国金新兴产业大会会议纪要之一燃料电池

把握能源领域未来十年最大的机会

张帅国金证券新能源与电力设备首席分析师

一.行业好在哪里？

技术原理优越：效率最高、排放最低、能量密度最高、使用范围最广

适用范围广泛：便携式充电；军用高能量密度、低红外信号；叉车等特种工业使用领域；家用热电联产（日本市场已成熟）；汽车（Mirai商业化证明技术难点已克服）

商业模式成熟：

-技术已成熟:日本企业承担了技术验证的角色：丰田Mirai商业化销售证明车用PEMFC技术上已不存在根本性障碍；东京燃气及关西燃气的系统大规模销售证明SOFC的技术成熟，我们只需要降低成本。

-政府补贴确定：

汽车：国补30-50万／辆，地补上海1:1.2，广东1:1；随着规模的上升，年产台车的基础上，每辆车60－万的补贴，对应的车的成本基本可以控制在40-70万以内；只要保证电堆供应，每辆车均可以实现数十万元的收益，这是行业启动的最初动力。

户用SOFC：降成本、争取政策支持。户用SOFC可以提供电力和热水，承担发电和取暖、制冷的综合效果；核心优势：能源利用率高、对电网冲击小；目前挑战：提高功率、降低成本、争取政策；

产业链逐渐成形：氢能基础设施及电堆产业逐步成型

二.产业链概况

FCV全生命周期成本拆分及主要降本途径：关键在于降低基础设施及电堆成本

电堆环节：国产化、规模经济和技术进步将推动成本下降60%

-双极板：目前极板有两类，碳极板与金属极板。碳极板性能稳定但加工性能差；金属极板易于加工但使用过程中容易产生电极腐蚀，需要进行电镀防腐蚀。国内现在用碳板和金属与膨胀石墨的复合板，金属双极板正在开发中，冲压和焊接已经问题不大，但表面处理仍然需要努力。

-催化剂：未来的方向是更少使用贵金属。主要研究方向包括：二元合金催化剂、核壳催化剂、铜系催化剂和氮掺杂炭气凝胶等方向。

-ePTFE膜：PTFE是聚四氟乙烯的简称，在杜邦的产品系列里被称为Teflon，广泛用于工业和日常生活。国际大厂主要由杜邦、3M等企业供应，东岳集团目前亦有生产；主要技术前沿：大分子链产品、膜与催化剂的一体化。

-MEA：ePTFE+催化剂

气瓶环节：70Mpa产品国内仍无法生产。储氢瓶是储氢系统的核心，成本占储氢系统成本的1/3左右，未来将通过原材料降本、集成度提高和规模化生产的方式达到降低成本的目的。

基础设施：氢基础设施：低于23元／kg的氢成本可接受

制氢环节：年，我国氯碱厂产能为万吨，产量为.1万吨。根据氯碱平衡表，烧碱与氢气的产量配比为40:1，理论上将产生氢气75.7万吨，即85亿Nm3氢气，理论上可以供万辆乘用车使用。但考虑氯碱厂区域分布、运输距离、期间损耗及不同车型的耗氢量，几十万辆的规模问题不大。谷电及可再生能源电解水制氢满足经济性要求，是未来的发展方向：假设能耗水平为5.5kwh/Nm3；运维、固定投资和其他成本占成品总价的25%，计算可得电解水制氢的经济性范围，目前许多省份的低谷电价制氢可满足该经济性范围。

运氢环节：气氢拖车能够解决目前需求，液氢罐车运输是未来的重要方向。

氢产业规模庞大：10亿元利润指日可待（以7t的载重车为基准测算，一次加氢6-9kg，续航-km，一天加一次氢）

加氢站建设及运营浅析

何文，北京派瑞华氢能源科技有限公司，副总经理

一.加氢站介绍:加氢站是主要以压缩态氢气向使用氢气的车辆提供氢气加注服务的场所，是重要的氢能基础设施。目前国内国际加氢站主要服务对象为氢燃料电池汽车，国内以35MPa加注压力为主，国际上着35MPa和70MPa加注系统都有。

加氢站划分:

加氢站工艺流程:固定式加氢站主要由氢气长管拖车、卸气柱、氢气隔膜压缩机、储氢瓶组、加氢机等组成。

各类加氢站介绍:

二.加氢站安全

加氢站选址：

-交通便利，便于消防车辆、加气车辆、氢气槽车、原料车辆进出；

-具备供水供电条件，根据加氢站情况设计加氢站供水供电能力：站上制氢对加氢站用电用水要求很高，将影响到总体投资和未来使用。①如果有站上制氢装置，需要核对未来加氢站的用电用水负荷；②没有站上制氢系统，则需要对加氢站各系统进行核算；

-应符合城镇规划、环境保护和防火等级要求，参考GB；

-根据加氢站等级选择合适建站地址-不同等级将影响对储罐和拖车位选择。

加氢站安全影响:

