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燃料电池行业市场现状与发展前景分析

  智渊        2021-06-23 09:24:08

全球变暖和环境污染问题受到了国际的重视,各国家和地区都提出了减排目标。全球部分发达国家的燃料电池产业技术瓶颈已经突破,将迎来高速成长期。预计到2026年,全球燃料电池市场规模将突破110亿美元。


全球燃料电池发展进入加速期


现代对燃料电池的研究和开发始于20世纪50年代,并以60年代美国将燃料电池成功地应用到载人航天飞行器为标志,使燃料电池在这一特殊领域步入实用化阶段。

燃料电池行业市场现状与发展前景分析

80年代以后,燃料电池从空间运用转入民用。进入90年代,由于全球性能源紧缺问题日趋突出以及环境保护和可持续发展的迫切要求,燃料电池因其突出的优越性得到了蓬勃的发展,洁净电站、便携式电源即将进入商业化阶段燃料电池动力汽车进入实验阶段(奔驰、丰田)。


如今,在北美、日本和欧洲,燃料电池发电正以急起直追的势头快步进入工业化规模应用的阶段,将成为21世纪继火电、水电、核电后的第四代 发电方式。


全球燃料电池行业出货量持续增长


随着各国政策支持和燃料电池产业的发展,全球燃料电池行业出货量也在不断攀升。据E4tech发布的市场数据显示,2012-2020年,全球燃料电池出货量整体呈上升趋势,由2012年的4.6万套增长至2020年的8.2万套,出货量规模增长明显。

燃料电池行业市场现状与发展前景分析

从出货功率来看,2012-2020年全球燃料电池出货功率持续上升,2019年更是快速增长,达到1196.3MW。2020年,尽管受新冠肺炎疫情的影响,但在亚太地区的拉动下,全球燃料电池出货功率仍然保持增长态势,达1318.7MW,同比增长10%。


全球燃料电池产品以质子交换膜电池为主


按燃料电池种类分,全球燃料电池主要分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)。


根据E4tech统计数据,PEMFC是目前全球最主要的燃料电池类型,2020年兆瓦出货量占全部燃料电池出货量的78.08%,其次是SOFC,占比为11.19%。


质子交换膜电池以其更高的能量密度、较低的运行温度、启动时间短等优势,已经成为全球燃料电池应用与推广的主流技术之一。


2020年全球燃料电池市场规模增长至37亿美元


结合E4tech统计的全球燃料电池兆瓦出货量,测算全球燃料电池行业规模,2012-2020年全球燃料电池行业市场规模不断攀升,由4.68亿美元增长至37亿美元,行业规模扩张迅速。


预计2026年全球燃料电池市场规模突破110亿美元


未来燃料电池将加速普及,市场规模不断扩大。特别是世界主要国家正在制定2025年或者2030年之后的燃料电池推进计划,燃料电池很有可能将会成为实现低碳化等目标的核心零部件。


另外,由于技术进步将导致燃料电池成本快速下降,预计燃料电池行业会进入不需要依赖补助金而发展的市场化状态。


前瞻根据主要国家和地区的燃料电池规划目标,结合全球燃料电池行业的发展状况,预测未来全球燃料电池行业市场规模。由于技术突破、规模化生产能力以及广泛应用场景的形成需要一定时间,并且主要国家在2025-2030年的规划目标才有明显加速,前瞻保守估计2021-2026年,全球燃料电池行业市场维持年化20%增速,到2026年,全球燃料电池行业市场规模将达到110亿美元。


燃料电池汽车“叫好不叫座”


“今年比去年的人多。”在近日召开的第六届国际氢能与燃料电池汽车大会展台上,某电堆企业市场经理对记者发出感叹。现场未势能源、重塑科技、巴拉德等多家企业纷纷举行了新品发布和签约仪式,“里三层外三层”地聚集了来自电池整车、电堆系统、零部件、投资方及石油化工等行业内外人员。他们有的是来看新产品、有的是来找供应商,还有的是来给下半年市场形势探路……


与展会的“热闹”场景形成鲜明反差的是,市场“冰冷”的产销数据。2020年燃料电池汽车销量仅完成1277辆,同比下降56.8%;今年1-4月销量依旧不振,仅完成188辆,同比下滑32.9%。高歌猛进的燃料电池汽车产业陷入“叫好不叫座”的尴尬境地。


