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2024-03-15 17:03

氢燃料电池车产业现状及阀门发展趋势

来源：世展网分类：泵阀门行业资讯 2023-11-10 17:17 阅读：9402

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展会结束

氢具有极高的能量密度，可广泛应用于交通、工业、电力、供热等领域。作为达成净零转型的重要路径之一，绿氢对实现经济、社会、能源体系和安全等各方效益至关重要。当前，世界各国积极探索和扩大氢能的应用示范领域，但氢能源汽车仍是当前氢能产业最主要的应用场景之一。本文通过分析目前氢燃料电池车的产业发展，为阀企布局提供参考。

全球氢能产业发展得如何？

目前全球氢能市场处于快速萌芽期，发展态势强劲。2022年，全球氢能需求达到9500万吨，比2021年增长近3%。中国、日本、韩国、德国、美国等30个主要经济体（占全球GDP总量的70%）已将氢能产业发展提升到国家战略层面，以期通过氢能实现深度脱碳、经济增长与能源安全。据国际权威机构预测，至2050年，全球范围内氢能占全部能源消费的比重将从目前的0.1%提高到12-20%，实现质的飞跃。目前，中国是全球最大的氢气生产国和消费国，2022年氢气产量3781万吨。发展氢能是中国深度脱碳、保障国家能源安全的重要手段。2022年我国石油和天然气两大能源对外依存度分别为71.2%和40.2%，而氢能能够降低对传统化石燃料的依赖，带动整体产业链升级转型。眼下，全球氢能行业正步入发展快车道，万亿级的市场发展前景也吸引众多行业玩家争先布局。我国在氢能应用场景上比较单一，应用示范主要集中在氢燃料电池商用车领域，如氢燃料电池公交车、物流车和有轨电车等。换句话说，氢能源汽车是当前氢能应用的主要场景，也是未来布局的重点方向。

氢燃料电池车异军突起？

█ 氢燃料电池优势提到氢燃料电池车，自然绕不开氢燃料电池。氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置。与干电池、蓄电池这种储能装置不同的是，氢燃料电池严格来说是一种发电装置，像发电厂一样把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。其优势在于：◇ 无污染氢燃料电池采用电化学反应，而不是燃烧（汽、柴油）或储能（蓄电池）方式，氢燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的（光伏电池板、风能发电等），那么整个循环就不产生有害物质排放。◇ 低噪声氢燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。◇ 高效率氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。

正是因为这些优势，燃料电池汽车是氢燃料电池应用的重要方向。和电动车相比，氢燃料电池车续航足、加氢快；和传统燃油车比，氢燃料电池车又具有节能减排的属性。可以说，氢能源汽车被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源汽车，开发氢能已引起各国的高度重视。此外，随着技术的进步，氢能汽车的核心部件燃料电池系统的成本正在快速下降。据统计，去年该成本已经降至3000元/kW，而今年更是降至2500元/kW左右，预计到2025年将进一步降至1000元/kW。这种下降趋势无疑为氢能汽车的普及奠定了坚实的基础。█ 市场观察借助政策东风，目前我国已启动燃料电池车示范应用，全国形成了“3+2”燃料电池汽车示范格局，区域燃料电池汽车产业及氢能基础设施建设初具规模。2022年，我国氢燃料电池汽车累计销量完成3367辆，同比增长112.3%。中商产业研究院预测，2023年我国氢燃料电池汽车销量将达4230辆。

数据显示，2022年，中国氢燃料电池汽车产量累计完成3626辆，完成了2021年全年产量的2.04倍。

截止至2022年，全球主要国家氢燃料电池汽车保有量为67488辆，中国占18.2%，保有量约为12306辆。《氢能产业发展中长期规划》指出，到2025年将初步建立较为完整的氢能供应链和产业体系，氢燃料电池汽车保有量约为5万辆。

从成本端来看，燃料电池系统在氢燃料电池汽车成本中占比超过60%，其次，储氢系统、DC/DC系统、动力电池成倍占比分别为15%、3%、3%。

未来，氢燃料电池汽车市场规模将会进一步扩大，加速推进绿色环保社会。氢燃料电池汽车行业将迎来重大发展机遇。█ 问题瓶颈氢能源汽车被称为终极新能源，是因为最终的排放物只有水。理论上氢燃料汽车确实比纯电动车更有优势，但实际上国际不乏很多反对的声音，在生活中也很难让消费者掏钱。原因主要集中在以下几点：◇ 目前并非真正的“零污染”虽然燃烧氢气不会产生尾气污染，但是生产氢气的过程，也会产生碳排放。我国目前的制氢方式，是以煤炭（63.54%）为主，天然气（14%）为辅的。也就是说把氢气造出来，本身还是要依赖煤炭、石油这些不可再生资源。参考中国氢能联盟的推测，可能到2060年，氢气才能算得上是真正的“环保”。◇ 储存和运输的安全性挑战氢气属于易燃气体，压缩之后非常危险。要保证其安全性，汽车上的氢气瓶至关重要。储氢瓶是氢燃料电池车中除了电池外占成本比例第二高的零部件，乘用车车载储氢瓶一般储存5kg左右的高压氢气，设计保证行驶里程500km，国外氢氧燃料汽车设计储氢压力一般采用70MPa，国内储氢压力一般为35MPa，且多采用金属材料，效率低下、体积庞大、质量惊人、成本极高，多用于公交车和货车等大型车辆。由于氢气储存困难，所以运输也很成问题，很难做到长距离运输，普及难度就更高了。◇ 配套设施仍需完善截至2022年底，我国已建成加氢站共310座，数量还远远不够。而且大部分加氢站只能加35Mpa的氢气，这种压力下Mirai的续航里程只有400多公里，比很多纯电车型还要低，只有加注70Mpa氢气才能实现长续航。同时，加氢站发展和运营模式不明确、加氢站土地供应不足和管理缺乏规范、氢燃料电池汽车加氢难与加氢站闲置率高并存、相关政策和金融支持不够等问题也都亟待解决。

