多角度解析氢燃料电池汽车产业发展现状
中汽中心丨信息科技CNTARC多角度解析氢燃料电池汽车产业发展现状2022年6月2022 1.1政策体系-国内氢燃料电池汽车支持政策体系不断更新完善CAR中汽中心丨信息科技我国已经初步形成了涵盖宏观综合、财税优惠、科技创新、行业专项等方面的氢燃料电池汽车政策支持体系随着国家氢能规划的发布，各地方政府针对氢能与燃料电池的专项政策陆续发布。氢能与燃料电池汽车政策支持体系宏观综合政策科技创新政策财税优惠政策地方专项政策新能源汽车产业发展规划能源技术革命创新行动计划郑州市出台支持燃料电池汽车示范应关于免征新能源汽车车辆购置税（2021-2035年）（2016～2030年）的公告用政策中华人民共和国能源法宁夏回族自治区发布氢能产业发展规“十四五”国家重点研发计划重点专项关于调整完善新能源汽车推广应用财（征求意见稿）2022年度项目申报指南（征求意见稿）划（征求意见稿）政补贴政策的通知鄂尔多斯市氢能产业发展三年行动方氢能产业发展中长期规划关于开展燃料电池汽车示范应用（2021-2035年）“十四五”能源领域科技创新规划案（2022年-2024年）的通知佛山市南海区推进氢能产业发展三年鼓励外商投资产业目录行动计划（2022-2025年）（2022年版）（征求意见稿）...上海市氢能产业发展中长期规划“十四五”可再生能源发展规划（2022-2035年）我国氢能与燃料电池汽车政策体系不断完善，随着示范城市群陆续公布，氢能与燃料电池政策数量快速增加，2022年一季度达到214项，超过了2021年政策数量的50%。2 中汽中心|信息科技2.1产业链布局-车用氢燃料与氢基础设施方面氢能产业链氢制取、储运及加氢基础设施实现路径多样，未来可再生能源制氢发展潜力巨大：产业链各环节企业布局基本形成。制取储运加氢站当天然气费用为1.68元/Nml氢气成本的为116元/Nm，金气运氛方式备注外供氧化石成本与化石能价格成正比关系，如来要求氯气成本低于1元站外供氧加氢站内无制氢装置，氢气通过长管拖能源/Nml，天然气格应低于L3元/Nm当煤货价格为600元/，要气成本约为11元/Nm：煤灵价档较车、液氢槽车或者氢气管道，由制氢厂运输至加为稳定，来来煤气化摄成本变动不大气氟运输用高压氢气瓶和管式拖车运输氧气，距离一般在氢站，由加氛站压缩并输送至高压储氢罐内存储。200km以内液通过加氢机加注到燃料电池车中使用。路氧技术电解当爆电电费为0.6元/k%h，氢气成本约为3.02元/Nml：第气成本与用略线电电价成正比关系，怕果要求婴气成本低于2元/Nm，绿电电要价格液多运输液化黛气罐运输，远距离的运输一般采用液态氧气的径水应低于0.4元/kWh方法站天内制然站内制氢加氨站即建有内制氨系统的加氢站。其气仅限于短距离运辅，长距离大现模的管道氰气运输尚中，内制氧技术包括电解水制氢、天然气重整制工业管道运输不存在，不过管道运辅是最廉价的方式，是未来氧气电氢和可再生能源制氢等。站内制备的氢气需经纯工业影产票理其他主要工业产品的服制产物，其成本可思路氢运输的主要方式，目前处于研发阶段。解化、干燥后再进行压缩、存储和加注。水制氢制氢装备（电解水）高压气态（含车载液氢装备固态装备加氢站项目加氢站装备国家能源集团中材科技中石化国家能源集团企中石化中船718所中集安瑞科四川空分国家能源集团舜华业中石油苏州莞立斯林达南京晨光有研集团河钢海得利森宝武天津大陆巨化航天101所舜华正星京辉气体淳华氧能北京科泰克中科富海氢枫北京京诚河钢天海工业安泰科技北京天高内日本岩谷林德挪威NEL挪威Hexagon林德美国PDC国西门子韩国IUIN林德法液空法液空法国麦克菲法液空德国hofer外空气产品公司（AP）Hydrogenics日本JFEAP空气产品公司（AP）ACD CNR中汽中心丨信息科技2.2产业链布局-燃料电池电堆、系统与整车方面氢燃料电池系统主要由电堆和系统部件组成。电堆是整个电池系统的核心，包括由膜电极、双极板构成的各电池单元以及集流板、端板密封圈等。