氫能與燃料電池調(diào)研報(bào)告

1、氫能與燃料電池調(diào)研報(bào)告一、氫能方面現(xiàn)狀（一）氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫高壓液態(tài)儲(chǔ)存方式甲醇燃料電池燃料電池類型飛機(jī)交通焦?fàn)t尾氣液氫質(zhì)子交換膜燃料電池潛艇、船舶甲醇-合成氨甲酸-甲醇-合成氨-氫油MeAFC火車、汽車其他固態(tài)或金屬磷酸燃料電池合成氨、甲醇化工熔融碳酸鹽燃料電池石油煉化煤化石燃料長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸方式固體氧化物燃料電池家庭用發(fā)電天然氣管路發(fā)電站汽油或柴油液氫罐電解水制氫儲(chǔ)能儲(chǔ)能裝置氫氣甲烷化核能可再生能源儲(chǔ)氫加氫站雙極板電堆制醫(yī)用氧生物質(zhì)增壓系統(tǒng)密封圈天然氣-氫氣混合太陽(yáng)能加注系統(tǒng)膜電極通信基站特殊電源安全系統(tǒng)催化劑數(shù)據(jù)中心風(fēng)電1、堿水電解2、PEM電解3、SOEC現(xiàn)場(chǎng)制氫質(zhì)子交換

2、膜應(yīng)急電源車水電航天軍事潮汐能無(wú)人機(jī)波浪能單兵電源氫氣制備氫氣儲(chǔ)運(yùn)和配送氫能燃料電池和組件應(yīng)用（二）加氫站現(xiàn)狀案例未來(lái)規(guī)劃雄眾加氫站介紹國(guó)際全球共有369座正在運(yùn)營(yíng)的加氫站，新增48座；其中亞洲136座，歐洲152座，北美洲有78座。德國(guó)CEP Heerstrae加氫站、丹麥Ringkbing加氫站、英國(guó)本田加氫站、日本川崎重工建設(shè)的諸多加氫站等2020年445座；2025年1600座；2030年-2050年4470座。雄眾加氫站占地面積15畝，總投資約1.1億元。該站設(shè)計(jì)日加氫能力達(dá)1000公斤以上，可同時(shí)滿足35MPa和70MPa的加氫需要。加注一輛大巴車需5-8分鐘，可行駛450公里；加

3、注一輛乘用車約3-5分鐘，可行駛約500公里 。 國(guó)內(nèi)中國(guó)共建成30座加氫站，另有18座加氫站處于建設(shè)中氫陽(yáng)能源公司、安亭加氫站、舜華加氫站、亞運(yùn)會(huì)加氫站、大運(yùn)會(huì)加氫站、云浮加氫站、羅定加氫站、武漢雄眾加氫站等2020年100座；2025年300座；2030年1000座。加氫站建設(shè)加氫能力kg/d土地費(fèi)用人力建設(shè)和設(shè)備費(fèi)用（萬(wàn)元）相關(guān)政策350-500（不含）各地土地成本存在較大差異12002013年-2015年，政策補(bǔ)貼為400萬(wàn)元/站（加氫能力大于200公斤），之后并無(wú)相關(guān)補(bǔ)貼政策出臺(tái)500-1000（不含）1800大于10002200（三）氫氣儲(chǔ)存儲(chǔ)氫方式技術(shù)介紹優(yōu)、缺點(diǎn)研究院所及生產(chǎn)廠

4、商建議高壓氣態(tài)高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫通過(guò)提高儲(chǔ)存壓力來(lái)達(dá)到增加氫氣儲(chǔ)存密度的目的。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的一種儲(chǔ)氫方法。鋼瓶自身重量大，質(zhì)量?jī)?chǔ)氫密度一般遠(yuǎn)低于3%，且中國(guó)相關(guān)法規(guī)要求，儲(chǔ)氫瓶可面耐受壓為20MPa。東華大學(xué)研究院副院長(zhǎng)、纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任余木火教授。研究課題70MPa碳纖維復(fù)合材料氫氣瓶關(guān)鍵技術(shù)與國(guó)產(chǎn)化。低溫液氫低溫液態(tài)儲(chǔ)氫是將氫氣冷卻到-253度，使之液化后裝到低溫儲(chǔ)罐中。低溫液氫質(zhì)量密度和體積密度遠(yuǎn)高于高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫，是極為理想的儲(chǔ)氫方式。但氫氣液化過(guò)程需消耗大量能源（1kg氫氣液化需耗電10-20KWh），且使用超低溫儲(chǔ)存容器，儲(chǔ)存成本較高。目前北京中科富海低溫科

5、技有限公司是當(dāng)前國(guó)內(nèi)唯一、全球第三家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型低溫制冷裝備制造與工程系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商。有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫是利用烯烴或芳香烴作為儲(chǔ)氫載體與氫氣反應(yīng)生成烷烴或環(huán)烷烴實(shí)現(xiàn)氫氣的存儲(chǔ)，在一定條件下，烷烴或環(huán)烷烴可釋放氫氣。有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫具有運(yùn)輸路線長(zhǎng)、單次運(yùn)載量大、均壓、常溫、不易燃燒等特點(diǎn)，因其運(yùn)載量較大，是目前最理想的遠(yuǎn)氫方式。但有機(jī)液在儲(chǔ)氫需高溫加熱、放氫過(guò)程中會(huì)釋放高溫，且催化劑（鉑）造價(jià)較高。Hydrogenious Techologies GmbH 高級(jí)商務(wù)拓展經(jīng)理 黃思穎 液體有機(jī)儲(chǔ)氫技術(shù)武漢氫陽(yáng)能源公司由湖北三環(huán)集團(tuán)、武漢氫陽(yáng)能源公司、武漢金凰實(shí)業(yè)聯(lián)合發(fā)布的常溫常壓