氢能源电池领域阀门仍需尽早布局

█ 氢能阀门发展现状阀门作为开闭气态或液态氢管路、控制流向、调节和控制输送参数（温度、压力、流量等）的重要组件，是氢能产业链上必不可少的组件及零部件（视集成程度区分组件和零部件）产品。氢用阀门主要应用于三类场景：车载储&供氢系统、燃料电池动力系统、氢气制储运加系统。三类场景对阀门的要求各不同，阀门的侧重点同样区别较大。氢燃料系统涉及到的电液阀、比例阀，工作压力可以达到70mpa甚至150mpa。目前，这三类阀门在市场应用上存在一大共同点：以进口产品为主，国产率不高。从产业链看，储氢系统是氢能大规模商用的重要突破口之一。在氢燃料电池汽车应用方面，目前，量产氢能车采用的高压气态储氢系统中，罐体材料和碳纤维原料都已逐步国产化，但看似不起眼的瓶口加压阀门却成为“卡脖子”环节，相应的市场主要由加拿大、意大利和美国等国外公司占据。在车载供氢系统领域，国产氢能阀门的占比相对高一些，在20%-30%左右。原因在于国富氢能、上海舜华均有使用国产阀门，包括加氢口等结构简单的阀门产品国产化比例较高。但市场整体上主要还是由加拿大GFI、意大利OMB和美国Luxfer等公司占据。在燃料电池系统领域，国产氢能阀门的占比在10%-20%左右。部分头部燃料电池厂商在排氢阀、安全阀技术难度相对较低的环节已有在批量化应用国产产品；但多数中小型燃料电池系统厂商仍以使用进口产品为主，尤其是技术门槛较高的电磁阀产品。

█ 国内知名阀企氢能成果◇ 富瑞阀门富瑞阀门已经完成35MPa车用氢气集成瓶阀、加氢口、直通式止回阀、调压阀、过流阀、过滤器、安全阀、针型阀、球阀、比例卸荷阀的开发，同时70MPa的系列氢用阀门也已经研发出样品。2021年，富瑞阀门在氢能阀门的销量达到10000余件，占公司总营收的10%。◇ 神通新能源&江苏神通神通新能源已经完成70&35MPa车载氢系统阀门产品闭环，并已经完成年产能5万台阀门的产线建设，已向市场提供了数千只多瓶组氢系统阀门、100余套单瓶组氢系统阀门、100余套无人机瓶口阀门、10余套叉车氢系统阀门，还已成功向用户提供军工用燃料电池阀门、实验室阀门。国内氢能阀门企业摩拳擦掌，但这条国产化替代之路仍然面连着标准缺失、缺乏试错机会、整体批量化供应能力较弱、用户的信赖程度低等诸多挑战，相信在利好的行业前景和企业持续努力下，这一细分领域国产化局面会被完全打开。阀企可以从以下几个方面入手：◇ 技术研发：加强技术研发，提高阀门的核心竞争力。针对氢燃料电池的特点，重点研发高效、可靠、环保的阀门产品，以满足市场需求。同时，还需要不断跟进技术发展趋势，提高自身的技术水平。◇ 生产工艺优化：优化生产工艺，提高产品质量和生产效率。结合氢燃料电池领域的需求，对现有的生产工艺进行改进和优化，提高阀门的质量和性能，同时降低生产成本。◇ 深化产业链合作：加强与上下游企业的合作，深化产业链合作。与设备制造商、氢气供应商等企业建立紧密的合作关系，共同开发新产品，提高产品质量和竞争力。◇ 加强人才培养：加强人才培养，提高员工的专业素质和技术水平。通过内部培训、引进人才等方式，培养一批具备专业技能和知识的人才，为企业的长远发展提供支持。◇ 关注政策动向：关注政策动向，把握政策机遇。了解国家和地方政府的政策支持和鼓励方向，积极参与相关项目和示范工程，争取政策支持。▼随着政策的不断出台，将更加推动氢能行业发展，进而促成产业化效应。未来，氢燃料电池汽车市场规模将会进一步扩大，加速推进绿色环保社会，带动产业上下游协同发展。氢能阀门也将厉兵秣马，蓄势待发。

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出品 |《阀门》期刊参考资料 | 经济观察报《0.1%到20%：布局万亿级氢能市场》、中国科学技术发展战略研究院《我国氢能源汽车产业发展的关键问题及对策》、《2023年中国氢燃料电池汽车行业市场前景及投资研究报告》、能源咨询

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