Yeni Enerji 2018'de Yakıt Hücresi Endüstrisi Üzerine Derinlemesine Araştırma Raporu
Önsöz:
Yakıt hücresi, son derece verimli ve temiz bir yeşil enerji cihazı olarak kabul edilir ve içten yanmalı motorlar için ideal bir alternatiftir.
Bunların arasında, hidrojen yakıt hücreleri, araçların kullanım aşamasında "sıfır emisyon" ve yaşam döngüsü boyunca "düşük emisyonlar" elde etmek için önemli bir teknolojik yol olarak kabul edilir.
Çin'in saf elektrikli araçları, yaklaşık 10 yıllık geliştirmeden sonra ilk sonuçlara ulaştı, ancak uzun mesafeli otobüs, çift vardiyalı kiralama, şehir lojistiği ve uzun mesafe taşımacılığı gibi büyük ölçekli senaryoların ihtiyaçlarını karşılayamayan sürüş menzili ve şarj süresinde hala eksiklikler var. talep.
Tamamen elektrikli araçlarla karşılaştırıldığında, yakıt hücreli araçların yüksek güç yoğunluğu, uzun seyir menzili ve kısa hidrojenasyon süresi gibi avantajları vardır.Gelecekte, sanayileşmenin odağının yakıt hücreli araçlara genişlemesi ve otomotiv endüstrisindeki teknoloji rekabetinin hakim zirvelerini ele geçirmesi bekleniyor.
Çin, çok çeşitli hidrojen enerjisi kaynaklarına sahiptir, dünyanın en büyük hidrojen üreticisidir ve hidrojen yakıt hücrelerini tam olarak geliştirmek için enerji temeline sahiptir.
Çin, hidrojen enerjili araçlar için çok sayıda teknik araştırma ve sanayileşme uygulama araştırması gerçekleştirdi ve SAIC, Weichai, Foton ve Great Wall gibi kilit şirketler, yakıt hücrelerinin ticarileştirilmesine başladı.
Elektrikli araçlarda elde edilen üç elektrikli teknolojideki atılımlarla desteklenen bağımsız elektrikli hibrit teknolojisinin avantajlarını oluşturur.
Ocak 2019'daki "Çin Elektrikli Araçlar Derneği Forumu (2019)" da, Çin Halk Siyasi Danışma Konferansı Ulusal Komitesi başkan yardımcısı Wan Gang, Çin Elektrikli Araçlar Derneği başkan yardımcısı Ouyang Minggao ve Çin Mühendislik Akademisi akademisyeni Yi Baolian vb. Yakıt hücresi endüstrisi için iyimserlik ve savunuculuk ifade etti.
Shenzhen ve Foshan gibi yerler art arda hidrojen enerjisi ve yakıt pilleri ile ilgili politikaları uygulamaya koydu. 2030 yılına kadar Çin'in dünyanın en büyük yakıt hücreli araç pazarı haline gelmesi bekleniyor.
Şu anda Çin, başlangıçta hidrojen yakıt hücresi yığını ve temel malzemeleri, güç sistemi, araç entegrasyonu ve hidrojen enerjisi altyapısının temel teknolojilerinde ustalaştı ve temelde ticarileştirilmiş bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip bir hidrojen yakıt hücreli araç güç sistemi teknolojisi platformu kurdu. Temel olarak 2018, hidrojen yakıt hücreli araçların ilk yılıdır ve yakıt hücresi endüstrisi, ulusal endüstriyel planlama ve yerel politika desteğinin ikili faydaları sayesinde hızlı bir yukarı doğru yola girmiştir.
Yukarı akış yönü, yakıt hücresi yığınının çekirdek malzeme membranının yerelleştirme atılımına ve hidrojen enerji endüstrisi zincirinin düzenine odaklanır; orta akış yönü, yakıt hücresi sistemi entegrasyonu ve yardımcı parçalara odaklanır ve aşağı akış yönü, yakıt hücrelerinin ilk uygulandığı ticari araç alanına odaklanır.
Yakıt hücresi nedir?
Yakıt Hücresi (FuelCell), yanma olmayan bir elektrokimyasal enerji dönüştürme cihazıdır. Hidrojenin (yakıt gibi) ve oksijenin kimyasal enerjisini sürekli olarak elektrik enerjisine dönüştürün.
