登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
最近燃料电池实在太火,从一级市场上周已经火到二级市场来了。其实燃料电池已经提了好几轮了,有一定的规律:锂电池熄火的时候,燃料电池就开始火,不过火的时间有长有短。
燃料电池是个非常有争议的话题。看多看空的人估计谁也说不说服不了谁。诚然,产业发展需要很长时间,成功与否充满不确定性。咱们还是从产业的角度来聊聊燃料电池。
1、能源的原理了解一下:燃料电池的确在能量转换上具备优势。
作为自然设备的基本要素之一,能源的本质是在转移和转化过程可以安全、高效、经济地被人类所利用。
能源的效率是在做能源有效评价的时候必须要量化的一个指标。我们知道目前的几种典型能源转化方式:
这种间接转换的形式,热能——机械能——电能无外乎就是尽量提高转换效率。
大家关注燃料电池,就是因为它是直接把化学能转换成了电能,中间没有机械能的转换,所以就没有卡诺循环的限制。
需知热量是个低品位的能量,如果要变成高品位的能量,必须花费一定的代价。花费的代价要小,就要提高热效率。电能和机械能是高品位的能量。热力学第二定律认为:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响,或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。又称“熵增定律”。
所以火电厂、核电站差不多都遵循郎肯循环的理论,只不过核电站的一次回路变成了核反应堆。
燃气动力循环发电站不太一样。它之所以效率高就是因为天然气发电机组比较有特色:运转平稳,连续输出功率;启动快,达满负荷快速;开式循环,工质流动。下图是传统火电站功率输出曲线+燃气动力循环输出的两种曲线的叠加。这是热效率最高的一种方式。
2 燃料电池的应用更适合做热电联产电站,而不是车用。
市场看好燃料电池,是容易理解的,原理上它具有很大的吸引力。燃料电池可以很容易同时兼具高能量和高功率特性,这正是其独特的开放式工作原理决定的。电堆是电化学发生的场所,其独特的异相电催化反应过程,使得不管是氢的电化学氧化还是氧的电化学还原,都可以在Pt/C催化剂表面获得较高的交换电流密度。
目前燃料电池最大应用还是在固定式热电联产。比如日本用的基本都是0.5-10KW之间,因为燃料电池会产生热副产品。所以利用好热水和蒸汽,就提高了使用效率。
笔者认为,燃料电池车用目前占比很小是非常正常的。汽车行业和电站能源完全是两个行业,新能源汽车是消费品,是完全竞争市场。而电站是能源系统的2B。家庭热电联产又是完全竞争的家电市场。燃料电池从电站切入是相对容易的。而切入家电和汽车,则是打硬仗。
从消费电池到动力电池,我们都知道产业规律不可逆。其实燃料电池发明得更早,1839年William Robert Grove发明的燃料电池,1970年Whittingham发明的锂电池,直到1991年Sony才开始锂电池的商用,而锂电池应用到动力领域更是到了2008-2009年。主导商业化的一直都是终端大用户。比如当年的索尼,后来的起亚-LG和BOSH-SDI。
没有领头的大企业,消费电池和动力电池都无法商用。这些企业也不是凭空就切入该领域。比如松下是1931年就开始各种电池的研发,1994年才开始锂电池的商用研发。这些电池和车企巨头很早就切入最前沿的技术研究,做了充分的储备,等到技术和商用条件成熟了,就会联合上下游一起开始商用。
丰田2015年的时候宣布免费发布6000多项专利。笔者认为:首先日本真是个很封闭的国家,无论在哪个行业都是如此。其次宣布免费,因为仅丰田一家根本玩不起来,新能源需要大量的投资,光捂着技术,成本降低不下来没有用。再次宣布免费之后,结果其他车企还是没有跟上,继续做锂电。大家都不是傻子。虽然说专利免费,真的获取到技术还是难度极大。日本公司没有这么大方。
3. 成本、成本还是成本,重要事情说三遍。