加氢站生产过程中，介质主要在压力管道和压力容器中运行，最大环境影响是压缩机运行噪声及管路或容器超压而引起的安全阀起跳，阀门引起的噪声和氢气泄放。加氢站本身并无三废产生，只有少量生活污水。站上制氢根据不同的制氢方式会生成不同排放废气废水。

三.加氢站投资和运营

加氢站投资分析:加氢站投资包括土地、设备、建设及设计、安装调试等费用。加氢站总体费用约-万之间。

加氢站运营:加氢站日常运营成本主要包括：氢气费用、人工费用、生产费用（折旧费、修理费、材料费及其他费用）、土地费用和财务费用。

加氢站投资运营问题：

-加氢站一次投入大，需要在关键零部件上减少成本。

-加氢站运营成本高，需要有足够加氢量保证加氢站正常运营。

-加氢站大量建设，需要提高关键技术的耐久性和安全性。

-目前法律法规需要进一步完善，不确定的条文需要重新修订，不完善的地方需要修改，增加可操作性。-国家政策扶植，减少初期加氢量少，氢气价格较高等问题对加氢站的影响。

-新技术、新产品开发，提高能源利用率降低投入运营成本。

-燃料电池技术进一步成熟，并具备大量使用条件，才能提高加氢站利用率，促进加氢站建设投入。

PEMFC质子交换膜燃料电池商业化及国产化相关问题

张弛，清能燃料电池集团，首席财务官、副总

一.技术：通过化学反应发电;燃料是氢气;仅排放水，无污染;无运动部件;稳定，可靠;发电效率可达50%以上;生产回收环节污染极低。

燃料电池的种类：

清能燃料电池的商业化探索：

二.PEMFC商业化应用:

个人电子消费品（1-10W）:市场空间大、诸多企业做过商业化尝试（Bic,Medis，Horizon等）、燃料便利性和成本问题难以解决、商业化前景不乐观

小型电源离网发电（50W-W）：解决小型离网设备24/7持续稳定供电问题；房车、游艇等离网个人应用，及军事用途；SmartFuelCell采用直接甲醇燃料电池方案，累计销售上万台；UltraCell、Horizon等采用甲醇重整和氢气两种方案；有实际商业化的需求和市场空间

无人机（W-10kW）：高系统能量密度，长续航里程；有实际需求，商业化需要耐心

家庭热电联供（1-10kW）：日本Ene.Farm最为成功；年底累计安装12万户；热电联产效率达80%以上；年目标万台，7-8年投资回收期；年目标万台，5年投资回收期

备电及发电（1-10KW）：

-电信基站备电和发电是一个切入点，全球超过万个基站

-氢气方案成本过高，甲醇重整是目前最现实的方案

-长时间备电及连续发电场景甲醇重整燃料电池经济性优于油机

交通运输（10-KW）：为什么FCV会成为新能源车的方向？

-加氢速度快

-适合长途交通运输

-可低温运行

-产业化后较长续航里程锂电池电动车更便宜

-加氢站网络建设成本低于充电网络建设成本

交通运输（10-KW）-成本比较：

交通运输（10-KW）-成本预期（IEA）：

固体氧化物燃料电池：国产化进展与技术前瞻

王绍荣，中国矿业大学，教授

一.背景介绍：固体氧化物燃料电池SOFC是实现天然气等燃料高效、清洁发电的重要技术，在楼宇供电、热电联供、大型数据中心电源、通讯基站电源等领域具有广阔应用前景。

二.国内进展

潮州三环(集团)股份有限公司：

-固体氧化物燃料电池（SOFC）用电解质隔膜：自从4年开始，SOFC领军企业美国BloomEnergy公司与其开展合作，共同致力于研发SOFC核心部件——电解质隔膜，至今已成为重要的战略合作伙伴。

-阳极支撑固体氧化物燃料电池：年，公司开始与澳大利亚CeramicFuelCellLimited（CFCL）公司合作，开发阳极支撑SOFC单电池，年建成了一条年产量50万片的ASC生产线，开始批量供货。并开始连接体、封接玻璃和涂层全面合作开发。至年，CCTC提供的单电池、连接体、封接玻璃和涂层的零部件经德国装堆多个，合格率达99.9%。

宁波索福人能源技术有限公司：提供粉体原料、单电池、电堆、示范系统及相关设备

苏州华清京昆新能源科技有限公司:至今华清能源投入0万元完成SOFC4大产业技术贯通

中国科学院大连化学物理研究所:管式SOFC的开发、25kW级电堆的开发

华中科技大学：平板单电池的小批量生产、kW级系统的示范运行

景德镇陶瓷大学：单电池

上海硅酸盐所：

三.应用前景：智能电网与气网的终端纽带、南方冬季供暖、电动汽车充电站、煤制气：C+2H2=CH4等。

四.问题与机遇

关键：降低设备成本。设备成本高——目前SOFC分布式能源系统商业化的最大限制因素

国内居民市场分析：

国外居民市场分析：

五.总结