联美控股入股氢燃料电池项目,将持续发力氢能产业链关键环节

联美控股入股氢燃料电池项目,将持续发力氢能产业链关键环节
2021年12月22日 11:06 金融界

原标题:联美控股入股氢燃料电池项目,将持续发力氢能产业链关键环节 来源:金融界

  随着国际和国内能源结构的调整,以及“碳达峰”、“碳中和”目标的提出和行动方案的出台,清洁、零碳的氢能逐步走向能源舞台的中央,成为全世界日益关注的新能源发展方向。

  12月20日,联美控股(600167.SH)发布公告称,公司通过股权受让的方式正式投资爱德曼氢能源装备有限公司(以下简称,爱德曼氢能),成为其重要股东。在积极探索氢能产业布局方面,联美控股走出坚实一步。

  联美控股总工程师、联美环境科学技术研究院院长武海滨博士经过长时间的跟踪分析,就氢能产业相关技术和应用等方面进行了剖析,并分享了氢能在商业化应用方面的最新思考和观点。

  以下是武海滨博士相关分享:

  氢能技术发展由来已久,早在2013年左右,日本就提出了建设“氢能社会”的愿景,将氢能定位为与电力、热能并列的核心二次能源,并计划在2040年建立起零碳的供氢系统。与此同时,欧美一些发达国家也将氢能作为重要的能源技术,投入大量的人力、物力来研究和开发相关的核心技术。

  随着氢能一些核心技术的突破,产业链的各个环节都存在着一系列的技术难题,氢能的示范和推广步履蹒跚,但随着一些核心技术的突破,氢能发展逐步进入快车道。

  氢能产业链核心技术逐步突破、成本大幅下降

  在氢能的生产端,以碱性水电解槽技术(AE)、质子交换膜(PEM)电解水技术以及固态氧化物电解水(SOEC)为代表的绿氢制取技术逐步成熟,系统效率逐步提升,成本明显下降。

  目前,碱性电解水槽制取氢气的能耗一般在4.2-4.6kWh/m3,合大约50kWh/kg,如果电的成本为0.3元/kWh,则绿氢制取的电能成本约为15元/kg,考虑相关的系统投资、设备折旧、运营费用等,利用碱性电解水槽制氢的成本有望控制在30元/kg以下。以色列H2OPro公司正在研究开发氢、氧分离式的碱性水电解技术,有望使制氢效率提高20%,约42kWh/kg,成本控制在20元/kg以下。而在大规模电解水制氢方面,PEM技术被认为是最有发展前景的技术,目前最大的单个项目装机规模已经超过10MW,更大的100MW级别PEM电解系统正在开发中,以ITM Power、Siemens为代表的欧美公司在这方面处于领先地位。

  在氢的存储端,高压储氢在氢能汽车方面的应用成为主流。目前,我国应用较多的是铝内胆碳纤维缠绕瓶(III型瓶),压力一般在35Mpa,重量比可以达到5%。从国际上来看,日本、韩国、美国等技术领先的国家已经开始量产塑料内胆碳纤维缠绕瓶(IV瓶),氢气压力进一步提升到70Mpa,重量比最大可以达到7%。我国IV瓶的发展也是突飞猛进,中材科技京城股份、中集安瑞科等企业的IV瓶已经研发成功,正处在产线建设、投产在即的阶段。

  在氢的应用端,以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为主流的车用燃料电池发展进入成熟期,全世界范围内PEMFC的出货量在快速增加,尤其是在货运车、公共汽车、工程车、叉车等应用领域,氢能源车展示出了强大的竞争力。随着PEM催化剂中铂含量的进一步下降、质子交换膜产能的提升、石墨双极板加工工艺的改进以及金属双极板性能的提升,PEMFC的成本会快速下降。在国内,PEMFC的成本已经下降到2000-3000元/kW,有望未来5年内进一步下降到1000-1500元/kW,这将为氢能汽车的进一步快速普及提供强大的动力。