Çalışma prensibi, H2'nin, anot katalizörünün etkisi altında H + ve e-'ye oksitlenmesidir.H +, proton değişim membranı yoluyla pozitif elektroda ulaşır ve su üretmek için katotta O2 ile reaksiyona girer ve e-, katoda dış devre yoluyla ulaşır ve sürekli reaksiyon akım üretir. .
Yakıt hücresinde "pil" kelimesi olsa da, geleneksel anlamda bir enerji depolama cihazı değil, bir güç üretim cihazıdır.Bu, bir yakıt hücresi ile geleneksel bir batarya arasındaki en büyük farktır.
Yakıt hücreleri, "içten yanmalı motorlar için ideal ikame" dir. Hidrojen, yakıt hücrelerinin ana yakıtıdır.Yakıt güvenliği açısından hidrojen toksik değildir ve zararsızdır ve reaktan sudur, toksik değildir, zararsızdır, yeşil ve temizdir.
Hidrojenin yoğunluğu azdır, yüksek basınçlı hidrojen sızdığında ve yandığında yukarı doğru bir meşale oluşturur ve çevreye yayılmaz. Bu nedenle hidrojenin güvenliği, doğal gaz ve petrol gibi fosil yakıtlardan daha yüksektir.
Performans açısından, yakıt hücresi enerji dönüşüm verimliliği% 50-70, güç yoğunluğu yaklaşık 3kW / L ve dizel motor güç yoğunluğu yaklaşık 1.3kW / L, bu da onu ideal bir "içten yanmalı motor ikamesi" yapıyor.
Yakıt hücresinin enerji yoğunluğu 500 Wh / kg'a ulaşabilir, çevrim ömrü 4000 kattan fazladır ve performans lityum pilinkinden daha iyidir.
Çeşitli yakıt hücresi türleri vardır ve proton değişim membranı hidrojen yakıt hücresi gelecekteki araçlar için ana akım haline gelir.
Yakıt hücreleri, farklı çalışma mekanizmalarına göre asit yakıt hücreleri ve alkalin yakıt hücrelerine bölünebilir. Spesifik olarak, elektrolit farkına göre alkalin yakıt hücresi, fosforik asit yakıt hücresi, katı oksit yakıt hücresi, erimiş karbonat yakıt hücresi ve proton değişim membranlı yakıt hücresi olmak üzere beş kategoriye ayrılabilir.
Bunların arasında, alkali yakıt pilleri başarıyla geliştirildi ve havacılık alanında istikrarlı bir şekilde kullanıldı; fosforik asit yakıt pilleri, en gelişmiş teknolojiye ve en yüksek ticari kullanıma sahip ilk nesil yakıt pillerine aittir.ABD ve Japonya'daki büyük elektrik santrallerinde yaygın olarak kullanılmaktadır; erimiş tuz ve katı oksitler Yakıt hücreleri, çoğunlukla enerji santrallerinde kullanılan ikinci ve üçüncü nesil teknolojilerdir; proton değişim membranlı yakıt hücresi en geniş uygulama olanaklarına sahiptir ve gelecekte otomotiv alanında ana akım yakıt hücresi teknolojisi olması beklenmektedir.
Hidrojen nasıl üretilir, taşınır ve yeniden doldurulur?
Hidrojen üretimi
Bu aşamada, klor-alkali endüstrisinin yan ürünü hidrojeni, hidrojenin en düşük maliyetli kaynağıdır ve gelecekte, suyun elektrolizi ile hidrojen üretimi ana akımdır.
Hidrojen yaygın bir endüstriyel gazdır. Esas olarak üç ana akım hidrojen üretim teknolojisi vardır:
(1) Fosil enerji kaynaklarının yeniden biçimlendirilmesi (doğal gaz, metanol vb.); (2) Elektrolize su; (3) Klor-alkali endüstrisinin yan ürünleri.
Bu aşamada, daha düşük maliyetli ve yüksek hidrojen ürün saflığına sahip klor-alkali endüstriyel yan rotayı seçmek, yakıt hücreli araç operasyonları için hidrojen talebini şimdiden karşılayabilir; doğal gaz reformu, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılan bir hidrojen üretim yöntemidir ve aynı zamanda Çin'deki kimya endüstrisinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. ;
Gelecekte, nükleer enerjinin ve yenilenebilir enerji üretiminin maliyeti büyük ölçüde azaldığında, suyun elektroliziyle hidrojen üretimi nihai çözüm haline gelecektir.
