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氢燃料电池优势及产业链分析

发布时间: 2014-10-13 11:18:20    来源: 网易汽车
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[摘要]燃料电池,是一种主要通过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转化成电能的电池。丰田燃料电池车上市脚步渐近,把燃料电池技术的应用再次带进人们的视野。


  固定式燃料电池市场包括多种尺寸和类型,主要用于各种固定位置的电力供应,包括主要应用于发电站、楼宇、工程等领域的大型首要电源、备用电源或热电联产(CHP),用于家庭住宅和商业的微型热电联产(CHP),以及远程或基本应用例如电讯塔的首要或备用电源。固定式燃料电池主要包括MCPC、SOFC、PAFC和PEMFC。
  在美国市场,美国本土的Bloom Energy,Fuel Cell Energy,UTC Power和加拿大的Ballard PowerSystems是该领域的主要生产公司。随着各国政府对清洁能源的关注,固定式燃料电池近几年的出货量不断攀升,根据Pike Research的预测,到2022年固定式燃料电池的出货量将达到35万台,相对于目前的2.1万台有一个巨幅的提升。
  目前更多的行业在考虑使用燃料电池,希望在发生自然灾害时,燃料电池可以独立于电网发电。随着对电的复原力需求的增强,以及全球越来越快地采用分布式发电技术,和家庭式热电联产的逐步普及,未来10年,固定式燃料电池产业将处于有利的引领地位。
  在固定式燃料电池的应用中,各地区略有差别。对亚太地区而言,辅助电源(Aux Power)是目前占比最大的应用,其他主要应用则是备用电源(Backup Power)和热电联产(CHP)。在北美地区,备用电源(Backup)、热电联产(CHP)和分布式发电(DG)是三类主要的应用领域。无论是在亚太地区还是在北美地区,随着家庭式热电联产的逐步普及,CHP的应用占比都将会逐步增大,并成为固定领域中的主要应用。分布式发电和备用电源则作为辅助应用,共同支撑固定领域发展。
  运输领域寻求突破
  交通运输领域的燃料电池细分有广泛的应用,主要包括车辆,公交车,小型飞机,船只以及物料搬运设备等,使用的燃料电池类型仅仅是质子交换膜(PEMFC)。目前,交运领域实现商业化的主要是物料搬运设备领域,而全球几家大型汽车制造商仍在继续追求燃料电池轻型汽车的应用,并计划与2015-2017年实现商业化。北美的Plugpower和加拿大Ballard PowerSystems是该领域的主要厂商。
  高效环保低成本的氢燃料电池叉车为运输领域的核心应用。叉车是工业搬运车辆,是指对成件托盘货物进行装卸、堆垛和短距离运输作业的各种轮式搬运车辆,是物料搬运设备的一种。目前,叉车是交通运输领域中实现商业化较为活跃的主要品种。其主要生产商为Plug power公司。
  叉车上的动力来源主要是电池。较常用的为铅酸电池,而目前燃料电池正取代铅酸电池成为电动叉车的主要能量。在高流通量的配送中心和仓库环境中,与传统充电电池系统相比,零排放燃料电池叉车体现了经济、实用、环保。
  燃料电池叉车的优势在于:通过恒功率输出和充氢气时间短显著提高叉车的生产率。铅酸电池的性能有限,过长的充电时间导致其效率低下。与之相比,燃料电池由于燃料补给迅速,且具有更长的使用寿命而备受关注。提高生产效率的同时,燃料电池叉车还可以降低运营成本。
  例如,沃尔玛超市在加拿大阿尔伯塔省的冷藏配送中心部署了95辆燃料电池叉车。与传统的充电电池动力叉车相比,该项目在7年内将减少运行成本110万美元。沃尔玛现在已有超过500辆燃料电池叉车运行在包括冷冻设施在内的三个仓库中运行。其余使用Plug power公司的Gen Drive系统的客户包括:宝洁公司部署在四个站点的340个燃料电池叉车系统;思科部署在7个站点的超过600个系统;可口可乐公司部署在2个站点的96个系统。2008年时全美燃料电池叉车的总数才几百辆,而到2012年时在19个州近40个城市共拥有4000多辆,燃料电池叉车在美国开始迅猛发展。

 

  燃料电池叉车市场的供应商主要有H2Logic,Hydrogenics,NuveraFuelCells,OorjaProtonics和Plug power。其中Plug power是最大的供应商,其市场份额约为80%。
  使用燃料电池叉车的企业目前来看多为大公司,这部分是因为燃料电池叉车的售价高于普通叉车。就2012年的主要订购商来看,主要集中在世界500强企业,其中又以零售业为主。
  作为燃料电池叉车大厂商的Plug power公司在2013年第四季度接受了来自沃尔玛、宝洁、宝马等公司的订单,订单量较以往有较大增幅,截止目前,Plug power公司已累计提供4500多套叉车系统,且随着2013年第四季度订单的爆发,燃料电池在叉车领域的应用还将进一步扩展。

  燃料电池车离产业化仍有不小距离
  成本:发展的首要阻碍
  燃料电池车目前普及度非常低,国外的燃料电池大巴目前售价在100万美元上下,而特斯拉的“贵族”电动车ModelS售价也才为73万人民币,两厢对比下,燃料电池车的价格实在高出许多。但目前丰田、上汽等集团都发布了燃料电池车生产宣告,预计将于2015年上市,丰田的目标定价在5万美元,而上汽的成本预计在50万人民币,若届时能达到目标价位,则燃料电池车发展可待。燃料电池车成本中2/3是燃料电池系统的花费,目前燃料电池系统的成本下降速度很快,也还存在下降空间。

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