氫燃料電池的寧德時代?

關於氫燃料電池汽車的利好消息不斷,業內也刮起了一陣氫燃料電池汽車的風口已至、中國氫燃料汽車發展迅速的輿論之風。但氫燃料電池解決問題一大堆,隨著國家及地方對氫能源支持力度的加大,氫能產業的發展前景備受期待,氫能是終極能源的聲音也在多個場合聽到。氫燃料電池汽車是什麼呢?小編試著分析資料,看看有沒有投資機會。氫燃料是一門很專業的科學,小編有什麼說得不周的地方,歡迎大家留言告訴小編。

什麼是氫燃料 只產生電流及水

氫是一種元素,但它又不僅僅是一種元素。化學式為H2,水電解產生氫和氧:水→氫氣+氧氣 2H2O → 2H2↑+O2↑。

氫是所有元素中最小、最輕的,也是宇宙大爆炸後出現的第一個元素。人們發現氫已有400多年的歷史了。400多年前,瑞士科學家巴拉塞爾斯把鐵片放進硫酸中,發現放出許多氣泡,可是當時人們並不認識這種氣體。1766年,英國化學家亨利•卡文迪什對這種氣體產生了興趣,發現它非常輕,只有同體積空氣品質的6.%,並能在空氣中燃燒成水。到1777年,法國化學家拉瓦錫經過詳細研究,才真正把這種物質取名為氫。

燃料電池(Fuel Cell)是一種發電裝置,是繼續添加燃料以維持其電力,所需的燃料是“氫”,其之所以被歸類為新能源。燃料電池的運作原理,也就是電池含有陰陽兩個電極,分別充滿電解液,而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。氫氣由燃料電池的陽極進入,氧氣(或空氣)則由陰極進入燃料電池。由於燃料電池是經由利用氫及氧的化學反應,產生電流及水,不但完全無污染

國際能源機構說,推廣使用氫氣和氫燃料電池,可減少石油、天然氣、煤炭這三種可產生溫室氣體的能源消耗。與其他燃料相比,氫燃燒時清潔,不會對環境排放溫室氣體,除生成水和少量氮化氫外,不會產生諸如CO、COz、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環境有害的污染物質。氫本身無色無味無毒,燃燒生成水,對大氣無污染。

氫有什麼優點?存儲是個關鍵

在所有氣體中,氫氣的導熱性最好,比大多數氣體的熱導率高出10倍,因此在能源工業中,氫是最好的傳熱載體。地球上的水儲量為2×1018t,水可以分解出氫,所以氫取之不盡、用之不竭的重要源泉。

除核燃料外,氫的發熱值為極高,是汽油發熱值的3倍,是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。氫燃燒性能好,點燃快,與空氣混合時有廣泛的可燃範圍,而且燃點低,燃燒速度快。

氫能利用形式多,氫能的利用既包括氫與氧燃燒所放出的熱能、在熱力發動機中產生的機械功,又包括氫與氧發生電化學反應用於燃料電池直接獲得的電能。氫還可以轉換成固態氫,用作結構材料。用氫代替煤和石油,不需對現有的技術設備做重大的改造,將現在的內燃機稍加改裝即可使用。

氫能存儲方式多樣,可以氣態、液態或固態的形式出現,能滿足儲運及各種應用環境的不同要求。目前,氫的主要來源是石油產品的提煉、煤的氣化和水的分解等,成本比較高。今後通過利用太陽能等能源大量制氫,氫的成本會進一步降低,使制氫的價格與化石燃料的價格相匹配。

氫燃料電池 安全隱患已經有保障

我國的氫能源燃料電池的催化劑、質子交換膜以及炭紙等都需要通過進口獲取,而且這些還被國外壟斷。在建設加氫站過程中,相關基礎措施不足,核心技術和基礎設施,都在不斷增大燃料電池的成本,導致我國目前只是建設成功了10座加氫站。我國應該加大研發力度,研究核心技術,開發出屬於自己的技術,從本質上來支持和引導氫能產業的發展。

氫氣的洩露與控制,是燃料電池系統安全隱患的主要來源,屬於物理層面。在遇到極端劇烈碰撞的情況下,燃料電池的危害程度極大。當然這也僅僅是理論上,氫氣本身因為快速逃逸的特點使得洩漏時間很短,加上高壓氫氣瓶耐撞擊、跌落、槍擊等非常規性能也為安全提供了保障。

氫儲存方式決定了運輸的成本,更是整個氫產業鏈的關鍵環節之一。不同的運輸方案會要求不同的基礎設施條件,同時也會涉及不同的固定成本和業務費用,以及不同水準的能源投入和運輸能力。目前,商業上氫的主要運輸方式包括:用卡車運輸經過壓縮的氣態氫或液態氫,和用管道輸送經過壓縮的氣態氫到指定地點,這種趨勢將在中期內保持不變。

一般情況用電解水制氫的能量轉換效率較高,約達85%。其實上核能發電廠副產品是氫,但是技術問題仍代科學家們去解決。

長城汽車 量產氫能電池SUV

長城汽車新能源戰略再次提速,搶先佈局氫能源。2018年入股世界領先的德國加氫站運營商H2 MOBILITY。H2M目前在德國擁有超過50座加氫站投入運營,還有40多座加氫站專案正在實施中。建成的加氫站可在幾分鐘內快速完成車輛氫氣加注,每天可為40輛氫燃料電池汽車提供氫燃料,使之運行500至800公里。