National Energy Group'u örnek alırsak, şirketin avantajı kömür kaynaklarıdır.Aynı zamanda, bir kömür distribütöründen dünya çapında bir temiz enerji tedarikçisine dönüşmeyi hedefleyen aktif olarak hidrojen enerjisi ve diğer işleri geliştirmektedir.
Shenhua hidrojen üretiminin üç yolu: rüzgar enerjisinden hidrojen üretimi; kömür yatağı metan ve kömür kimyasal yan ürün gazı; ve kömür + karbondioksit depolama teknolojisinden hidrojen üretimi.
Şu anda Shenhua, 40 milyon yakıt hücreli binek araç sağlayacak kadar yeterli hidrojen üretim kapasitesine sahip.
Aynı zamanda, şirketin rüzgar enerjili hidrojen üretimi ve başarılı 300.000 ton karbondioksit depolama teknolojisi ile işbirliği yaparak, düşük maliyetli ve düşük karbonlu hidrojen üretiminin temelini atıyor.
Hidrojen nakliyesi
Gaz-hidrojen treyler taşımacılığı şu anda en uygun maliyetli seçenektir ve sıvı hidrojen tankerleri gelecekte ana akım olacaktır. Hidrojenin taşınması esas olarak gaz-hidrojen treyler taşımacılığı, gaz-hidrojen boru hattı taşımacılığı ve sıvı hidrojen tankeri taşımacılığı olarak ikiye ayrılır.
Treyler taşımacılığı, hidrojen tesisinden çok uzak olmayan ve talep fazla olmayan kullanıcılara hidrojen göndermeye uygundur.İlk yatırım yüksek değildir; ilk yatırımda boru hattı taşıma girdisi yüksek iken, büyük ölçekli taşımaya uygun; sıvı hidrojen tanker taşımacılığı Güçlü yetenek ama yine de teknik zorluklar var.
Hidrojen yakıt ikmal istasyonundan nakliye mesafesine ( < 500km, 200km uygundur) ve taşıma ölçeği (10 ton / gün) talebinde, hidrojenin en iyi taşıma yöntemi yine gaz-hidrojen treyleridir.
Şu anda, hidrojen depolama ve nakliye maliyeti (sıkıştırma dahil) hidrojen fiyatının yarısından fazlasını oluşturuyor. Dağıtılmış hidrojen üretiminin nakliye maliyetlerini etkili bir şekilde azaltacağına inanıyoruz.Örneğin, büyük ölçekli dışarıdan tedarik edilen hidrojen yakıt ikmal istasyonları büyük ölçekli merkezi olarak inşa edilecek Hidrojen üretim üssünün yakınında, nakliye mesafesini azaltarak maliyetleri azaltın.
Hidrojen yakıt ikmali: Kızağa monte edilmiş hidrojen yakıt ikmal istasyonu, mevcut gelişmenin odak noktasıdır.
Hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının farklı türlerine göre, hidrojen yakıt ikmal istasyonları ikiye ayrılabilir: sabit ve hareketli Bunlar arasında, mobil hidrojen yakıt ikmal istasyonları mobil kızağa monte ve hidrojen yakıt ikmal araçları olarak ikiye ayrılabilir.Mobil hidrojen yakıt ikmal istasyonları esnek ve esnektir. , Yüksek doldurma kapasitesi, güvenilir performans, basit ve rahat kullanım avantajları.
Bu formlar, istasyondaki hidrojen üretimi ve istasyon dışındaki hidrojen kaynağı ile organik olarak karıştırılabilir. Örneğin, Toyota Mirai'yi Avustralya'da piyasaya sürdüğünde, hidrojen üreten ve sıkıştıran ve onu soğutulmuş bir hidrojen depolama tankına teslim eden yarı otomatik bir treylere eşdeğer bir mobil hidrojen yakıt ikmal istasyonu da inşa etti.
Kızağa monte edilmiş hidrojen yakıt ikmal istasyonları şu anda geliştirmenin odak noktasıdır ve bunların güvenlik gereksinimleri, sabit hidrojen yakıt ikmal istasyonlarından daha az karmaşıktır ve karşılanması daha kolaydır.