质子交换膜、催化剂、气体扩散层，这些部件及材料的耐久性（与其他性能）决定了电堆的使用寿命和工况适应性。国内部分企业纷纷调整业务战略或增加业务板块，快速布局氢能与氢燃料电池汽车及核心零部件产业。电堆系统系统部件电堆：产品性能达到国际平均水平，但在比路车端应用密封功率及耐久性方面有待提升。已经实现车应端板用，自主研发与技术引进并举，自主研发企业向产业化迈进，技术引进企业可实现规模化生产：系统可实现量产，性能可满足装车要求：整车：商用车先行，乘用车市场化进程加快。催化剂质子交换膜膜电极电堆系统系统配件整车企上汽大通喜玛拉雅东岳广东国鸿四川空分亿华通空压机：氢气循环泵！重塑科技北汽福田贵研铂业浙江汉丞南京晨光势加透博苏州瑞区业武汉理工捷氢科技中通客车中自环保未势能源东德实业国电投氧能公司上海唐峰航天101所东德实业、宇通中科富海潍柴雪人股份雪人股份东材科技亿氢科技国电投上海申龙金士顿飞驰国内庄信万丰戈尔日本岩谷丰田3M现代空压机氧气循环泵：田中贵金属科慕丰田英国庄信万丰林德康明斯（美）瑞特（瑞士）普旭（德）杜邦现代Cataler法液空USHybrid(美)博世（德）Park(美）巴斯夫旭化成日本东丽AP巴拉德通用丰田自动织机4 CAAR中汽中心丨信息科技3.1领域协同-可再生能源+氢：利用可再生能源制氢符合清洁高效的发展趋势，利用可再生能源替代化石燃料的制氢，将是清洁、高效制氢的未来发展趋势；鼓励电解槽技术优化、可再生能源制氢加氢一体化加氢站等基础设施建设，最终实现可再生能源+氢产业生态环境202020212022-2035可再生能源制氢技术成本需要不断降低：成本高昂：根据国际能源署自前利用可再生能源电解水制氢的主要技术有碱性水电解槽(IEA)，HydrogenCouncil（AWE）、质子交换膜（PEM）水电解槽、固体氧化物:可再生能源发电装机量增加，电价下降，制氢成本降低；（SOE）水电解槽以及阴离子交换膜（AEM）：电解槽装置技术升级，规模化应用，单位制氢成本下降。估算综合分析可知，2020年灰氢、蓝氢、绿氢成本分别约为碱性电解水技术发展最早也最为成熟，可用于近期在可再生能根据规划，未来在全国范围内，因地制宜选取制氢路线，优先利用工业副产氢，$1.3/kg、$2.0/kg.$4.8/kg.源消纳方面的部暑应用，质子交换膜电解水技术具有较高的电鼓励就近消纳，降低工业副产氧供给成本。在风光水电资源丰富地区，开展可再潜力巨大：截至2020年全国可流密度、同时运行灵活，可以快速变载，因此与发电具有波动生能源制氢示范，逐步扩大示范规模，探索季节性储能和电网调峰。地方政策规再生能源装机容量达到9.43亿性的风电、光伏适配度高。划根据当地实际情况不断完善：首先实现到2025年：可再生能源制氢量达10-20kw（详见下图），发电量达1万吨/年的规划目标。不同电解水装置性能表22148亿kw，h利用可再生能源地政策名称可再生能源制氢内容AWEPEMSOEAEM区发电，电解水制氢的前景可观。电解质隔膜30%KOH石棉膜质子交换膜固体氧化物阴离子交换膜《北京市氧能产业发展实施2023年前，分布式供能领域，在京津翼开展氧能与可再生能京种类装机容平均利用方案（2021-2025年））源耦合示范项目/kw（%）电流密度<0.81~40.2~0.41-2/(A-cm-2)内蒙水电3.7亿96.61《《内蒙古自治区十四五初步形成国内领先的氧能制取，储运和应用一体化发展的产电耗/效率4.5~5.54.0~5.0预期效率为古（氧能发展规划》》业生态集群，基本构建群该国重要的绿氢生产输出基地成风电2.81亿L6(kWhN100%为国内领先、围际知名的氢能产业发展聚集地。