性能大幅提升 新型質(zhì)子交換膜燃料電池研發(fā)成功 氫燃料電池行業(yè)市場發(fā)展前景及投資

• 李波 2024年1月3日 來源：中研普華集團(tuán)、央視財經(jīng)、中研網(wǎng) 340 15
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據(jù)中證報報道，從天津大學(xué)獲悉，該校焦魁教授團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出超高功率密度的質(zhì)子交換膜燃料電池，其性能比主流同類產(chǎn)品大幅提升。相關(guān)成果已發(fā)表于國際能源研究期刊《焦耳》。氫燃料電池被視為最有前景的氫能應(yīng)用技術(shù)之一。

據(jù)中證報報道，從天津大學(xué)獲悉，該校焦魁教授團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出超高功率密度的質(zhì)子交換膜燃料電池，其性能比主流同類產(chǎn)品大幅提升。相關(guān)成果已發(fā)表于國際能源研究期刊《焦耳》。氫燃料電池被視為最有前景的氫能應(yīng)用技術(shù)之一。

然而，如何提高其體積功率密度成為目前技術(shù)上的重大挑戰(zhàn)。經(jīng)研究團(tuán)隊(duì)估算，采用這種新型燃料電池結(jié)構(gòu)的電堆峰值體積功率密度有望達(dá)到9.8千瓦/升，相比目前市面上主流同類產(chǎn)品，性能提升超過80%。

這項(xiàng)成果為質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了重要方向。公司方面，據(jù)中證報表示，A股相關(guān)概念股主要有納爾股份、京城股份等。

氫能燃料電池成本高嗎

自2022年下半年至2023年上半年，我國較為密集地出臺了氫能源相關(guān)政策，涉及“制氫-儲氫-運(yùn)氫-用氫”等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，還對產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)培養(yǎng)、政策補(bǔ)貼、儲氫站建設(shè)、燃料電池車投放等進(jìn)行了具體規(guī)劃。不過，雖然政策已在各地開花，但落實(shí)到產(chǎn)業(yè)中下游，發(fā)展依然難成規(guī)模。

氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展目前還存在許多制約因素。燃料電池應(yīng)用場景要多樣化，不能僅限于重卡等商用車。占據(jù)混合動力制高點(diǎn)。鋰電池和燃料電池從來都不是競爭關(guān)系，而是互為補(bǔ)足的協(xié)同關(guān)系，可以嘗試混動增加續(xù)航時長和電池安全性。

從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，目前氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展依然冷熱不均。上游制氫已經(jīng)啟動，但綠氫制備產(chǎn)量不夠高，氫氣仍然很貴;中游膜電極生產(chǎn)已經(jīng)成熟，但是下游應(yīng)用并未推廣開來，燃料電池及相關(guān)配件仍處于少量定制的狀態(tài)，總體成本很高。氫動車加氫時間較短，且換氫僅需數(shù)秒，電動車充電需要幾小時。

一輛氫能二輪車燃料電池系統(tǒng)僅2~3kg，電動車48V30Ah鋰電池約10kg;對應(yīng)電動二輪車普遍續(xù)航里程70-90km，氫動車同類型可達(dá)100km。

根據(jù)中研普華研究院撰寫的《2023-2028年中國氫燃料電池市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示：

氫燃料電池行業(yè)市場發(fā)展前景及投資

氫氣可以分為灰氫、藍(lán)氫、綠氫三種。灰氫和藍(lán)氫制備過程中會產(chǎn)生二氧化碳排放。綠氫則可以利用風(fēng)光電等再生能源發(fā)電后轉(zhuǎn)化而成，這個過程中沒有碳排放，所以膜電極的轉(zhuǎn)化作用很關(guān)鍵。也正因如此，膜電極被稱作燃料電池的“心臟”。

值得欣慰的是，雖然目前國內(nèi)燃料電池車的普及以及對于氫能的應(yīng)用范圍不及國外，但膜電極的生產(chǎn)卻已經(jīng)能夠與國外并跑。

目前我國的氫燃料電池仍處于發(fā)展初期，核心技術(shù)尚未成熟，發(fā)展形式呈現(xiàn)多元化。行業(yè)的上游主要分為氫氣供給和組件材料兩大板塊，氫氣供給包括制、儲運(yùn)、加三個方面，組件材料又包括燃料電池電堆、空氣供給系統(tǒng)、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)和電控系統(tǒng);

中游為氫燃料電池系統(tǒng)集成區(qū)，代表性企業(yè)主要有億華通、國鴻氫能、捷氫科技、濰柴動力等;下游的應(yīng)用市場可以分為交通領(lǐng)域(商用車、乘務(wù)車、船舶、飛機(jī)等)和非交通領(lǐng)域(發(fā)電、工業(yè)燃料等)，當(dāng)前主要應(yīng)用于重卡、公交車、物流車等商用車領(lǐng)域。

在軍事領(lǐng)域，氫燃料電池也是新寵。如2002年3月德國制造的212 A型常規(guī)潛艇就采用了燃料電池和柴電動力聯(lián)合推進(jìn)系統(tǒng), 據(jù)報道該型潛艇的水中連續(xù)潛航就能達(dá)到2~3周。