Kızağa monte edilmiş hidrojen yakıt ikmal istasyonu ekipmanı, hidrojen depolama tankındaki hidrojen yakıtını boru hattı, kriyopompası, ölçüm sistemi ve diğer bileşenler aracılığıyla otomobil yakıt hücreli araç şişesine enjekte eden özel bir cihazı ifade eder. Ana ekipman şunları içerir: hidrojen yakıt depolama sistemi, boru hattı sistemi, dalgıç pompa, akış ölçüm sistemi, istasyon kontrol sistemi ve diğer ekipmanlar ve her sistem kızağa monte edilmiştir.
Yakıt pillerinin mevcut ticarileştirme süreci nedir?
Yakıt hücrelerinin Avrupa, Amerika ve Japonya'da ticarileştirilmesi yol gösteriyor
Japonya: Dağıtık güç üretimi ve otomotiv uygulamalarının eşzamanlı gelişimi
Japonya'nın yakıt hücresi sevkiyatları ve kurulu kapasite, dünyanın% 60'ından fazlasını oluşturmaktadır. Japon hükümeti 2009'dan beri satın alma sübvansiyonları, ücretsiz hidrojenasyon, endüstri standartlarının gevşemesi ve uzun vadeli planların formülasyonu yoluyla yakıt pili endüstrisinin gelişimini teşvik ediyor.
Japonya tarafından 2014 yılında yayınlanan "Hidrojen Yakıt Hücreleri için Stratejik Gelişim Yol Haritası" na göre, 2025 öncesi ilk aşamada, hidrojen enerjisi kullanımı hızla yaygınlaştırılarak yakıt hücresi kurulumlarının sayısı sırasıyla 2020 ve 2030'da 140'a çıkacak. 10.000 birim ve 5.3 milyon birim;
2020-2030'un ikinci aşamasında Japonya, hidrojen enerjisi üretimini tam olarak başlatacak ve büyük ölçekli bir hidrojen enerji tedarik sistemi kurarak hidrojenin satın alma fiyatını 30 yen / m3'e düşürecek; 2040'ın üçüncü aşamasında, toplama ve depolamayı benimseyecek Karbondioksit, sıfır emisyonlu hidrojen üretimini, hidrojen nakliyesini ve hidrojen depolamayı tam olarak gerçekleştirir.
Şu anda, Japonya'nın yakıt hücreleri temel olarak iki ana evde ısı ve güç ve otomobil alanlarında kullanılmaktadır.
Japonya, ev tipi yakıt hücresi kombine ısı ve güç (ENE-FARM) planı aracılığıyla, 2005-2009'da 3.300 ev tipi yakıt hücresi tanıtım projesi inşa etti ve 2009'da büyük ölçekli ticari tanıtım gerçekleştirdi.
2009'dan sonra, Japon hükümeti sübvansiyon politikası ve Panasonic, Toshiba ve diğer üreticilerin güçlü promosyonları ile ev tipi yakıt hücresi sistemleri ticari uygulama aşamasını başarıyla başlattı; 2017 itibariyle Japonya, bariz ölçek ekonomileriyle yaklaşık 250.000 ev tipi yakıt hücresi sistemi kurdu ve kullandı. , Maliyet hızla 1,2 milyon-1,5 milyon yen / set'e (yaklaşık 80,000 yuan / set) düştü, maliyet 12 yılda% 80'den fazla düştü ve sübvansiyon bağımlılığı kademeli olarak azaldı.
ENE-FARM, 2020 ve 2030'da sırasıyla 1.4 milyon set ve 5.3 milyon set ev tipi yakıt hücresi kümülatif kurulu kapasitesine ulaşmayı planlıyor ve buna karşılık gelen maliyetin 500.000 yen / set'e (yaklaşık 30.000 yuan / set) düşmesi bekleniyor.
Japonya Toyota, 2015 yılında Mirai yakıt hücreli araçların piyasaya sürülmesinde 350 Wh / kg enerji yoğunluğu, 3,1 kW / L güç yoğunluğu, yalnızca 3 dakikalık hidrojenasyon süresi, yaklaşık 5-6 L kapasite ve buna karşılık gelen 500-600 km seyir menziliyle liderlik etti.
