但在质子交换膜燃料电池的工作环境下易腐蚀，导致电池的寿命下降。爱德曼氢能源装备有限公司董事兼总经理龚靖上海治臻开发了MCC\MCD\MCE多种涂层，可实现金属双极板高性能、长寿命折批量生产。石墨板具有较高的耐久性、导电率、散热性能，良好的渗透性和化学稳定性，机械加工性能差、制备成本高，功率密度差距大。江苏清能在超薄、高性能石墨双极板技术上取得突破，功率密度超过4KW/L。复合板结合了石墨和金属板的优点，重量轻，制造快，搞蚀性佳。但制作繁琐，导电效果较差、机械性质差、不易组装。武汉喜玛拉雅复合双极板具有低成本，长寿命的特点。密封圈隔离反应物与外部环境。汉高、三键膜电极催化剂采用铂做为催化剂，存在三个特点：资源匮乏、价格昂贵、搞毒能力差。日清纺、雄韬股份、新源动力、喜玛拉雅光电等质子交换膜电池电堆的主要核心组件，性能的好坏直接影响电池的性能。杜邦、雄韬股份、中科同力化工、同济科技、三环集团等气体扩散层上海河森、科德宝、日本东丽、台湾碳能等氢能燃料电池系统零部件功能研究院所及制造厂商建议控制器空压机空压机是未来汽车中最重要的动力机械雪人股份有28年的丰富经验，空压机最高绝热效率达78%，且大部分工况高于65%，寿命大于8000小时，目前世界上所使用的氢燃料电池供气统超过50%来自雪人股份。另外美国VAIREXairsystems是空压机、循氢气循环泵环泵的主要生产产商。加湿器