2022燃料電池行業(yè)分析 燃料電池行業(yè)商業(yè)化應(yīng)用也在逐步展開

• 2022年11月25日 來源：中研報(bào)告 百度百科 1421 94
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燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。隨著燃料電池技術(shù)不斷成熟，以及西氣東輸工程提供了充足天然氣源，燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用存在著廣闊的發(fā)展前景。

燃料電池的概念

燃料電池是一種把燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。

由于燃料電池是通過電化學(xué)反應(yīng)把燃料的化學(xué)能中的吉布斯自由能部分轉(zhuǎn)換成電能，不受卡諾循環(huán)效應(yīng)的限制，因此效率高; 另外，燃料電池用燃料和氧氣作為原料，同時(shí)沒有機(jī)械傳動(dòng)部件，故排放出的有害氣體極少，使用壽命長(zhǎng)。由此可見，從節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度來看，燃料電池是最有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù)。

燃料電池是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置，等溫的按電化學(xué)方式，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能而不必經(jīng)過熱機(jī)過程，不受卡諾循環(huán)限制，因而能量轉(zhuǎn)化效率高，且無污染，正在成為理想的能源利用方式。同時(shí)，隨著燃料電池技術(shù)不斷成熟，以及西氣東輸工程提供了充足天然氣源，燃料電池的商業(yè)化應(yīng)用存在著廣闊的發(fā)展前景。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)燃料電池行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及投資策略預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置,它是按電化學(xué)原理,即原電池工作原理,等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,因而實(shí)際過程是氧化還原反應(yīng)。燃料電池主要由四部分組成,即陽極、陰極、電解質(zhì)和外部電路。燃料氣和氧化氣分別由燃料電池的陽極和陰極通入。燃料氣在陽極上放出電子,電子經(jīng)外電路傳導(dǎo)到陰極并與氧化氣結(jié)合生成離子。離子在電場(chǎng)作用下,通過電解質(zhì)遷移到陽極上,與燃料氣反應(yīng),構(gòu)成回路,產(chǎn)生電流。

同時(shí),由于本身的電化學(xué)反應(yīng)以及電池的內(nèi)阻,燃料電池還會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。電池的陰、陽兩極除傳導(dǎo)電子外,也作為氧化還原反應(yīng)的催化劑。當(dāng)燃料為碳?xì)浠衔飼r(shí),陽極要求有更高的催化活性。陰、陽兩極通常為多孔結(jié)構(gòu),以便于反應(yīng)氣體的通入和產(chǎn)物排出。電解質(zhì)起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。為阻擋兩種氣體混合導(dǎo)致電池內(nèi)短路,電解質(zhì)通常為致密結(jié)構(gòu)。

燃料電池行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

燃料電池車是電動(dòng)車的一種，其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。

近年來，我國(guó)軍事領(lǐng)域取得了迅速的發(fā)展。在現(xiàn)代高科技的軍事環(huán)境下，許多先進(jìn)的軍用裝備逐漸投入使用。其中包括：通信器材、特種車輛以及先進(jìn)武器等。為了提升自身的軍事作戰(zhàn)能力，偵察與反偵察技術(shù)的發(fā)展速度也越來越快。軍事技術(shù)的不斷發(fā)展和設(shè)備的更新給各種電源裝備提出了更高的要求。比如，在軍事環(huán)境下應(yīng)用的一些小型電源系統(tǒng)要具備較好的隱身能力，能夠有效的避免敵方監(jiān)視與偵察系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)。這就要求軍用電池在設(shè)計(jì)的過程中，盡量減小電源裝備的特征信號(hào)。同時(shí)，由于軍事環(huán)境下的復(fù)雜性，要求軍用電源系統(tǒng)要具有較好的機(jī)動(dòng)性，軍用電源設(shè)備必須具備體積小、重量輕以及便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。

此外，軍用電力系統(tǒng)要求在使用過程中，具備安全可靠、工作壽命長(zhǎng)以及操作和維護(hù)工作量小等特點(diǎn)?？傊?，隨著軍用電力系統(tǒng)的要求不斷提高，軍用燃料電池因具有高效、清潔、經(jīng)濟(jì)和安全等突出的優(yōu)點(diǎn)，已作為一種新型的電源裝置，逐漸在在軍事領(lǐng)域中廣泛的應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)外燃料電池技術(shù)差距大，國(guó)產(chǎn)化率亟待提升。目前燃料電池產(chǎn)業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速，但產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等核心技術(shù)布局較少。從燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)集成度、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和壽命、成本控制、氫氣儲(chǔ)存等技術(shù)指標(biāo)來看，國(guó)內(nèi)水平距離國(guó)際水平差距較大。目前我國(guó)自主研發(fā)和引進(jìn)國(guó)外成熟技術(shù)的廠商并存，但關(guān)鍵部件材料性能與生產(chǎn)亟待提升。

根據(jù)美國(guó)能源部的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合我國(guó)燃料電池企業(yè)的銷售平均單價(jià)，2011-2021年，我國(guó)燃料電池價(jià)格呈下降趨勢(shì)，由4萬元/kW下降至不到2萬元/kW，技術(shù)發(fā)展帶來的成本下降將有利于國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展，一旦形成規(guī)模化產(chǎn)業(yè)后利潤(rùn)水平將大幅提高。

燃料電池行業(yè)未來發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

我國(guó)燃料電池行業(yè)總體呈現(xiàn)低出發(fā)點(diǎn)趨勢(shì)。由于企業(yè)的性質(zhì)不同，企業(yè)之間生產(chǎn)制造技術(shù)水平也不一致。隨著國(guó)內(nèi)新能源電池制造技術(shù)的不斷發(fā)展，燃料電池行業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)經(jīng)歷了多輪變革。目前，中國(guó)已經(jīng)成為世界發(fā)展最快、規(guī)模最大、最具潛力的市場(chǎng)。

我國(guó)對(duì)于燃料電池的政策扶持和財(cái)政補(bǔ)貼起源已久。近幾年我國(guó)在燃料電池領(lǐng)域出臺(tái)政策的密度越來越集中，戰(zhàn)略高度越來越高，對(duì)于燃料電池的發(fā)展規(guī)劃也更加細(xì)節(jié)化、具體化，財(cái)政補(bǔ)貼也由點(diǎn)及面，由原來只限于試點(diǎn)城市擴(kuò)及到全國(guó)范圍。在政府大力補(bǔ)貼及扶持下，我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也正在逐步推進(jìn)中。近年來已有許多示范性項(xiàng)目，商業(yè)化應(yīng)用也在逐步展開。

盡管現(xiàn)在燃料電池的市場(chǎng)需求有限，但發(fā)展前景值得看好。隨著技術(shù)進(jìn)步與規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，燃料電池的生產(chǎn)成本與使用成本將下降，競(jìng)爭(zhēng)力提高，燃料電池潛在的市場(chǎng)將會(huì)逐步發(fā)展起來?，F(xiàn)在對(duì)于便攜式燃料電池的需求相當(dāng)少，但便攜式燃料電池市場(chǎng)將會(huì)是未來增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。

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