Arabanın fiyatı sübvansiyonsuz sadece 390.000 yuan ve Japon hükümetinden% 30 sübvansiyonla yaklaşık 270.000 yuan.Fiyat saf elektrikli araçların fiyatına yakın.
Toyota, 2015 yılında yaklaşık 500 adet yakıt hücreli araç teslim etmiştir.Toyota'nın tahminine göre 2025-2030 yılına kadar yakıt hücreli araçların satış hacmi 200.000-800.000'e ulaşacaktır.
Japonya'nın yakıt hücreli hidrojen yakıt ikmal istasyonları planına göre Tokyo, Osaka, Nagoya ve Fukuoka gibi yoğun nüfuslu bölgelerde 100 adet kurulacak ve hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının inşası için% 50 sübvansiyon sağlanacak.
Şu anda Japonya, yaklaşık 80 hidrojen yakıt ikmal istasyonu ve 2'den fazla büyük ölçekli hidrojen üretim tesisi inşa etti.
Plana göre, Japonya hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının yapımını büyük ölçekte genişletecek ve 2025 yılına kadar 800 hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşa etmesi bekleniyor.
2017 sonu itibariyle Japonya, 91 adet halka açık hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşa etti.
Amerika Birleşik Devletleri: Sıfır emisyon hedefleri belirleyin, yakıt hücreli araçlar yüksek oranda büyüyor
Yakıt hücreleri, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki sekiz eyaletin sıfır emisyon elde etmesine yardımcı oluyor.
ABD hükümeti, yakıt hücreleri de dahil olmak üzere yeni enerji şirketlerine mali destek ve vergi indirimi sağlıyor. Bunların arasında, yakıt pilleri ve herhangi bir hidrojen enerjisi altyapı inşaatı için% 30-% 50 vergi kredisi uygulanıyor.
2012 yılında ABD Federal Hükümeti, temiz enerjinin araştırma ve geliştirme gösterileri için Enerji Bakanlığı'na 6,3 milyar ABD Doları ayırdı. 2012'de,% 30 verimliliğe ulaştıkları sürece yakıt hücresi sistemlerini 3.000 ABD Doları / kWh sübvansiyonu olan üçüncü aşamaya girdi. % 30 vergi kredisi.
Temmuz 2014'te Kaliforniya dahil sekiz eyalet, 2020 yılına kadar bölgedeki 3,3 milyon motorlu araçtan sıfır emisyon hedefine ulaşmak için "Sıfır Emisyonlu Araç İşbirliği Anlaşması" imzaladı ve toplam araç satışları sıfır emisyonlu motorlu araçlar oluşturdu. yirmi iki%.
Avrupa: Yakıt hücreli araçlara dikkat edin ve hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının düzenini iyileştirmeye odaklanın
Avrupa, hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının inşasını desteklemek için politikalar getirdi. Avrupa Birliği, 2008 yılında Yakıt Hücresi ve Hidrojen Ortak Eylem Planı'nı (FCH-JU) tanıttı. 2008'den 2013'e kadar, yakıt pilleri ve hidrojen enerjisinin araştırma ve geliştirilmesine toplam 940 milyon euro yatırım yapıldı; 2011'de "H2movesScandinavi" ve Avrupa'yı başlattı Kentsel Temiz Hidrojen Enerjisi Projesi (CHIC) CPT projesini başlattı, 77 hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşa etmek için 123 milyon avro yatırım yaptı ve ülkeler arasındaki ara bağlantıyı gerçekleştirmek için hidrojen yakıt ikmal istasyonları olan 15 ülkeyi hedefledi.
2017 yılında, yeni eklenen hidrojen istasyonlarının sayısı listenin en üstüne çıktı ve Almanya, Avrupa yakıt hücresi geliştirme için referans noktası oldu. Almanya, AB'de en fazla hidrojen yakıt ikmal istasyonuna sahip ülkedir. 2017'de, 45'i kamuya açık hidrojen yakıt ikmal istasyonları olmak üzere 56'dan fazla hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşa edildi. 2018'de 100'e, 2020'de 400'e ve 2025'te 1.000'e ulaşması bekleniyor. . Buna ek olarak, Birleşik Krallık ve diğer ülkeler de hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının yapımını hızlandıracak.