由于传统车企和电池企业不是一个技术体系,大家都是在争夺大规模量产的know how。搞研究的都知道,技术好和大规模产量完全不是一回事。能够大规模量产,将成本降低到一定的程度,产品一致性做到最好就是厉害。其他企业就算最早做出来的,产品技术参数最好,都不算什么。
所以燃料电池竞争的不是技术,而是大规模量产的能力。它的竞争对手是其他的各种电池技术创造的商业壁垒。
量产不是件容易的事儿。首先得大规模投入,具备相当的产能。既然投入,就要算IRR,因为不管锂电光伏还是燃料电池都是重资产。算IRR就得预测将来商业化的价格和量,所以在未来高度不确定之下,就靠补贴推动。
补贴这玩儿意就说不准了。从光伏风电到锂电全部政策导向,不确定性太大。比如说是2018年光伏531政策,直接给规模砍半。比如说最近可能出的新能源汽车补贴政策,最差版本是补贴下降60%。当初测算的时候得给补贴打个大大的折扣。不仅仅是中国,国外的补贴一样,说没就没。笔者估计如果投燃料电池,企业大概率还是国企。
我觉得可观测的指标仍然是车厂的动作。以前还有丰田,最近听说丰田已经转投锂电和固态,那就不得而知了。其他的车企,以前还有在燃料电池领域进行探索的,现在都没动静。
4. 氢气获取是个大难题。
燃料电池的电堆本身,笔者在这里不做讨论。因为即使是存在着各种膜材料、双极板或者是催化剂的技术难题,克服它也是时间问题。
燃料电池的难度在于氢气的获取。上游的原材料,基本都是大宗资源品,大宗资源品是供给关系决定的。中游的电池,无论是燃料电池和锂电池,都是制造业,制造业咱们国家是强项。只要是一堆装备和材料搞出来的东西,我们是有优势的。
氢不是一次能源,是二次能源。氢气行业的制造是以厂区为中心,向周围辐射,原因是它基本是作为工业生产辅助原料,氢气的运输成本高(包括是高压液氢是刚有的国标,只有日本有70Mpa的储氢罐),所以气体氢运输半径是200公里,液氢运输半径1000公里。氢气下游的应用为:石化行业(天然气重整,水煤气制氢),精细化工、医药、电子、冶金、科研。
先说下纯度较低的天然气和水煤气制氢。C+H2O-CO+H2+热量,CO+H2O-CO2+H2,该方法得到的氢气纯度80%左右。该方法成本较低,产量大,设备多,在合成氨厂多用这个方法。我国合成氨企业广泛分布于各个省市。
石油裂解副产品氢气,产量大,下游就近使用在汽油加氢、化肥厂。这种国外使用的最为普遍,CH4+H2O-CO+3H2。
目前氢气的下游需求,全球炼油厂需求占比80%,合成氨和甲醇等化工厂需求占比16%,其他氢气需求占比4%。由于我国的炼油领域的份额急剧扩大,比如山东地炼的崛起,我国的氢气消耗增速远超其他国家。
由于主要应用在炼油厂,所以我国的炼油企业基本自建氢气厂满足本厂需求,专门的氢气制造企业都是国外的。国内这些氢气厂都是小厂,没什么大型氢气制造企业。全部小作坊生产模式,进入壁垒比较低,这些小企业生产的都是灌装氢。那么问题就来了,如果将来我们燃料电池真的需求起来了,这些小厂能满足得了国内的氢气需求吗?笔者认为,这种低纯度低成本的氢气是没有办法使用在车用燃料电池的,安全性太差,而且不具备批量供应的能力。煤制氢虽然生产成本低,但是储运成本又高,无论是管道还是储罐,都有巨大的投资,到了终端不比电解水便宜。
其他的应用:占比最小的其他行业,电子、航空航天、食品饮料等都是采用液态低温储罐运输。这个成本比较高,首先生产成本就高,多采用电解水制氢,第二配送成本也高。但这个才是燃料电池需要的氢气。
也就是说,燃料电池需要的氢气只能来自于高成本的、分散式的制氢方式。这个方式是在没有经济性。从原理上说,4度电生产1立方的氢气,电的成本本来就高。燃料电池本身的优势就是因为直接从化学能转为电能的,但是如果把前端加进来,等于是电能-化学能-电能。这个就跟高效、经济的原理相违背。
车用氢气来说,早期现场制氢为主,现在运输储运更多。甲醇重整制氢技术成熟,1997年戴穆勒推出甲醇重整制氢-燃料电池驱动的车,2000前后推出第5代车,也做了很多示范,但是后来放弃了这个路线;通用98年推出这个路线。丰田和本田也研究过这个技术,但是后来没有人提。所以这条路已行不通了。