單靠燃料電池航行時,其航速可達(dá)8節(jié);當(dāng)以4.5節(jié)航速潛航時,該電池系統(tǒng)還可提供11 千瓦的生活用電,同時續(xù)航力可達(dá)2315 千米 ,潛航時間達(dá)278小時。

軍事技術(shù)的不斷發(fā)展和設(shè)備的更新給各種電源裝備提出了更高的要求。比如，在軍事環(huán)境下應(yīng)用的一些小型電源系統(tǒng)要具備較好的隱身能力，能夠有效的避免敵方監(jiān)視與偵察系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)。

這就要求軍用電池在設(shè)計的過程中，盡量減小電源裝備的特征信號。同時，由于軍事環(huán)境下的復(fù)雜性，要求軍用電源系統(tǒng)要具有較好的機(jī)動性，軍用電源設(shè)備必須具備體積小、重量輕以及便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。

國家能源局等六部門聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》明確了近三年國內(nèi)國際氫能標(biāo)準(zhǔn)化工作重點(diǎn)任務(wù)，系統(tǒng)構(gòu)建了氫能制、儲、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋基礎(chǔ)與安全、氫制備、氫儲存和輸運(yùn)、氫加注、氫能應(yīng)用五個子體系。

《指南》旨在貫徹落實(shí)國家關(guān)于發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的決策部署，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)范和引領(lǐng)作用。到2025年，支撐氫能制、儲、輸、用全鏈條發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系基本建立，制修訂30項(xiàng)以上氫能國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

重點(diǎn)加快制修訂氫品質(zhì)檢測、氫安全、可再生能源水電解制氫、高壓儲氫容器、車載儲氫氣瓶、氫液化裝備、液氫容器、氫能管道、加氫站、加注協(xié)議、燃料電池、燃料電池汽車等方面的標(biāo)準(zhǔn)，打通氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)鍵環(huán)節(jié)

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展集群

氫燃料電池電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所，是氫燃料電池系統(tǒng)的核心部件，維系著整個燃料電池系統(tǒng)的能量輸出過程。作為燃料電池系統(tǒng)(或燃料電池發(fā)動機(jī))的核心組成部分，可應(yīng)用于燃料電池公交車、4.5T燃料電池冷藏車、18T燃料電池運(yùn)輸車、洗掃車、31T燃料電池自卸車商用車和49T燃料電池重卡等商用車，還可應(yīng)用于分布式熱電聯(lián)供系統(tǒng)，應(yīng)急備用電源等多消費(fèi)級和商用級領(lǐng)域。

近年來，西咸新區(qū)作為省市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要承載區(qū)，充分依托秦創(chuàng)原創(chuàng)新驅(qū)動平臺在科技創(chuàng)新和區(qū)域協(xié)同方面的優(yōu)勢，持續(xù)加大政策引導(dǎo)力度，明確靶向目標(biāo)，把氫能產(chǎn)業(yè)作為搶占發(fā)展制高點(diǎn)的重要抓手，推動新區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，形成了“一個核心、兩區(qū)引領(lǐng)、多點(diǎn)協(xié)同”的發(fā)展格局。

截至目前，西咸新區(qū)已招引落地氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)43家，聯(lián)動西安交大、西工大等重點(diǎn)高校，圍繞關(guān)鍵技術(shù)方向推進(jìn)了一批科技成果產(chǎn)業(yè)化。

同時已重點(diǎn)布局了上游加氫裝備、中游燃料電池系統(tǒng)、下游氫燃料電池整車的研發(fā)生產(chǎn)以及以加氫站為核心的氫能基礎(chǔ)設(shè)施，這些項(xiàng)目將對新區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)鏈強(qiáng)鏈補(bǔ)鏈發(fā)揮重要作用，為新區(qū)下一步開展氫能示范應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。

氫燃料電池行業(yè)報告對中國氫燃料電池行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、競爭格局及市場供需形勢進(jìn)行了具體分析，并從行業(yè)的政策環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會環(huán)境及技術(shù)環(huán)境等方面分析行業(yè)面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)。

還重點(diǎn)分析了重點(diǎn)企業(yè)的經(jīng)營現(xiàn)狀及發(fā)展格局.同時揭示了市場潛在需求與潛在機(jī)會，為戰(zhàn)略投資者選擇恰當(dāng)?shù)耐顿Y時機(jī)和公司領(lǐng)導(dǎo)層做戰(zhàn)略規(guī)劃提供準(zhǔn)確的市場情報信息及科學(xué)的決策依據(jù)，同時對政府部門也具有極大的參考價值。

想了解關(guān)于更多氫燃料電池行業(yè)專業(yè)分析，可點(diǎn)擊查看中研普華產(chǎn)業(yè)院研究報告《2023-2028年中國氫燃料電池市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》。

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  2023-2028年中國氫燃料電池市場現(xiàn)狀分析及發(fā)展前景預(yù)測報告

  氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰...

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