Mercedes-Benz, mükemmel performansa sahip yeni bir yakıt hücreli aracı piyasaya sürdü. Mercedes-Benz tarafından 2014 yılında piyasaya sürülen B sınıfı F-Cell, Avrupa yakıt hücreli araçların temsili bir modelidir.Mercedes-Benz tarafından geliştirilen üçüncü nesil yakıt hücresi yığınını benimser.Yakıt hücresi sisteminin hacmi ve şekli geleneksel motorlarınkine eşdeğerdir ve doğrudan mevcut yakıt hücreli araçlara entegre edilebilir. Yakıt hücreli araçların tasarımını kolaylaştırmak için motorun yerini alır.
Mercedes-Benz, 2017 yılında GLC sınıfı F-CELL'i 4.4 kg hidrojen yakıt deposu ve maksimum 437 kilometre seyir menzili ile piyasaya sürdü.
Yakıt hücreli araçlar: teknik doğrulamadan ticarileştirmeye
Tamamen elektrikli araçlarla karşılaştırıldığında, hidrojen yakıt hücreli araçlar (FCV) daha güçlü dayanıklılığa ve sürüş maliyetlerinde azalma için daha fazla alana sahiptir.
Yakıtlı araçlar ile karşılaştırıldığında, hidrojen yakıt hücreli araçlar ve lityum akülü araçların her ikisi de yüksek dönüşüm oranı, çevre koruma ve kirlilikten arındırma avantajlarına sahipken, hidrojen yakıtlı araçlar kilometre ve enerji takviye süresi açısından bariz avantajlara sahiptir.
Seyir menzili açısından, lityum elektrikli araçlarda daha iyi performans gösteren BYDe6 ve Tesla 400 km'ye ulaşabilirken, Toyota Mirai 650km seyir menziline sahip.
Enerji ikmali açısından, elektrikli araçlar için enerji yenileme işlemi, elektrik enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürme işlemidir ve çok zaman alır, ancak yakıt hücreli araçlar için enerjiyi geri kazanma süreci, hidrojen yakıt enjeksiyonunun fiziksel bir işlemidir. süreç.
Saf elektrikli araçların DC hızlı şarj süresi 2-3 saattir ve hidrojen yakıtlı araçlar sadece 3-5 dakikaya ihtiyaç duyar.
Sürüş maliyeti açısından, saf elektrikli araçların 100 kilometre başına enerji tüketimi yaklaşık 15-20 kilovat saattir.Şu anda Pekin'de faaliyet gösteren şarj istasyonlarını örnek alırsak, bir kilovat-saat şarj etmenin toplam fiyatı ve servis ücretleri 1.5 yuan / kWh ve sürüş maliyeti yaklaşık 0.3-0.4 yuan / km; Hidrojen yakıt hücreli araçlar için, Toyota Mirainin 5 kg hidrojeni 650 km yol alabilir. Hidrojen maliyeti ve satış fiyatına göre, sürüş maliyeti 0.2-0.8 yuan / km'dir ki bu büyük bir düşüştür.
Asya ve Kuzey Amerika ana güç olmak üzere sevkiyatların ölçeği hızla büyüyor.
Sevkiyat ölçeği istatistiklerine göre 2017 yılında dünya yakıt hücresi sevkiyatları 73.000 set (+% 12), toplamda 670MW (+% 40) olmuş ve güç artış oranı sistem sayısının büyüme hızından daha yüksek olup monomer kapasitesinin arttığını göstermektedir; 2012-2017 Kümülatif sevkiyat hacmi yaklaşık 373.000 set, kümülatif ölçek 2511 MW ve CAGR% 32'dir.
Bölgesel dağıtım açısından bakıldığında 2016 yılında Asya ve Kuzey Amerika'daki yakıt pili sevkiyatları dünya genelinin sırasıyla% 83 ve% 11'ini oluştururken, 2011 yılında yakıt hücresi sevkiyatlarına göre sırasıyla% 217 ve% 121 arttı. Büyüme ivmesi hızlı. . Şu anda, küresel yakıt hücreleri esas olarak Asya, Kuzey Amerika ve Avrupa'da yoğunlaşmıştır.