我国本来就是缺气富煤,用天然气制氢显然是和战略不合的。煤制氢成本还得算上碳排放和储运的成本,其实低不下来。下游需求要考虑到上游的资源,上游资源又要想到下游的需求,化工企业产品众多,不是仅仅产气,它需要考虑到产品综合利用的事儿,除非看到了下游巨大的应用需求。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
6月15日消息,阿布扎比经济发展局与能源解决方案公司BroadenEnergy签署了一项初步协议,BroadenEnergy将投资10亿迪拉姆(约合2.723亿美元)在阿布扎比酋长国建立一个氢气设备制造中心。这将是阿布扎比首个氢能设备制造综合体,将增强阿联酋的能源基础设施。阿布扎比经济发展局表示,该中心将推动该地区
北极星氢能网获悉,6月19日,河南平顶山市政府、石龙区政府与银河重装(北京)新能源技术有限责任公司签署投资框架协议,双方拟合作建设燃料电池研究中心、碳膜制备、储能电池生产、氢能发电等项目,共同拓展氢能市场应用产业。
6月20日,由国华投资(氢能公司)宁夏分公司建设的国家能源集团宁东可再生氢碳减排示范区一期项目“绿氢制加一体化”项目永利制氢厂建成中交,与永利综合能源站配套,专供氢能重载交通加注使用。永利制氢厂是国家能源集团首个“绿氢制储运加一体化”和全产业链商业化示范项目的重要组成部分,也是宁夏
近日,由国网江苏电力牵头编制的IEEE国际标准《质子交换膜燃料电池热电联产系统的动静态性能及效率测试方法导则》正式获得电气和电子工程师学会批准立项,这是江苏电力系统内首个氢能国际标准。(本文来源:微信公众号苏电牛思ID:SuDian-News)关于IEEE:全称电气与电子工程师协会(InstituteofElectr
北极星氢能网获悉,近日,联和氢能科技有限公司与暧昧健康(AFJK)宣布达成业务合并协议,这意味着联和氢能将成为全球首家在纳斯达克交易所上市的专注氢能生态服务的公司。据悉,联和氢能2017年在上海成立,是一家综合性氢能解决方案公司,主业涵盖氢能生产、储运、氢能装备、氢能物流应用等,2023年的
6月19日,国家发改委发布了《天然气利用管理办法》,国家能源局有关负责同志就《天然气利用管理办法》(以下简称“《管理办法》”)答记者问。(本文来源:微信公众号氢云链ID:qingyunliankeji)《管理办法》指出,天然气利用分为优先类、限制类、禁止类和允许类,结合国家发改委今年印发的《产业结构
6月20日,习近平在宁夏考察调研时指出,宁夏地理环境和资源禀赋独特,要走特色化、差异化的产业发展路子,构建体现宁夏优势、具有较强竞争力的现代化产业体系。宁夏的现代煤化工和新型材料产业,风电、光伏、氢能等清洁能源产业,葡萄酒、枸杞等特色产业,要精耕细作、持续发展。中共中央总书记、国家
近日,津冀晋氢能零碳双向运输通道正式开通,对于推动天津市市氢能产业高质量发展,助力交通运输结构调整具有重要意义。津冀晋氢能零碳双向运输通道采用大功率氢能重卡,从天津港装载疏港的铁矿石,运抵河北邯郸武安主要的钢铁产地,然后驶往山西长治,从长治装载冶炼必需的喷吹煤,再回到荣程厂区,全
作为氢能技术和燃料电池行业的先行者,美、日、韩一度激进开局,率先出台氢能和燃料电池发展战略,依托政府强势补贴推广氢燃料电池汽车和加氢站建设,成为全球氢能行业发展的风向标。然而,自2023年起,三国的氢能发展却因一系列原因初显疲态:氢气供给不足、加氢站盈利困难、氢车投放速度放缓使得行业
北极星氢能网获悉,近日,整机巨头Nordex展示了一款全新的制氢设备,专门用于风机就地制氢。Nordex在西班牙纳瓦拉新建了一座测试工厂,在工厂的落成典礼上,展示了这套制氢设备的样机。这是一套碱性电解水制氢设备,额定功率为500kW,制氢量为10千克/小时,可安装在风机内,就地利用风机所发电力工作。
为推动大规模设备更新和消费品以旧换新,推进燃料电池产业持续健康、科学有序发展,加快构建清洁低碳、安全高效的新能源产业集群,促进实现碳达峰、碳中和目标,根据《市政府办公室关于印发无锡市促进新能源产业发展若干政策的通知》(锡政办发〔2023〕43号)、《无锡市氢能和储能产业发展三年行动计划