6、氫能源物流車，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)氫能在常溫常壓下的存儲(chǔ)和運(yùn)輸。可聯(lián)系合作固態(tài)或金屬固態(tài)儲(chǔ)氫是通過(guò)物理吸附作用或化學(xué)反應(yīng)將氫氣倫儲(chǔ)存于固態(tài)材料中，種類包括金屬有機(jī)框架、納米結(jié)構(gòu)碳材料、金屬氫化物、非金屬氫化物儲(chǔ)氫等材料。固態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度高、不需要高壓容器和隔熱容器、安全性好、無(wú)爆炸危險(xiǎn)、可獲得高線度氫、操作方便等特點(diǎn)，如氫化鎂。上海鎂源動(dòng)力科技有限公司與上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心、武漢能智達(dá)科技有限公司合作，發(fā)明了金屬氣相合金化結(jié)合原位鈍化制備具有核殼結(jié)構(gòu)的納米鎂基儲(chǔ)氫材料的方法，獲得了良好的儲(chǔ)氫熱/動(dòng)力學(xué)性能和抗氧化性，已開(kāi)發(fā)了氫化鎂的批量制備工藝并建立了20-50噸生產(chǎn)線 。陽(yáng)泉地區(qū)有豐富的鎂礦資源

7、和技術(shù)人員，可形成產(chǎn)業(yè)鏈（四）氫氣運(yùn)輸運(yùn)輸方式運(yùn)輸能力運(yùn)輸距離能量損耗固定成本可變成本部署時(shí)間成功案例建議長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸?shù)偷偷偷透叨唐?、上海安亭加氫站采用20MPa長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸，車到站后通過(guò)進(jìn)一步壓縮至43MPa加注至35MPa的車載儲(chǔ)氫瓶中。2、據(jù)2019年1月消息，?？怂箍但@得美國(guó)交通部特別許可，可請(qǐng)?jiān)试S道路運(yùn)輸95MPa壓力容器系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)70MPa燃料電池車輛的移動(dòng)式加氫。管路運(yùn)輸高高低高低中長(zhǎng)期1、2014年4月，中石化巴陵石化“巴陵-長(zhǎng)嶺”氫氣輸送管路已順利投用。該氫氣輸送管路全長(zhǎng)42公里，管道直徑508mm，設(shè)計(jì)壓力4MPa，年輸送量達(dá)10.04萬(wàn)噸。2、截至2017年9月，全

8、球氫氣管路總長(zhǎng)度約為4542公里。液氫罐中等高高中等中等中長(zhǎng)期1、液氫運(yùn)輸是支撐大規(guī)模與長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)囊环N專業(yè)技術(shù)。目前，美國(guó)、日本、歐洲等基本都是液氫運(yùn)輸。2、日本川崎重工與荷蘭皇家殼牌合作開(kāi)發(fā)液氫運(yùn)輸船舶技術(shù)，目前主要從澳大利亞通過(guò)船舶運(yùn)輸進(jìn)口氫氣。（五）氫能燃料電池氫能燃料電堆組件分類技術(shù)特性研究院所及制造廠商建議雙極板金屬板石墨板的厚度是金屬板的1.6倍，那么體積比、功率密度對(duì)于面積一樣電堆，金屬電堆是石墨的1.6倍左右。金屬的彎曲強(qiáng)度是480MPa，而膨脹石墨板的是60MPa，金屬板更耐變形，更適合在高壓操作。但在質(zhì)子交換膜燃料電池的工作環(huán)境下易腐蝕，導(dǎo)致電池的壽命下降。愛(ài)德曼氫能源裝

9、備有限公司 董事兼總經(jīng)理 龔靖上海治臻開(kāi)發(fā)了MCCMCDMCE多種涂層，可實(shí)現(xiàn)金屬雙極板高性能、長(zhǎng)壽命折批量生產(chǎn)。石墨板具有較高的耐久性、導(dǎo)電率、散熱性能，良好的滲透性和化學(xué)穩(wěn)定性，機(jī)械加工性能差、制備成本高，功率密度差距大。江蘇清能在超薄、高性能石墨雙極板技術(shù)上取得突破，功率密度超過(guò)4KW/L。復(fù)合板結(jié)合了石墨和金屬板的優(yōu)點(diǎn)，重量輕，制造快，搞蝕性佳。但制作繁瑣，導(dǎo)電效果較差、機(jī)械性質(zhì)差、不易組裝。武漢喜瑪拉雅復(fù)合雙極板具有低成本，長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。密封圈隔離反應(yīng)物與外部環(huán)境。漢高、三鍵膜電極催化劑采用鉑做為催化劑，存在三個(gè)特點(diǎn)：資源匱乏、價(jià)格昂貴、搞毒能力差。日清紡、雄韜股份、新源動(dòng)力、喜瑪拉雅光電等質(zhì)子交換膜電池電堆的主要核心組件，性能的好壞直接影響電池的性能。杜邦、雄韜股份、中科同力化工、同濟(jì)科技、三環(huán)集團(tuán)等氣體擴(kuò)散層上海河森、科德寶、日本東麗、臺(tái)灣碳能等氫能燃料電池系統(tǒng)零部件功能研究院所及制造廠商建議控制