燃料電池是一種將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。主要由正極、負極、電解質(zhì)和輔助設備組成。常用的燃料除氫氣外還有甲醇、聯(lián)氨、烴類及一氧化碳等。氧化劑一般為氧氣或空氣。電解質(zhì)常見的有磷酸、氫氧化鉀、熔融碳酸鹽及離子交換膜等。
作為三種新能源汽車(純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車)之一,燃料電池汽車相比于其他兩種,其所需的制氫技術以及大規(guī)模儲氫技術更加復雜,是 制約其發(fā)展的瓶頸,因此一直以來發(fā)展速度較慢。不過情況開始出現(xiàn)改觀,近年來燃料電池汽車量產(chǎn)化的逐步成熟使得交通運輸燃料電池在2015年迎來爆發(fā),兆瓦出貨量達到113.6兆瓦,同比增長272.85%,電池出貨量達到5200件,同比增 長68.97%,漲勢兇猛。
以我國情況來看,目前配套技術還不夠成熟,據(jù)工信部公布數(shù)據(jù),2015年全國燃 料電池汽車產(chǎn)量僅有10輛。國務院《中國制造2025》提出2020年生產(chǎn)1000輛燃 料電池汽車并示范運行。2016年燃料電池汽車獲得國家支持力度進一步加大,國 家發(fā)改委和能源局發(fā)布能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030)中第9項提及了氫能和燃料電池的創(chuàng)新,燃料電池獲得明確的發(fā)展方向,計劃在2030年實現(xiàn)燃料電池和氫能的大規(guī)模推廣應用。
據(jù)了解,燃料電池技術種類多樣,目前主流技術是質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池,分別主要應用于燃料電池汽車和分布式發(fā)電領域。由于燃料電池不僅安全高效,且反應產(chǎn)物只有水,具備綠色清潔的特點,因此是內(nèi)燃機最具競爭力的替代者之一,有望引領未來全球能源革命,從化石燃料時代邁向氫燃料時代。
盡管由于起步晚,行業(yè)落后于國外5-10年,但近年來我國燃料電池行業(yè)保持穩(wěn)定發(fā)展,國內(nèi)廠商通過與國外先進燃料電池企業(yè)、機構合作,推動我國燃料電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
截至今年7月2日,國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項項目公示清單達到4批,其中對燃料電池汽車的研發(fā)支持資金累計已近8.27億元。其中,2018年燃料電池汽車相關研發(fā)支持資金近4.36億元,2017年與2016年相關研發(fā)支持資金分別為2.17億元,1.74億元。
燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈分為上游材料、中游制造和下游應用三大環(huán)節(jié),目前各環(huán)節(jié)企業(yè)布局不斷優(yōu)化。隨著燃料電池規(guī)模效應提升、核心技術突破瓶頸和下游加氫環(huán)節(jié)趨于完善,未來燃料電池成本有望進一步下降,性價比不斷凸顯。
根據(jù)美國能源局測算,當80kW質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)年產(chǎn)量達50萬輛時,燃料電池系統(tǒng)將降至55美元/kW,對應的燃料電池系統(tǒng)市場空間約為22億美元。
綜合而言,隨著燃料電池汽車打開應用市場,燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善,市場空間正不斷擴大,正蓄勢待發(fā)。