北极星氢能网获悉,6月19日,河南平顶山市政府、石龙区政府与银河重装(北京)新能源技术有限责任公司签署投资框架协议,双方拟合作建设燃料电池研究中心、碳膜制备、储能电池生产、氢能发电等项目,共同拓展氢能市场应用产业。
北极星氢能网获悉,近日,有投资者向云内动力提问,和宇通纯电460马力用电量126kW一百公里、每公里使用成本1.26度电比较,云内动力燃料电池每公里使用成本是否具有竞争优势。云内动力回应投资者提问表示,氢燃料电池车1公斤氢气可以发电约15-20度电,具体耗氢量受车型、行驶条件等因素影响。氢燃料电池
近日,由国网江苏电力牵头编制的IEEE国际标准《质子交换膜燃料电池热电联产系统的动静态性能及效率测试方法导则》正式获得电气和电子工程师学会批准立项,这是江苏电力系统内首个氢能国际标准。(本文来源:微信公众号苏电牛思ID:SuDian-News)关于IEEE:全称电气与电子工程师协会(InstituteofElectr
北极星氢能网获悉,6月6日,国内首家2MW级氢燃料电池热电联供示范项目在开元化工试运行成功,标志着焦煤集团开辟出了绿色发展的新领域、新赛道,迈出了“氢”发展新步伐。该项目是开元化工利用烧碱副产品氢气,建设集氢燃料提纯和氢能发电功能为一体的2MW级氢燃料电池热电联供示范项目,项目于2023年6
北极星氢能网获悉,6月18日,重塑能源与香港职业训练局(VTC)在上海重塑能源总部签署合作备忘录,双方将围绕氢能相关科研与教育领域探讨交流与合作机会,探索氢能领域人才培训、科研交流与互访、产学合作教育等多元形式,为香港氢能产业发展培养更多新型氢能技术人才。香港职业训练局副执行干事王建国
北极星氢能网获悉,2024年6月14日,中汽协会发布2024年5月汽车工业经济运行情况。其中,2024年5月燃料电池汽车产销均完成400辆,同比分别下降46.5%和增长5.2%。1-5月,燃料电池汽车产销均完成0.2万辆,同比分别下降13.8%和4.3%。根据公布的数据显示,5月,新能源汽车产销分别完成94万辆和95.5万辆,同
近年来,为促进国家“双碳”战略实施,北京市大兴区积极布局氢能产业,打造大兴国际氢能产业示范区,推动首都绿色低碳转型发展。大兴国际氢能示范区致力于打造成为氢能科技研发先行区、氢能高端产业聚集区、全球绿氢标准制定引领区。当前,大兴国际氢能示范区已构建涵盖氢能制、储、运、加、用全产业链
北极星氢能网获悉,近日,位于外冈镇的风氢扬氢能科技(上海)有限公司与第三方检测、检验和认证机构莱茵技术(上海)有限公司举行战略合作签约仪式,双方将大力推进燃料电池系统及零部件质量认证体系,助力燃料电池系统及整车智能化加速落地。根据协议,双方将发挥各自在燃料电池系统智控技术、汽车软
据北极星氢能网不完全统计,5月,国家和地方6省市共发布13条氢能政策文件。本月,氢能领域陆续进入奖补完善和兑现期,其中,财政部下达第一年度燃料电池汽车示范应用补贴;广东再发氢能新政加大对氢能的财政资金支持;浙江嘉兴更新了燃料电池车示范补贴标准;广东深圳也针对氢能部分领域提出资金补贴要
北极星氢能网获悉,近日,有投资者在投资者互动平台提问美锦能源:请问关于氢能源方面现在还有什么实质性进展吗?在这种低利润率的产业转型中公司的优势是什么呢?美锦能源表示,目前已完成氢能较为完整的产业链布局,包括氢气“制-储-运-加-用”全产业链以及气体扩散层-膜电极-燃料电池电堆及系统-整
北极星氢能网获悉,6月4日-6日,第八届国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC2024)召开,作为国内领先的氢能及燃料电池行业代表之一,未势能源携多款明星产品及应用成果亮相展会现场,充分展现了公司在推动氢能产业发展及示范应用,释放“新质生产力”方面的积极作为与创新实力。未势能源展区大功
