涨知识 ▏了解氢能与燃料电池产业现状

近年来，氢燃料电池汽车发展势头逐渐在超越纯电动汽车，不管是产业界还是投资界，都为其躁动起来。

前段时间“水解制氢发动机”火了一把，号称利用车载水来实时制取氢气，车辆只需加水就能行驶！如果这个技术真能实现，那意味着不再需要大规模的工业制氢，车辆自己就能解决燃料问题，然而事实可不止这么简单。

“水解制氢发动机”并不是什么新鲜的技术，其原理也就是我们通常所说的铝水制氢；加水后，水会和铝合金、催化剂等发生反应，生成物中含有的氢气能提供动力供车行驶。听起来很完美，但是真正实现起来并非那么容易：

首先是生成物中含有氢氧化铝，这种物质会留在车上，回收非常麻烦；

其次，这种车上造氢的成本远比工业制氢要高的多：

9公斤的铝合金粉才能产生1公斤氢气，而铝的价格超过10元/公斤，那么要生产1公斤氢气的成本约为90元，比油价要高好几倍。

我们所熟知的最为传统的汽车，是燃烧汽油来推动发动机工作；虽说燃油车动力充足，加油便捷，但也有不少问题：环境污染、能源消耗、油价攀升等，于是以电能来代替燃油的电动汽车便开始盛行；但人们似乎并不买账，续航短、充电慢、充电桩少等一系列问题随之出现，人们试图寻找一种更加完美的解决方式。

之后，“既能有燃油车的动力，速度又比充电快”的氢燃料汽车应运而生。

氢燃料汽车，是指用氢气做燃料来发电的汽车：把氢输入燃料电池，通过化学反应，将化学能转化为电能。10分钟内就能加满氢，真实续航达到几百甚至上千公里，以氢气作为燃料，安全可持续又环保，恰好弥补了充电车和燃油车的缺陷；

而且，氢能燃料电池的制氢成本在0.5—4元/Nm3。目前的制氢方式主要运用化学重整制氢，包括煤炭气化、天然气蒸汽转化、石脑油蒸汽转化等，占工业方法的85%以上，其制氢产率为70%—90%。

类似于加油站，氢燃料汽车也有很多加氢站，而加氢站的氢气来源主要包括远程运输、站内天然气重整和站内电解制氢。以清洁能源氢能为燃料的电池，因具有无污染高效率的优点，不止被用在了汽车领域，在航空、发电领域均有应用。

为了获得便捷、安全、经济的燃料电池氢源，以甲醇重整制氢为代表的在线制氢方式逐渐受到越来越多的关注，制氢设备的小型化可移动、氢气制备纯度高等特点为燃料电池提供了一种比依赖储氢罐、加氢站更可行的方案。

燃料电池是一种利用化学能提供电能的一种能量转换装置，即在电催化剂的作用下，将可再生燃料（比如氢、有机小分子等）里的化学能转变成电能。

燃料电池的主要特点

原料来源广；能量转化效率高；适用范围广；环境保护性，“碳”值低；热值高。

氢能及燃料电池产业链主要包括制氢、储氢和输氢、加氢站的建设、燃料电池堆、燃料电池系统及燃料电池应用等多个环节。

燃料电池系统

2014年全球燃料电池出货量达185.4MW，2015年、2016年都保持了60%以上的增长率，2017年增速放缓，仅为29.7%，出货量为670MW。

经过测算，2014年全球燃料电池系统的市场规模已超过1亿美元，2017年接近5亿美元。

氢燃料电池汽车及应用

自2013年氢燃料电池车市场化到2017年年底，全球总计售出6475辆氢燃料电池乘用车，其中2017年，全球售出3382辆全功率氢燃料电池乘用车。

产业现状

多方企业关注燃料电池领域，商业化进程加快；

2017年燃料电池汽车销量超过1000辆，主要集中于货车领域；

2017年全国燃料电池出货量达42.4MW。

区域发展呈现差异化特征

基础设施建设加快，截止到2018年7月，国内在建和运营的加氢站超过30座。

从插混的燃料电池汽车到全功率燃料电池汽车产业化还需5-8年时间，2020年前全功率汽车将实现示范应用，而2023年左右，全功率燃料电池汽车将在国内实现产业化。

制氢技术逐渐成熟、氢气纯化值得关注；如何获得便捷、安全、经济的燃料电池氢源仍然是关键；燃料电池系统是燃料电池应用的关键环节，掌握核心技术成为关键。