2.1.5.經(jīng)濟性在公交車和物流搬運車側(cè)逐步凸顯
私家車使用者需要培育消費心理、汽車使用習(xí)慣不統(tǒng)一、利用率低、受利己驅(qū)動明顯,短期內(nèi)氫燃料電池車難以大規(guī)模推廣。而公交車在國家減排政策和財政支持共同推動下段,具有經(jīng)濟性。我們以一種燃料電池增程的中型物流車做分析:采用30kW+30kWh增程配臵,燃料電池系統(tǒng)約44萬+鋰電池系統(tǒng)約3.6萬+常規(guī)部件8萬=55.6萬。國補30萬,不算地方補貼成本為25.6萬,若考慮地方補助,經(jīng)濟性更佳。此外,在國外物流搬運車領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,我們認為,燃料電池汽車行業(yè)大規(guī)模商業(yè)化會在公交車和物流搬運車細分行業(yè)優(yōu)先展開。
2.1.6.無人機行業(yè)需求迫切
無人機廣泛應(yīng)用于航拍、巡檢、反恐、軍事等領(lǐng)域,發(fā)展如火如荼,無人機領(lǐng)域龍頭大疆創(chuàng)新銷售收入更是呈現(xiàn)跨越式增長。但電池的續(xù)航能力一直限制著無人機功能發(fā)揮,而燃料電池技術(shù)有望徹底改變這一現(xiàn)狀,使無人機產(chǎn)業(yè)進入一個全新的發(fā)展階段。
2.2.固定式領(lǐng)域:應(yīng)用最為成熟,多用于分布式電站和備用電源污染重、能效低一直是困擾火力發(fā)電的核心問題,燃料電池不僅具有零排放、高效率優(yōu)勢,更是在外部環(huán)境劇烈變化的條件下,可以長時間連續(xù)工作,可靠性更高,受到國內(nèi)外的普遍重視。燃料電池在該領(lǐng)域已有不少商業(yè)化應(yīng)用,目前主要在分布式電源和備用電源兩大領(lǐng)域,廣泛應(yīng)用于IDC、醫(yī)院等重要部門。
2.2.1.固定式分散電站:能量利用效率高
燃料電池電站不同于燃料電池汽車,沒有頻繁啟動的問題,一般采用以下4種電池技術(shù):磷酸燃料電池PAFC、質(zhì)子交換膜燃料電池PEMFC、固體氧化物燃料電池SOFC、熔融碳酸鹽燃料電池MCFC。
2.2.2.備用電源:可靠性高
將燃料電池作為備用電源,在電信、銀行、醫(yī)院等行業(yè)最為普遍,作為燃料電池的大生產(chǎn)商,BallardPowerSystems在2012年就生產(chǎn)了近400個ElectraGen備用電源系統(tǒng)。
2.3.便攜式領(lǐng)域:尚未起飛
在三種主要的領(lǐng)域中,便攜式領(lǐng)域的發(fā)展幾乎處于停滯狀態(tài),便攜式產(chǎn)品面臨的環(huán)境較為簡單,對電池安全性的要求較低,卻對續(xù)航能力有很高要求,燃料電池恰恰符合這一領(lǐng)域的應(yīng)用標準,雖然目前已有許多公司陸續(xù)推出氫燃料電池手機,但燃料電池在該領(lǐng)域一直未有實質(zhì)性突破。
3.最有發(fā)展前景的燃料電池——PEMFC產(chǎn)業(yè)鏈全梳理PEMFC產(chǎn)業(yè)鏈分為制氫、氫的運輸分配、氫存儲、燃料電池系統(tǒng)四個環(huán)節(jié),我們根據(jù)四個環(huán)節(jié)梳理出上游、中游、下游產(chǎn)業(yè)鏈的成本下降路徑和技術(shù)革新,深入的了解PEMFC發(fā)展情況。
3.1.氫的生產(chǎn):天然氣重整制氫成本媲美燃油,廢氫利用進一步降低使用成本氫可以用多種技術(shù)生產(chǎn),包括用化石能源、核能和可再生能源重整化石燃料、電解水、生物質(zhì)、高溫分解等。天然氣制氫成本已經(jīng)媲美汽油成本,根據(jù)美國能源部測算,到2020年將新技術(shù)制氫(不包含重整法),加注站售價4美元/gge,相當于汽油價1.057美元/L。
3.1.1.分布式制氫
分布式制氫不需要大量的運輸設(shè)備或投資大型制氫工廠,是目前最可行的方法。當前主要的制氫技術(shù)有兩種:
(1)重整天然氣或者液態(tài)燃料(乙醇等);
(2)小規(guī)模的電解水法。
蒸汽重整甲烷制氫是現(xiàn)今在成本上能與汽油媲美的技術(shù)。使用可再生能源,高溫和生物液體重整是兩種能大幅減少溫室氣體排放的技術(shù),其中生物液體重整技術(shù)可廣泛應(yīng)用于分布式、集中式生產(chǎn)氫。使用風(fēng)電、水電、太陽能等可再生能源電解水是零排放制氫技術(shù)。當前制氫設(shè)備、運維成本和電費成本制約該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用,技術(shù)上仍然有待進一步開發(fā)空間,電費價格降低到當前電價的一半時,該種方法具有經(jīng)濟性。
3.1.2.集中式制氫
長期來看,大型工廠化制氫可以充分利用規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢滿足日益增長的氫燃料需求,集中制氫的能源主要有化石能源、核能和可再生能源。隨著高效的水裂解化學(xué)工藝和材料發(fā)展,采用集中式太陽能高溫熱化學(xué)制氫將成為一種潛在可能技術(shù)方案。
我國具有巨大的人力資源和市場容量,非重整法規(guī)模效應(yīng)顯著,參照風(fēng)電、光伏、鋰電池等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展軌跡,一旦引入國內(nèi)成本有30%左右下降空間。此外,我國每年大約有10億立方米的廢氫被排放掉,能產(chǎn)生電能約130億度電,若能利用到燃料電池車中,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。
3.2.氫氣的提純:碳氫膜技術(shù)替代現(xiàn)有成本高昂的冷卻技術(shù)當前的氫提純技術(shù)主要采用冷卻分離技術(shù),成本較高,限制了氫利用的商業(yè)化。美國正在開發(fā)一種碳氫膜分離系統(tǒng),可以應(yīng)用在大規(guī)模煤制氣聯(lián)合系統(tǒng)中用于分離氫氣和二氧化碳,可替代成本高昂的冷卻技術(shù)。