6月14日,陕西氢能30GW新能源制绿氢输氢管道(一期)项目评审会在北京召开。会议邀请中国工程院院士,中国机械工业集团有限公司党委常委、副总经理、总工程师陈学东,中国石油大学(华东)储建学院教授李玉星,中国石油集团工程材料研究院有限公司党委委员、中石油集团专家霍春勇,中石化江汉石油工程
6月15日消息,阿布扎比经济发展局与能源解决方案公司BroadenEnergy签署了一项初步协议,BroadenEnergy将投资10亿迪拉姆(约合2.723亿美元)在阿布扎比酋长国建立一个氢气设备制造中心。这将是阿布扎比首个氢能设备制造综合体,将增强阿联酋的能源基础设施。阿布扎比经济发展局表示,该中心将推动该地区
北极星氢能网获悉,6月21日,河南三门峡市经济开发区管委会与青岛阳氢集团有限公司就甲醇分布式制加氢项目召开视频会议,党工委委员张恒恺、招商公司相关人员及青岛阳氢集团有限公司联席董事长黄心懋参加会议。会上,双方就甲醇分布式制加氢项目进行了交流对接,黄心懋详细介绍了集团基本情况、技术路
北极星氢能网获悉,6月18日,湖北潜江市公示了清北氢能潜江年产1500吨绿色氢气示范项目环评信息,该项目拟于湖北省潜江市王场镇江汉盐化工园建设,总建筑面积21800m2,建设内容包括新建厂房12000m2,仓库5000m2,化验楼1200m2及其他生产辅助用房3600m2,购置电解水制氢相关生产设备164台(套)及环保配
北极星氢能网获悉,6月21日,黑龙江省集贤县委书记栾伟江在县委常委会议室以视频的方式主持召开风储氢氨醇一体化——电解水制氢合成绿色甲醇项目协商会议。四川鸿展集团董事长杨聪、中船风电黑龙江区域经理倪新凯、中船总体设计院副院长闵烨、县委常委张伟明、副县长齐文辉及相关部门负责同志参加会议
6月20日,由国华投资(氢能公司)宁夏分公司建设的国家能源集团宁东可再生氢碳减排示范区一期项目“绿氢制加一体化”项目永利制氢厂建成中交,与永利综合能源站配套,专供氢能重载交通加注使用。永利制氢厂是国家能源集团首个“绿氢制储运加一体化”和全产业链商业化示范项目的重要组成部分,也是宁夏
2024年6月21日,深圳大学谢和平院士团队在NatureCommunications上发表了题为“In-situdirectseawaterelectrolysisusingfloatingplatforminoceanwithuncontrollablewavemotion”的研究成果。该研究基于谢和平院士团队2022年11月30日在Nature上发文开创的相变迁移海水直接电解制氢全新原理与技术,围绕在
北极星氢能网获悉,近日,联和氢能科技有限公司与暧昧健康(AFJK)宣布达成业务合并协议,这意味着联和氢能将成为全球首家在纳斯达克交易所上市的专注氢能生态服务的公司。据悉,联和氢能2017年在上海成立,是一家综合性氢能解决方案公司,主业涵盖氢能生产、储运、氢能装备、氢能物流应用等,2023年的
6月19日,国家发改委发布了《天然气利用管理办法》,国家能源局有关负责同志就《天然气利用管理办法》(以下简称“《管理办法》”)答记者问。(本文来源:微信公众号氢云链ID:qingyunliankeji)《管理办法》指出,天然气利用分为优先类、限制类、禁止类和允许类,结合国家发改委今年印发的《产业结构
北极星氢能网获悉,6月22日,首台适应西部场景的盐碱水原位电解样机顺利通过现场运行试验和专家审查。该样机由国家电投新疆公司、国核电力院和江苏天合元氢联合开发。试验期间,样机氢气产量达到额定值,单位制氢直流电耗3.935kWh/Nm,电流密度达到5000A/m以上,30%-110%负荷连续稳定运行。相比传统碱
北极星氢能网获悉,近日,大连化物所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究中心(509组群)邓德会研究员和刘艳廷副研究员团队在煤化工废水资源化利用方面取得新进展,研发出以煤化工废水为原料制备高纯氢气联产淡水的新技术,并依托该技术完成了25千瓦级中试装置的测试验证。利用太阳能、风
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!