1m)光伏发2.53亿98技术成熟度充分产业化初步商业化初期示范电实验室阶段《天津市能源发展十四五提高可再生能源消纳水平：拓宽可再生能源消纳途径，鼓励规划》可再生能源电力就地制氧、制冷、供热等，实现灵活转化利生物质2952万发电-单机规模≤1000≤200用(N.m3h-)数据来源：中国氢能联盟数据来源：《电解水制氢技术研究进展与发展建议》....5 CAAR中汽中心丨信息科技3.1领减协同-氢+智能网联：能源科技与智驾科技创双赢氢燃料电池与智能网联协同发展，让氢燃料电池汽车获得更多的发展前景，让能源科技与智驾科技共创双赢：国内外部分燃料电池企业及车企也在探索将自动驾驶技术应用于氢能商用车，以提高其在全生命周期里的经济性，加快氢能商用车推广步伐宇通客车：自动驾驶氢燃料客车HYDRON：进军氢燃料无人驾驶重卡制造2022年3月，宇通客车旗下自动驾驶HYDRON氢燃料概念客车、小宇2.0亮相汽车百专注于研发设计、制造和销售可搭载L4人会论坛展得到了与会嘉宾关注：级别自动驾驶功能的氢燃料重卡制造商和宇通把握未来公共交通的发展方向加氢基础设施提供商多维结合汽车领域先进概念，突破性的将自动驾驶技术和氢燃料电池技术融于一身，展示未来智慧出行的更多产品第一代产品预计将于2024年Q3开始交付可能性。宇通自动驾驶燃料电池客车未来，HYDRON将与多家全球顶级Tier1供应商以及图森未来之外的其他自动驾驶公司保持紧密合作。宇通自动驾驶燃料电池概念客车采用电-电混动系统方案，充氢10分钟可HYDRON卡车是专门为L4级别自动驾驶系统设计，将搭载全套传感器、计达到续航500km;算单元和几余执行器，初代HYDRON卡车将能够在ODD设计运行范围内车辆具备“自动加减速、自动转向、车路协同、自动识别红绿灯通过路口实现车内全无人驾驶。自动进站、自动泊车”等功能，达到L3级别自动驾驶能力，自动驾驶+氢在氢燃料细节方面，HYDRON透露，第一代产品会使用气氢系统，同时也燃料电池双料技术的结合创新。正在研发液氢系统。 CNTR中汽中心丨信息科技3.2领减协同-氢+大数据：推动氢能产业数学化转型，有利降低生产成本提升产品价值氢能及燃料电池作为战略性新兴产业，与智能制造结合，进行数字化转型，进一步推动产品价值提升、管理模式创新和产业成本降低5月底，鹏博士正式与海峡创新签署战略合作协议，双方将共享行业资源及市场开发资源，在大数据、氢能源等相关产业开展合作，并基于以上产业布局进行深层次延伸，打造双赢、可持续发展的战略合作伙伴关系。氢能产业数字化实现氢能高效利用保障氢能安全与数字化技术结合氢能产品在设计之初就能够充分考虑其性能、寿命、可成本偏高、氢能利用效率偏低、产业链各环节协调不足是当前氢能产业发靠性、安全性和经济性，并在产品投入使用后加强运营管理和维修检测服务展面临的主要瓶颈，而数字化技术有望帮助产业进一步降本增效。等，实现安全事故风险大幅降低。AVEVA剑维软件在氢能行业应用案例：德国蒂森克虏伯的工程团队正在使用AVEVAE3D工程设计软件进行绿氢工厂设计，并结合PI系统优化操作设计。AVEVAE3D设计使工程团队能够优化新绿氢厂的设计，通过使用AVEVA剑维软件的可视化工具，可在整个设计过程和项目执行过程中提高运营效率、改善协作并推动可持续性。根据AVEVA剑维软件，以开发针对未来新的低碳能源场景为目的，氢能解决方案数字化转型可以有多方面应用应用设计阶段，利用工艺模拟工具对氢能行业进行全生命周期内的工艺模拟（包括绿氢发电的模拟），并与工程设计平台进行数据流的双向同步，大大提高数据的完整性和一致性提高前端工程设计（FEED）阶段的效率，节省项目前期投资：建设阶段，利用材料和施工管理系统（ERM），确保在整个项目建设周期内的工程物资材料信息的有效性、时效性和准确性；交付阶段，管理平台则可以将整个氢能项目设计和建设阶段的所有信息和资料收集在一起，在为业主交付实体工厂的同时，将一座虚拟化的“数字工厂”同时交付。 CNTAR中汽中心I信息科技4.1典型企业-整车：丰田2020年，丰田公司正式发布了第二代Mirai，并在日本上市。丰田公司在燃料电池汽车方面的研发具有近30年的历史，产品经历了FCHV-1FCHV-4、FCHV-adV，直到第二代Mirai