  固定发电或热电联产应用方面,日本的ENE-Farm是世界上最成功的燃料电池应用案例,以PEMFC(东芝、松下)或SOFC(爱信精机)为内核的家用燃料电池系统已经成功售出35万套以上,系统售价在7-8万元,并且可以为家庭带来良好的经济效益。固体氧化物燃料电池(SOFC)开发应用方面,美国Bloom Energy公司所开发的模块化产品采用平板式结构、阳极支撑的氧化锆技术体系,已经在全世界部署了数百套系统,提供清洁电力;而英国的CERES Power公司则专注于金属支撑的低温燃料电池(IT-SOFC),工作温度500-600℃,可以实现快速启动,并且比传统的高温燃料电池(HT-SOFC)更好地承受热循环。CERES Power正在向英国、韩国、日本的应用厂商(OEM)提供核心电堆。目前,国内的SOFC研究和应用也有很大发展,以华清、索福人等为代表的企业正在将SOFC应用于更多的实际场景。

  利好政策将推动氢能关键技术突破和商业化应用落地

  在过去五年,氢能产业链的各个环节都取得了不小的技术突破,成本下降明显,但距离氢能大规模商业化应用依然还需要各方面的努力。

  制氢方面,灰氢的成本最低,但存在二氧化碳排放,不符合未来的发展趋势;蓝氢是在灰氢的基础上增加碳捕捉技术(CCUS),不仅CCUS技术价格昂贵,而且最近有研究表明,即使增加CCUS,蓝氢的制取依然存在大量的温室气体排放,甚至高于天然气直接燃烧;绿氢制取主要依赖光伏和风能等可再生电力,这些电能的特点是不稳定,这对使用碱性电解槽制氢是个巨大的挑战,尽管PEM可以很好适应波动的电能,但目前依然面临成本较高的问题,如何进一步降低系统成本成为绿氢发展的关键。

  储氢方面,尽管在末端的高压储氢方面有了较大的技术突破,但氢的远距离运输依然是一个巨大的挑战。目前正在发展的各类技术,如金属储氢、有机溶剂储氢等,在储氢的重量比以及储放速度等方面依然有不小的技术挑战。天然气掺氢技术看似是一种理想的远距离输送方式,但也面临着氢脆、腐蚀以及安全性问题。

  用氢方面,尽管燃料电池成本大幅度下降,但车用氢燃料的成本却依然较高,目前国内各个城市的在售氢气价格一般在40-70元/kg,尽管这样的价格相比原来已经大幅度下降,但依然不能满足氢能汽车的使用要求;此外,加氢站的数量和分布尚不充分,不能满足氢能汽车的加氢需求。在固定发电或热电联产领域,无论PEMFC还是SOFC,其系统初投资远远高于传统的内燃机、燃气轮机等系统,使用寿命、性能衰减、稳定性、安全性等关键指标尚待观察,加之国内的天然气和电的价格对比尚不能支持燃料电池的应用,因此,此类应用场景相对较少。

  近期,国家相继出台了各类支持氢能发展的政策,尤其是几部委局联合批复的燃料电池汽车示范应用首批示范城市群,必将极大地促进整个产业链的加速成熟以及相关的技术突破。我们预计,未来3-5年后氢能产业将初具规模,5-7年后产业发展将进入快车道,2030年左右氢能将成为继电动汽车以后又一个极具爆发力的新能源产业。

  “氢”力可为,联美控股广泛关注、重点聚焦

  随着氢能商用化应用场景日益拓宽,联美控股(600167.SH)作为A股清洁供热的龙头企业,围绕氢能这个新能源方向积极布局,抢占氢能技术制高点。

  在《联美控股综合能源战略升级路线图》中,联美控股再次明确提出“积极探索氢能产业布局,重点发力氢能热电联产的蓝海空间”。公司正在从上游制氢、中游输氢、下游应用等多个环节,积极探索建立标准、提出解决方案、形成商业模式,推动氢能在能源领域的落地和实施。在逐步掌握核心技术的基础上,联美控股将在城市氢热电联产、氢储能两个重要方向上逐步发力。

  12月20日,联美控股(600167.SH)发布公告称,公司通过股权受让的方式正式投资爱德曼氢能源装备有限公司(以下简称,爱德曼氢能),成为其重要股东。在积极探索氢能产业布局方面,联美控股走出坚实一步。

  资料显示,爱德曼氢能成立于2016年,是国内领先的集研发和生产金属双极板、膜电极、燃料电池,以燃料电池系统为核心部件的氢燃料汽车动力系统解决方案提供商之一。

  据了解,爱德曼氢能已经开始探索氢燃料电池在固定式发电、热电联产等领域的应用。联美控股在热电联产领域拥有丰富的经验、成熟的配套技术和应用场景,双方将通过深入合作逐步建立起氢热电联产的技术标准与体系,共同推动和引领相关技术和商业模式走向成熟。

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