2019年,長城汽車表示其氫燃料電池汽車即將量產,所有核心技術均為自主開發。金旅汽車首批10輛8.5米長氫燃料電池城市客車交付嘉善。

長城汽車宣佈第一代FCEV(氫能)將2021年量產推出,可實現超過900公里續航,百公里加速8.9秒。而第二代FCEV電池系統計畫於2023年推出,燃料電池電堆功率提升67%,動力電池電量提高5倍,可實現超過1100公里的同品類全球最長續航里程,百公里加速4.56秒。

長城控股集團就將氫燃料電池開發列為集團重點專案,面向乘用車、商用車市場開展平臺化零部件設計,截至目前已累計投入15.7億元自有資金進行產品開發。

目前,長城汽車正在同步進行三個方向的研發:插電式混合動力汽車(PHEV)已經擁有技術領先的Pi4平臺,其可以根據不同的產品需求,實現前驅、後驅及四驅的三種行駛功能,並具備延伸到純電四驅平臺、48V混動平臺等架構模式的能力;純電動專屬ME平臺產品涵蓋A00到A0級轎車、SUV以及商用車;首輛基於專屬平臺的燃料電池車型計畫於2020年進行展示,計畫在2022年北京冬奧會上推出首支燃料電池車隊。

小編看看長城汽車的股價,發現其價股由6月在5元左右,升至16元以上了,升幅300%,太利害了。

東方電氣 氫能產業園 

東方電氣是以大型發電成套設備、電站工程承包、電站服務、電控設備、環保節能設備製造為主業,是我國最大的發電設備製造基地之一。主要從事製造和銷售火電主機設備,水電主機設備,風電主機設備,核電主機設備,製造和銷售環保產品、交直流電機、生產製造常規島設施、相關的大型燃煤燃氣發電設施及其他服務。

東方電氣堅定發展方向,抓好化工裝備產業、環保產業、儲能產業、氫能產業的關鍵專案。子公司東方氫能已交付100台商用氫燃料電池發動機系統。

東方電氣已開發出多代燃料電池發動機產品,性能接近國際標準,達到國內領先,並在公車、客車、物流車等領域開展批量示範運行。由公司提供燃料電池系統的100輛氫燃料電池公車在郫都區示範運行超過460萬公里,單車最高運營里程超過11萬公里,回饋效果很好。公司西部首條氫能及燃料電池批量生產線已成功投產。

11月, 東方電氣集團與內江市政府簽訂氫能產業發展合作框架協議。東方電氣集團方面表示,這是雙方攜手為成渝地區雙城經濟圈、成渝氫走廊燃料電池汽車應用提供能源保障和產業支撐的重大舉措。

東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司與法馬通德國公司在郫都區簽署氫能專案合作協議,共同推動東方電氣氫能(郫都)產業園合作專案建設。專案投資15億元建設西部氫能高端先進裝備製造產業園。園內配套建設制氫加氫一體站,導入四川省燃料電池重點實驗室、打造氫能科技創新中心、製造中心、科普中心、運維服務及大數據中心、應用示範中心。

東方電氣研製成功了國內首套100kw分佈式氫燃料電池熱電聯供系統,又積極打造產業園,已成我國氫能設備的領軍企業之一。

全球唯一六電研製能力企業

東方電氣以“華龍一號”、自主燃機、火電630℃二次再熱機組、百萬千瓦級水電機組、10MW海上風電機組、氫燃料電池客車研製等重大專案為依託,推進關鍵核心技術自主研發。

東方電氣的大型裝備產品和服務出口到近80個國家和地區,連續25年入選ENR全球250家最大國際工程承包商之列,成為全球唯一擁有水電、火電、核電、氣電、風電、太陽能六電並舉研製能力的企業集團。

在風電板塊,東方電氣不僅出售設備,並瞄準了風電場智能化管理和風電設備運維。東方電氣出售的風電設備超過9000臺,‘十四五’期間風電設備的運維服務是公司的重點發展方向之一。風電設備與其他設備不同,常年暴露在戶外,需要日常維護。

2020年前三季度,東方電氣實現營收270.73億元,歸屬於上市公司股東的淨利潤13.42億元,同比分別增長17.76%和29.65%。東方電氣持續提升公司盈利能力、保障公司穩健運營。

結語

中國科學技術大學路軍嶺、韋世強、楊金龍三位教授的課題組,近期研製出一種新型催化劑,攻克了氫燃料電池汽車推廣應用的關鍵難題,解除燃料電池一氧化碳「中毒休克」危機,延長電池壽命,在寒冬也能正常啟動。該研究使氫能源汽車有望民用推廣,學術期刊《自然》昨天發表了該成果。氫燃料電池汽車的未來越來越光明,2010年以來電解水制氫成本下降60%,從10-15美元/kg降至4-6美元/kg,到了2030年會再下降60%。

燃料電池汽車非常適合重型或長途運輸應用脫碳,重型卡車、長途汽車可在2025年之前氫動力電池汽車實現平價。長城汽車2021年量產SUV乘用車,國家十四五規劃的扶持,解決成本問題,前景一片高明。東方電氣在燃料電池系統的100輛氫燃料電池公車已經順利運行460萬公里。如果長城乘用車成功打開市場,東方電氣在燃料電池系統上的優勢充分實現其格值,那東方電氣或是燃料電池系統的寧德時代了。

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