氢拖车+氯碱副产氢是目前最优选择 燃料电池车商业化购置成本主要取决于燃料电池系统成本

 导读：氢拖车+氯碱副产氢是目前最优选择  燃料电池车商业化购置成本主要取决于燃料电池系统成本。燃料电池车的商业化最终取决于购置成本和使用成本；其中，购置成本的降低主要有几条途径：

参考《2016-2022年中国泡沫镍产业发展态势及十三五投资方向分析报告》

        燃料电池车的商业化最终取决于购置成本和使用成本；其中，购置成本的降低主要有几条途径：（1）开发新材料；（2）制备工艺的集成创新；（3）推进关键零部件和材料国产化进程；（4）加速商业化进程实现规模效应等；降低使用成本的途径主要包括：（1）降低燃料成本（制氢、氢气储运）；（2）加氢站的布局和运营的合理化；（3）提高燃料电池耐久性（即使用寿命）等。

        使用成本中涉及到氢气上游产业链的部分，我们认为：气氢拖车+氯碱副产氢是目前的最优选择，成本和环保方面都已经成熟；未来液氢罐车+大规模工业制氢将是解决燃料电池普及之后的能源需求。相对于产业链的其他环节，加氢站投资规模不算大，对应单车基础投资约为5万元/车（考虑加氢站补贴的情况）。

        不同制氢方式和运氢方式配合所得到的氢气成本范围

        在对目前氢气上游产业链进行分析和研究后，我们认为氢气来源和加氢站的建设运营的商业化进程正在逐步提速、成本经济性也逐渐合理化，。

        燃料电池车的购置成本主要取决于燃料电池系统成本，包括燃料电堆成本和系统主要部件成本。燃料电池系统成本约占燃料电池车成本的64%，其中，燃料电堆的成本约占整个燃料电池系统成本的47%。

        美国能源部（DOE）氢和燃料电池项目对每年氢燃料电池系统的成本进行了测算，以80kw的质子交换膜电池为样本，以大规模生产（50万个/年）为测算条件。结果表明，氢燃料电池系统成本已经从2006年的124美元/kw降至2015年的53美元/kw（下降近60%）。

        DOE认为质子交换膜燃料电池系统成本有望于2020年降至40美元/kw，最终目标是实现30美元/kw。

        燃料电池系统成本变化

        燃料电池动力系统中，包括燃料电池电堆、氢气系统和其他零部件。其中燃料电池电堆中的核心材料又分为膜电极（MEA）、双极板及其他部件。膜电极是电化学反应的核心部件，由电催化剂、质子交换膜、气体扩散层组成。

        电催化剂(catalyst)的作用是降低反应的活化能，促进氢、氧在电极上的氧化还原过程、提高反应速率。目前主要研究方向包括Pt-M催化剂、Pt核-壳催化剂、Pt单原子层催化剂和非贵金属催化剂。

        质子交换膜（protonexchangemembrane,PEM）是一种固态电解质膜，其作用是隔离燃料与氧化剂、传递质子（H+）。

        气体扩散层（GDL）位于流场和催化层之间，其作用是支撑催化层、稳定电机结构，并具有质/热/电的传递功能。

        双极板(bipolarplate,BP)的作用是传导电子、分配反应气并带走生成水，从功能上要求双极板材料是电与热的良导体、具有一定的强度以及气体致密性等。

        燃料电池系统组成

        燃料电池工作方式与内燃机相类似，除了燃料电池电堆之外，还包括燃料供应子系统、氧化剂供应子系统、水热管理子系统及监控子系统等。

        车载空压机是车用燃料电池重要部件之一，其作用是提供燃料电池发电所需要的氧化剂（空气中的氧气），要求空压机能够提供最高功率所需要的空气。如果按照空气化学计量比2.0计算，100kw的燃料电池系统大约需要300Nm3/h的空气。

        增湿器是燃料电池发电系统的另一重要部件，这是因为质子交换膜传导质子需要有水的环境，反应气通过增湿器把燃料电池反应所需的水带入燃料电池内。

        氢气回流泵的作用是是燃料电池发电系统氢气回路上把未反应氢气从燃料电池出口直接泵回燃料电池入口，与入口反应气汇合后进入燃料电池。

        氢瓶在燃料电池汽车上相当于传统汽车的油箱。为了达到一定的续驶里程，目前国内外开发的燃料电池汽车大多采用70Mpa高压气态储氢技术，其中高压氢瓶是关键技术。

        国外燃料电堆耐久性目标及现状（分类别）

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