2016 yılında Asya, Kuzey Amerika, Avrupa ve diğer bölgelerdeki yakıt hücresi sistemlerinin sevkiyatları sırasıyla 53,9, 7,3, 3,5 ve 0,5 bin adet olmuştur.Kurulu güç sırasıyla 245,9, 209,1, 22,0 ve 1,6 MW'dır.Asya ve Kuzey Amerika'nın yakıt olduğu görülmektedir. Pil pazarındaki mutlak ana güç. Bunlar arasında, uygulama alanlarındaki farklılıklar nedeniyle, Asya bölgesi sevkiyatlar açısından çok ilerideyken, sevkiyatların ölçeği Kuzey Amerika'dakinden çok farklı değil.
Piyasada üç Japon yakıt hücresi modeli seri üretime girdi ve Toyota Mirai ve Honda Clarity satışları gelişiyor. Piyasada seri üretime giren yakıt hücreli araçlar arasında Toyota Mirai, Honda Clarity ve Hyundai ix35FCV yer alıyor. 2018 yılı itibarıyla satışları 7518, 1277 ve 255 adet olup% 83,% 14 ve% 3 olarak gerçekleşti. 2018 yılı satışları sırasıyla 2.300, 1.277 ve 225 adettir.
Avrupa / Amerikan otomobil şirketleri Japonya ile işbirliğini benimsedi ve üç büyük ittifak yavaş yavaş kuruldu.
Çekirdek yakıt hücresi teknolojilerinin geliştirilmesi ve geliştirilmesi Japonya'ya ayak uydursa da, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri gerçekten de seri üretimi ölçeklendirme kararında bir adım geride.
Bununla birlikte, devasa potansiyel pazar nedeniyle, Toyota'nın Mirai yakıt hücreli araçları, Hyundai Tucson'ın yakıt hücreli araçları ve Honda'nın Clarity yakıt hücreli araçları, Amerika Birleşik Devletleri'ni, özellikle Kaliforniya'yı model tanıtımının ön saflarında benimsemiştir.
Avrupalı ve Amerikalı büyük otomobil üreticileri, altta kalmamak için Japon otomobil üreticileriyle yetişmeyi umarak bir işbirliği modeli benimsedi.
Yakıt hücreli araçların geliştirilmesi ve tanıtımı sırasında, pazarda kademeli olarak üç büyük otomobil grubu ittifakı oluştu: Daimler / Ford / Renault-Nissan ittifakı, BMW / Toyota ittifakı ve GM / Honda ittifakı.
Yakıt hücresi endüstrisinin gelişimi üç aşamaya ayrılabilir.
1) Otomobillerde yakıt hücrelerinin uygulamasıyla ilgili temel teorik araştırmaların yapılması;
2) Esas olarak yakıt hücresi enerji yoğunluğu, gücü, güvenilirliği ve dayanıklılığı araştırmalarına odaklanın;
3) Destekleyici altyapı yapımını hızlandırırken, platin katalizör ve hidrojen üretiminin maliyetini düşürün. Mevcut uluslararası ana akım otomobil şirketlerinin Ar-Ge ve model lansman hızlarından yola çıkarak, bunun temelde üçüncü aşamada olduğuna inanıyoruz: yakıt hücrelerindeki ana teknik kısıtlamalar çözüldü ve resmi ticarileştirme için çeşitli maliyetler düşürülüyor.
Yakıt pillerinin maliyeti gelecekte ne şekilde düşebilir?
Yakıt hücresi maliyetlerindeki düşüş, esas olarak ölçek ekonomilerinden ve teknolojinin gelişmesinden kaynaklanmaktadır.
Her bir bağlantı açısından, gaz difüzyon katmanının, hava kompresörü, hidrojen depolama şişesi elektronik kontrol sisteminin ve diğer ortak bileşenlerin (borular, bağlantılar vb.) Maliyetinin düşürülmesi esas olarak ölçek etkisiyle yürütülürken; proton değişim membranı ve katalizör iki kutuplu plaka Ve maliyetleri düşürmek için daha kritik diğer bileşenlerin (hidrojen pil valfi, vb.), Teknoloji ve malzemelerin ilerlemesiyle desteklenmesi gerekir.
Yakıt hücresi sistemleri ve hidrojen depolama sistemleri, araç üretim maliyetlerinin yaklaşık% 70'ini oluşturur
Yakıt hücresi sistemleri ve hidrojen depolama sistemleri, araç üretim maliyetlerinin yaklaşık% 70'ini oluşturur; bunların tek başına yakıt hücresi yığınları, araç maliyetlerinin% 30'unu, hidrojen depolama sistemleri ise araç maliyetlerinin% 14'ünü oluşturur.
