氢燃料电池行业研究

目录

1、氢燃料电池概

况 .............................................. (2)

1.1燃料电池概念 (2)

1.2燃料电池分类 (2)

1.3燃料电池优势 (2)

2、氢燃料电池产业链解

析 .............................................. (3)

3、氢燃料电池市场细

分 .............................................. . (5)

3.1固定领域 (6)

3.2交通运输领域 (7)

3.2.1核心应用：叉车 (7)

3.3.2燃料电池车的产业化 (8)

3.2.3燃料电池车未来发展 (9)

3.3便携式领域 (9)

4、相关企

业 ..............................................

(10)

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氢燃料电池行业分析

1、氢燃料电池概况

1.1燃料电池概念

燃料电池，是一种主要通过氧或者其他氧化剂进行氢化还原反应，把燃料中的化学能转化为电能的电池。即使用氢气作为燃料，利用电解水的逆反应产电的一种燃料电池。其工作原理是：将氢气送到电池的阳极板，通过催化剂的作用，氢原子变成一个正电荷的氢离子和一个负电荷的电子，其中氢离子通过电解质达到阴极板，而电子不能通过电解质，而只能通过外部电路形成电流。电子到达阴极板后，与氢原子和氢离子重新结合为水。

1.2燃料电池分类

燃料电池有多种类型，但是它们都有相同的工作模式。他们主要由三个相邻区段组成：阳极、电解质和阴极。两个化学反应发生在三个不同区段的借口之间。两种反应的净结果是燃料的消耗、水或者二氧化碳的产生，和电流的产生，可以直接用于电力设备。

燃料电池按燃料类型可分为直接型、间接型和再生型；按电解质种类又可分为碱性染料电池（AFC）、磷酸盐型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固化氧化物型燃料电池（SOFC）和质子交换膜燃料电池（PEMFC）。

数据来源：《燃料电池》

1.3燃料电池优势

氢燃料电池阴极板供给的氧可直接从空气中获得，因此仅需不断给阳极板供应氢气并及时把水带走，氢燃料电池就可以不断提供电能。相对于其他能源，氢燃料电池的发电过程无污染、能量转换效率高，且其燃料氢气来源广泛，可再生。10

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燃料电池主要优势列表

燃料电池属于清洁能源的一部分，由于其反应过程就是无污染的水无污染反应，反应过程不会产生污染物，其主要污染物来自于燃料，可能存在氮氧化物等污染。相对于普通火力发电的空气污染以及传统电池的重金属污染而言，燃料电池对环境的污染程度远远降低。而氢燃料电池，其燃料为纯净无污染的氢气，相对其他燃料而言，废气中也不存在污染物。可以说，氢燃料电池就是一个能真正实现零污染的环保能源。燃料电池的发电效率也处于较高水平。在各种发电方式中，传统火的能高效而在40%-60%效率。力发电效率在30%左右，远低于燃料电池平均的量转换效，也高于目前汽车普汽车领域的应用中，燃料电池的效率可达60%率

遍使用的内燃机效率。总体而言，燃料电池的能量转换效率在其类似替代能源中都处于较高水平。，84%获氢是宇宙中最常见的元素，氢及其同位素占到了太阳总质量的易燃料都是氢。氢分子在地球上不是以天然的气体存在，75%得宇宙质量的大部分氢结合氧存在水中，可以说水资源在一定程度上代表了氢能的储存量。同时稳定性，比较于传统内燃机，氢燃料最大的优势就是无排放（排放为纯水）高、可以持续工作，出现故障的概率较低；比较与锂离子电池等电动车，其最大的优势就是功率密度高，不需要装载笨重的电池系统。但是燃料电池的劣势也比较明显，首先是运行温度与能量转换效率成正比，但较高的运行温度限定了应用范围，同时无论是从燃料电池本身的成本，还是从燃料成本上都还远远高于内燃车和锂离子电动车。所以燃料电池的应用领域一般都是针对稳定性、排放及空间要求高，但的叉车概念就是最好的例证。同时对于设备、燃料经济性要求较低的领域，PLUG、氢燃料电池产业链解析2氢燃料电池主要包括电池组件和燃料两个部分。因此其上游主要是氢气供应以主要流程包括氢气生产、及电池零组件。氢气供应部分主要是为燃料氢气而准备的，输送和充气机。而电池零组件部分则主要生产燃料电池组、氢气存储设备和配件。中游则是将上述组装，形成

一个完整的可投入使用的燃料电池系统，每种系统构成都依据其不同的应用领域而有所不同。下游的应用板块则主要包括了固定、交通运输和便携式三个主要领域。产业链的核心在于中游的燃料电池系统，系统的组成对于下游的应用。而在燃料电池系统中，燃料电池模块是最为重要的。一般燃料电池由电解质、催化剂和双PEMFC催化剂的有无对燃料电池成本的影响最为巨大。对于极板组成，在这三者中，来说，由于其使用昂贵的铂族金属作为催化剂，其价格一直居高不下，可以说，催化剂是燃料电池价格的决定因素之一。另一个重要决定因素是电解质，不同技术类型的燃料电池对电解质的要求不同，不同的电解质的价格也会有多不同，并最终对燃料电池价格产生影响。燃料电池成本分布情况PEM 1500 1100 1100 /盎司 1100 美元金属铂价格

974

621 559 528 千金属铂成本美元/80 瓦27

20 22 / 电池堆成本美元千瓦25

10

/ 3 27 26 25 26 美元辅助设备成/千瓦

本1 1 其他成本 1 1 美元/千瓦55 美元/千瓦系统总成本 47 51 49

22.1%

%

16.5%

13.5%

13.7%

催化剂成本占比

燃料电池下游领域情况

奔生产成本过高，制氢、丰田、本田、汽车能量使用效率较高，零排放

运输氢、储氢成本较驰高，高压储氢安全性问题、丰燃料电池巴士比柴油和天生产成本过高，制氢、巴士UTC Power、然气巴士的燃料经济性高运输氢、储氢成本较田、Ballard、Hydrogenics高，高压储氢安全性出39%-141%

Proton Motor

问题Plug

叉车燃料电池在工业应用内最下游客户局限在西斯科、联邦快递、可口大的部门之一，室内使用可乐、金佰利等对污染气体排放、电能持续内环境要求较高的间长，降低电池体

品快递企业叉车市Intelligent经济型不高，续航零排放，基本无噪程较、本Energ自行造价飞低噪音，低散热，可作为波人侦察机，续航时间长，障率德国海军造—低噪音，低散热，在雷达潜测上可降低被发现概率，航能力突出，无废气排放可产生饮用—主要用于野外使用，不需便携式体积较大，且实际用成本远高于充电发电，直接通过添加燃料源（笔本、智方便快速，功率可调手机、暖器—稳定可成本较

站、分式发电不间断

氢电池产业各环节优劣势分析10

/ 4 燃料电池堆系优势：成本及性能已经接近商业化门槛。环节一

电池寿命。催化剂贵、氢纯度要求高、老化问题、统劣势：成本已基本达到目标上限制氢环节环节二

成本仍然较高，商业化尚需时日加氢站环节三