質子交換膜的大規模應用及其他燃料電池其他部件優化,都會給燃料電池系統帶來較大的成本下降空間。 3、表面改性的多涂層結構金屬雙極板將大幅優化

質子交換膜的大規模應用及其他燃料電池其他部件優化,都會給燃料電池系統帶來較大的成本下降空間。

3、表面改性的多涂層結構金屬雙極板將大幅優化鍍層成本

雙極板是輸送和分配燃料的重要組件。過去主要用石墨制作雙極板,它具有良好的導電性、導熱性和耐腐蝕性,但石墨的脆性造成了加工困難,因此加工費用非常高,加上比較不易減薄厚度,因此綜合成本較高。

近兩年,金屬板如不銹鋼、鋁、鈦、鎳等材料具有強度高、加工性能好、導電導熱性強、成本低等優點,開始在部分領域替代石墨雙極板。不過金屬板在高溫及酸性環境下易腐蝕,因此主流做法是在金屬雙極板表面鍍上金屬防護層。

我們認為,表面改性的多涂層結構金屬雙極板具備更大的發展空間,也能解決石墨雙極板存在高成本問題。比如,瑞典Impact Coatings公司推出的一種Ceramic MaxPhase陶瓷涂層,將其涂在不銹鋼板上來防腐蝕,該技術在節約成本上體現出顯著優勢,可將燃料電池的鍍層成本降低到每千瓦5美元,并有望提早達到2017年美國能源部目標的每千瓦1美元。

4、規?;a也會使得燃料電池系統價格下降

規模生產也將大幅降低燃料電池成本,因此,成本下降和銷量上升是相輔相成的關系。

根據美國能源部燃料電池技術辦公室(FCTO)的研究,當生產1000套質子交換膜燃料電池系統時,燃料電池堆棧的成本為154美元/kW,燃料電池系統的成本為216美元/kW而生產10000套質子交換膜燃料電池時,燃料電池堆棧的成本大幅下降到了61美元/kW,燃料電池系統大幅下降到103美元/kW。

以豐田Mirai為例,其燃料電池系統輸出功率為114kW,如果年生產1000輛燃料電池汽車,每輛車的燃料電池系統價格為2.4萬美金,而生產10000輛燃料電池汽車,每輛車的燃料電池系統價格僅為1.2萬美金。

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總之,經過對構成主要成本的關鍵組件質子交換膜、催化劑和雙機板進行成本優化,同時加速推動規?;a,燃料電池汽車的成本就能大幅下降。以豐田為例,其于2014年12月15日推出的燃料電池汽車Mirai在日本的售價為700萬日元左右,享受政府補貼后500萬日元,折合人民幣29.85萬左右,已經達到初步向市場推廣的基礎。

(二)燃料電池汽車產業配套更加完善

目前制氫成本、運輸氫氣成本較高,以及加氫站等基礎設施不完善都對燃料電池汽車發展構成制約。

從常規認知不同的是,我們拆解用戶常規加燃料成本來測算,氫氣并不比汽油車貴。按照日本石油前期發布的液化氫價格1000日元/kg,豐田Mirai的氫氣罐每次可以加氫氣5kg,一次加滿氫氣罐需要5000日元,按照現行匯率相當于人民幣298元。按續航力650km測算,每公里不到五毛錢。而常規2.0T汽油車每公里約花費7-8毛錢。也就是說,目前用戶的日常加氫成本還會低于加油成本。如果未來制氫成本進一步下滑,燃料電池汽車給用戶帶來的邊際成本改善就更加明顯,行業發展有機會加速。

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1、工業制氫已經部分得到解決,生物質及太陽能制氫值得期待

氫主要以化合物存在于自然界,例如水、天然氣、石油中。目前,大約有95%的氫氣來自于石油化工業。工業化氫氣制備方式有很多種,目前來看,天然氣轉換制氫或石油化工等工業活動副產品氫氣分離性價比較高。

短期內氫氣制備主要靠電解水和天然氣、甲醇、煤等燃料制備。

(1)以天然氣、石油、甲醇為原料裂解制取氫氣是當今制取氫氣最主要的方法。目前,美國大部分氫氣是通過大規模天然氣轉化而來,這是目前成本較低且環保的制備氫氣的方法。

(2)在生產合成氨、合成甲醇、石油煉制等工業過程中氫氣作為一種副產品可以被生產和分離出來。

(3)水電解制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法之一。但水電解制氫能耗仍高,一般每立方米氫氣電耗為 4.5-5度左右,因此,工業制氫一般不用這種方式。

從中期來看,制氫技術主要基于可再生資源如生物質制氫。生物質資源豐富,是重要的可再生能源,生物質可通過氣化和微生物進行制氫,目前仍比較考驗轉化技術。

長期來看,以太陽能為基礎的零排放制氫技術將成為可能,目前這種技術的轉化率還比較低,但是已經被日本廠商用作太陽能加氫站,作為臨時性和補充性的一種氫燃料補給方式存在。2015年12月25日,本田技研工業設置于和光本社大廈的SHS加氫站正式開始使用,SHS加氫站使用本田獨自開發的高壓水電解系統PowerCreator為核心,使用太陽能發電而來的電力運轉,實現無排放的氫生產。

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2、氫氣運輸不存在明顯困難

目前,氫氣運輸方式有低溫液體油罐卡車、氣體管拖車、鐵路及駁船。氫氣長期以來在工業中有廣泛運用,加氫站氫氣運輸與工業應用中點對點運輸類似,因此傳統的氫氣運輸方式可以廣泛應用于燃料電池汽車產業。

[責任編輯:張倩]

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