动力系统发展慢引进技术受限制


近年来,我国燃料电池汽车发展迅猛,逐步形成京津冀、珠三角、长三角、成渝等产业集群,但目前仍以示范应用为主,距离规模化发展还有较大差距。


在德国莱茵TüV集团全球电力电子产品服务副总裁李卫春看来,我国燃料汽车推广受限于技术突破。他指出,国内氢燃料电池发动机常规功率为30-60kW,130-150kW功率尚未广泛应用,而国外丰田、现代汽车研制的燃料电池发动机功率较大,但受制于外企核心技术保护和成本高昂等原因,国内难以引进。


“国内外技术指标仍存在较大差距。”未势能源总裁陈雪松也向记者坦言,我国氢燃料电池动力系统技术仍处于验证与考核试验阶段,系统的集成度、环境适应性、可靠性和寿命、成本控制、氢气储存等方面和国外仍有差距,同时,电堆性能、关键部件材料性能与生产、部件与电堆封装等方面的水平都亟待提升。


燃料电池汽车产业链长,涉及制氢、储运、加注、应用等环节,任何一个环节存在“卡脖子”问题,都将影响整体进展。“仅加氢站高频切断球阀一个部件,就依赖从美国、日本进口。”中国工程院院士陈学东介绍,氢能产业链与压力容器、管道、密封件等通用机械密切相关,突破氢能运输装备可靠性制造技术,是产业发展亟待破解的难题。


发动机、加氢站成本及氢气价格均需下降


任何事物发展都是一个循序渐进的过程,“燃料电池汽车推广也不可一哄而上”。


李卫春直言,国内燃料电池汽车市场需求小,短期内难以实现规模化,而投入生产研发的成本较高,未来5年将持续投入,但难以实现盈利。

燃料电池行业市场现状与发展前景分析

中国工程院院士衣宝廉进一步指出,燃料电池汽车推广卡在车辆贵、加氢贵两大难关上。目前,一辆燃料电池汽车售价约是燃油车的3倍、锂离子电动汽车的1.5-2倍;加氢站建设费用高达1200万-1500万元,每公斤氢气价格高达60-80元。在他看来,实现燃料电池汽车规模应用,当务之急是大幅降低燃料电池发动机、加氢站建设成本和氢气价格。


衣宝廉表示,降低成本首先要从提高电堆的比功率着手,同时致力于催化剂、质子交换膜、双极板、膜电极等关键零部件的批量生产,通过简化系统和电堆结构,降低燃料电池发动机成本。同时,在氢气价格方面,应研发抗毒的阳极电催化剂,让燃料电池也能“吃粗粮”,有助于降低氢气成本。


此外,上海捷氢科技副总裁候中军还认为,2025年我国燃料电池商用车规模要达到10万辆,才能支持产业可持续发展。


锁定应用场景并落地是当务之急


业内人士表示,燃料电池汽车推广是一个渐进过程,其成本、技术、落地场景和基础设施都是决定因素。目前,燃料电池汽车推广已走过技术验证阶段,到2025年都将处于市场培育期,当务之急是找到核心应用场景并落地。


“怎么做、在哪里做、如何做好?”在英美资源集团亚太区贵金属市场拓展总经理陈卫看来,新阶段燃料电池汽车发展亟待找到清晰的路径,明确最佳场景、应用地域和技术路线。


业内普遍认为,燃料电池汽车具有能源密度高、加氢时间短、受季节影响小等优势,适合在中重型卡车领域推广。同济大学教授余卓平预计,2030年我国燃料电池商用车整体销量将实现32万辆左右,占商用车整体市场7%,2050年实现150万辆。同时,余卓平对氢气价格下降持乐观态度,他判断,2025年光伏与风电新增装机发电成本将达0.3元/千瓦时,可再生能源电解水制氢成本将降至25元/公斤,2030年将进一步降至15元/公斤。


此外,国鸿氢能副总裁燕希强还向记者透露,目前该公司电堆生产线24小时生产,随着下半年逐渐放量,今年燃料电池汽车整体形势乐观。

来源:李宛卿 ,中国能源报

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