Yakıt hücresi yığını, yakıt hücresi sisteminin çekirdeğidir.Yakıt hücresi kümesindeki çekirdek malzemeler, membran elektrotlarına (MEA), çift kutuplu plakalara ve diğer bileşenlere bölünmüştür;
Membran elektrot, katalizör, proton değişim membranı ve gaz difüzyon katmanından oluşan elektrokimyasal reaksiyonun temel bileşenidir. Katalizör (% 36), proton değişim membranı (% 12) ve iki kutuplu plaka (% 23) birlikte, maliyet düşürmede ana dönüm noktası olan yakıt hücresi yığınının maliyetinin yaklaşık% 70'ini oluşturur.
Son on yılda teknolojik gelişmeler, yakıt hücresi maliyetlerinde önemli düşüşler sağladı
Platin katalizörlerin fiyatı yüksektir ve platin esaslı olmayan katalizörlerin kısa vadede laboratuvardan çıkarılması zordur.Platin miktarını azaltmak kilit yöndür.
Reaktör maliyetinde, katalizörün maliyeti, esas olarak şu anda yaygın olarak kullanılan platin katalizörün yüksek fiyatı nedeniyle,% 36 kadar yüksektir.
ABD Enerji Bakanlığı'nın istatistiklerine göre, 2015 yılında 80 kW'lık yakıt hücreli araç başına ortalama platin tüketimi yaklaşık 100 gramdı ve bu, geleneksel yakıt hücreli araçların platin tüketiminden çok daha yüksekti.
Dünyanın kanıtlanmış platin rezervleri sadece 14.000 ton iken, Çin'in platin rezervleri 90 tonun altındadır ve yıllık madencilik hacmi sadece yaklaşık iki tondur. Platin rezervlerinin kıtlığı nedeniyle piyasa talebinin talebi aştığı ve fiyatının uzun süre yüksek kalacağı şeklindeki durumu değiştirmek zor olduğundan, katalizör performansının iyileştirilmesi ve platin dışı yeni katalizörlerin geliştirilmesi mevcut yakıt hücresi alanında acil sorunlar haline geldi. ABD Enerji Bakanlığı, bisikletlerde kullanılan platin miktarını 2020 yılına kadar yaklaşık 50 grama düşürmeyi planlıyor ve nihai hedef araç başına 20 grama düşürülerek doğrudan yaklaşık% 30'luk bir maliyet düşüşü sağlanacak.
Sanayileşmenin erken aşamasında ölçek etkisinin getirdiği maliyet düşürme etkisi, en önemli
Ölçek etkisindeki artış, maliyetlerin düşürülmesini hızlandırır. Yakıt pillerinin fiyat düşüşü, üretim ölçeği etkisindeki artışla yakından ilgilidir.
ABD Enerji Bakanlığı'nın 80kW gücündeki proton değişim membranlı yakıt hücreli binek aracını örnek alan bir raporuna göre, yıllık yakıt hücresi üretimi 1.000, 10.000, 30.000, 80.000, 100.000 ve 500.000'dir. Üretim maliyetleri sırasıyla 22.000 ABD Doları, 8.500 ABD Doları, 6500 ABD Doları, 5500 ABD Doları, 5200 ABD Doları ve 4400 ABD Doları'dır. Watt başına maliyet 273 ABD Doları, 106 ABD Doları, 82 ABD Doları, 69 ABD Doları, 66 ABD Doları ve 55 ABD Dolarıdır. Dolar.
Yakıt hücresi sistemlerinin seri üretiminin ilk aşamasında, fiyat en çok düştü.Yıllık üretim, yılda 1.000 sistemden 10.000 sistem / yıla yükseldi, bu da yakıt hücresi sistemlerinin maliyetini% 60'ın üzerinde düşürebilir, özellikle hidrojen depolama şişeleri, hava kompresörleri, Proton değişim membranları gibi parçaların maliyet azaltımı gerçekleştirilmiştir; çıktı 10.000 birim / yılı aştığında, çıktı arttıkça maliyet düşüşü yavaşlayacaktır.
Rapor kaynağı: CITIC Securities
