解构能源——氢(一)

投资不是投机，认清现实和未来，果断而勇敢，只有比大多数人更有耐心，才能战胜市场。

把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

所以氢是整个电池环节的必须元素。当然还有其他很多东西，我们一一来捋一遍。

电子是不能通过质子交换膜的

给阴极板供应空气，并及时把水（蒸气）带走，就可以不断地提供电能。（如下图）

质子交换膜燃料电池的组成部分主要包括

阳极集流板

、阴极集流板、阳极气体流道、阴极气体流道、阳极气体扩散层、阴极气体扩散层、阳极催化剂层、阴极催化剂层和质子交换膜

，其中气体流道为单直行流道。

二、氢燃料电池的优劣

无污染、能量转换效率高，这些都知道。还有一个重要的应用：储能；

未来峰谷电价差有望进一步拉大，将利好储能产业发展，而在大规模、长周期储能需求下，氢储能被推上风口。

在此前国家发改委、国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中，氢能被明确纳入“新型储能”。

相较于锂离子电池为代表的电化学储能，氢储能系统具有可长期存储、能量密度高等优势，在电力系统中与能源供给侧配合、与分布式能源发电和电网发展相结合，可减少新能源出力不稳定、优化电力供应等问题。此外，氢能还可弥补光伏天然的季节性与波动性，更好地促进消纳，可谓一举两得。

氢能燃料电池的响应速度可以达到秒级，满足电网对于储能设施的基本要求。随着成本的下降，以及火电机组（当前提供了类似季节性储能的电网调节功能）的退役，氢能有望在季度调峰场景发挥比较优势。

另据《氢储能系统关键技术及发展前景展望》一文指出，氢储能作为一种电能存储方案进行推广利用，可解决区域电源和负荷的匹配问题，可一定程度上延缓较为偏远地区微电网的电力设备投资。

例如英国的柯克沃尔小镇氢能生态社区，因其位置相对偏远，小镇利用弃风和潮汐发电进行制氢，再通过燃料电池为汽车、船舶提供动力，并实现热电联供。

作为一种长时间、大规模、跨区域的储能方式，氢储能平衡电网的潜力逐渐被发掘，同时其应用场景丰富，发展空间巨大。

劣势

电池系统

储氢系统

整车成本的65%

燃料电堆催化剂主要为铂金属，成本较高，大大制约了燃料电池汽车的发展。

当然，如何可以寻找可替代铂金的催化剂材料，也将有利于燃料电池成本的降低。

目前，丰田的燃料电池车Mirai每辆车用铂20g，约合0.17g/kW。现在一台电堆里面用铂的含量，比传统汽车尾气三元催化剂用的铂的含量，多不了多少。因为一克铂也就三四百块钱，多几克不就多几百块钱吗？没有那么可怕。在成本降低方面，有其他更大空间的选项。举个例子，

空气压缩机，买一个是18万到23万，现在做的前10台，那就控制在3万块钱之内。

铂的成本相对今天几十万元级的总成本，仅占微弱的比例。

抗毒性，延长催化剂的使用寿命

从而使燃料电池直接使用粗氢工作，也可以从燃料来源上降低成本

加氢站的建设成本普遍在1500万元左右，另一方面，国内燃料电池车保有量小，运营利润较低，导致加氢站配套建设受到较大的制约。

电车的优势是只要有电，就能补充燃料

车辆复杂的工况运行是导致燃料电池寿命较低的最主要原因

电堆寿命

加氢过程比较复杂，为了实现氢气的安全快速加注，

氢瓶压力一般达到几十兆帕，氢管理系统需要实时监测氢瓶内的温度、压力等信息

本质上讲是一台发电机，不能储存电能

与电池一起作为车辆的能量源

等价于一台增程式电动汽车

燃料电池代替了发动机

燃料电池空压机要求可靠性高、寿命长、排气无油、低噪声、轻量化、小型化、低成本、响应速度快等特点

日本丰田，美国UQM,美国盖瑞特等

一台单价动辄10几万，20几万，已经成为氢燃料电池产业发展的瓶颈之一。

主要有离心式、螺杆式、罗茨式、涡旋式等。

目前，市场上主流的车用氢燃料电池空压机，主要有螺杆式、罗茨式离心式。

2.质子交换膜。

2020年，11月18日，备受行业和全社会关注的

东岳集团

150万平方米

质子交换膜

生产线一期工程在

淄博投产

，这标志着我国氢燃料电池核心材料质子交换膜在技术和装置生产规模

达到全球领先水平

。

三、产业链

氢能端

在储氢环节

燃料电池端

一半成本

电池电堆环节

四分之一成本的空压机厂

我们看到，成本最高的是电池电推和空气压缩机。而质子交换膜具有技术壁垒。

自2018年起，隆基开始对氢能产业链进行战略研究，与国内外科研机构研究合作研发电解水制氢装备技术，于2021年3月31日正式成立隆基氢能。到今年第四季度，隆基氢能将形成500MW电解水制氢装备产能，未来五年内产能将达到5-10GW。与此同时，隆基氢能新的产能项目也在按照规划有条不紊地布局中。

10月16日，隆基股份氢能首台碱性水电解槽下线 单台制氢能力超1000Nm/h。李振国在致辞中表示，“绿电+绿氢”是人类实现碳中和的有力武器，氢能在深度脱碳过程中将会发挥不可替代的作用。

隆基氢能致力于成为全球领先的大型绿氢装备技术公司，为全球客户提供最佳LCOH的电解水制氢设备及方案。

对于公司来说，首台碱性水电解槽下线是一个里程碑事件，标志着公司已经初步具备订单交付能力，也标志着我们向‘全球领先的氢能装备技术公司’的愿景，迈出了重要一步。

目前，

隆基氢能的大型碱性水电解槽在技术上已进入行业领先行列

。电解槽采用

高电流密度

设计，

单台电解槽的氢气制备能力达1000Nm/h

及以上水平，同时兼顾多台大型电解槽对应一套

气液分离系统

及

气体纯化系统

，提高了大规模制氢工厂的集约性。分

布式IO控制系统

不仅集成度高、节约材料，还可实现系统全自动无人值守高效运行。

10月13日，上汽红岩汽车有限公司内蒙古分公司与内蒙古捷氢科技有限公司揭牌暨奠基仪式举行，标志着

全球首个万辆级氢能重卡产业链项目

正式启动。

鄂尔多斯新能源汽车产业链项目，正是上汽集团积极布局新能源重卡汽车产业的战略项目。