我国氢能技能发展

在碳达峰、碳中和国家战略下，氢动力位置逐渐进步，现在我国已根本构成氢能研制、制备、储运、运用等完好工业链，但现阶段制氢、储运、供氢等方面还有许多技能问题需求处理，用氢本钱也处在较高水平，影响了氢能工业展开。

一、绿氢制取技能

现在电解水制氢首要有碱性（ALK）电解、质子交流膜（PEM）电解、阴离子交流膜电解（AEM）电解、固体氧化物（SOEC）电解这四种技能道路，依据各自技能特色以及商业化运用程度，碱性电解水制氢道路及PEM电解水制氢将是未来与可再生动力结合的干流电解水制氢工艺道路。

碱性电解。该技能已完结大规划工业化运用，国内要害设备首要功能指标均挨近国际先进水平，设备本钱低，单槽电解制氢量较大，适用于电网电解制氢。

PEM电解。该技能国内较国际先进水平距离较大，体现在技能老练度、设备规划、运用寿命、经济性等方面，国外已有通过多模块集成完结百兆瓦级PEM电解水制氢体系运用的项目事例。其运转灵活性和反响功率较高，可以以最低功率坚持待机形式，与波动性和随机性较大的风电和光伏具有杰出的匹配性。

AEM电解。该技能将传统碱性液体电解质水电解与PEM水电解的长处结合起来，现在国内外尚处于研制完善阶段。现阶段的研制集中于碱性固体聚合物阴离子交流膜与高活性非贵金属催化剂。

SOEC电解。该技能的电耗低于碱性和PEM电解技能，但没有广泛商业化，国内仅在试验室规划上完结验证演示。因为SOEC电解水制氢需求高温环境，其较为合适发生高温、高压蒸汽的光热发电等体系。

现在来看，碱性电解槽本钱较低，经济性较好，市场份额较PEM电解槽高一些。不过跟着燃料电池技能的不断老练，质子交流膜国产化的不断加快打破，长时间来看，PEM电解槽的本钱和市场份额将逐渐进步，与碱性电解槽挨近相等，并依据各自与可再生动力电力体系的适配性运用在光伏、风电范畴。

图表 1 四类电解水制氢比照

来历：清华大学，国家发改委，氢启未来网剖析

二、氢贮存技能

氢气体积能量密度极低，且极易燃爆，如何将涣散在各地的氢气高效配送到加氢站，进步储运功率和氢气质量是氢能工业规划化展开的严重瓶颈。安全、高效、廉价的氢储运技能将成为完结氢能商业化运用的要害。现在首要的储运氢材料与技能有高压储氢、液体储氢、金属氢化物储氢、有机氢化物储氢等。高压气瓶储氢有三型瓶和四型瓶，三型瓶我国现已国产化了。我国正在研讨四型瓶，现在正在攻关瓶的组合阀，如果能成功我国就可以选用70兆瓦的加氢体系。

图表 2 首要储氢方法比照

材料来历：国联证券，氢启未来网剖析

三、氢运送技能

尽管氢的运送方法很多，我国氢运送首要通过气氢长管拖车、气氢管道和液氢罐车展开运送。其间，高压长管拖车技能较为老练，是当时干流的运氢方法；远距离管道输氢技能尚在试验阶段，管道材料焊接点易走漏和氢脆、氢腐蚀的瓶颈一旦有所打破，其重要性将逐渐进步；而液氢罐车运送因为液化能耗和本钱高、设备要求高级原因，现在仅用于航天及军事范畴。

图表 3 不同运氢方法比照

材料来历：国联证券，氢启未来网剖析

四、氢加注技能

加氢站是氢动力工业上游制氢和下流用户的联络纽带，是工业链的中心。现在我国加氢站首要设备依靠进口，要害技能国产化进程有待加快。典型的外供氢的高压气氢加氢站出资组成中，除掉土建，设备费用占有最大份额，首要是压缩机、储氢瓶、加氢和冷却体系，因为国内缺少老练量产的加氢站设备厂商，进口设备推高了加氢站建造本钱。

氢气压缩机。将氢源加压注入储气体系的中心设备，输出压力和气体关闭功能是其最重要的两个功能指标。现在，各种类型的压缩机都有运用。隔阂式压缩机的技能难度远高于惯例压缩机。

高压储氢罐。高压储氢罐是加氢站储气体系的储氢容器，储气压力是其首要技能指标。加氢站高压储氢罐首要选用碳纤维复合材料或纤维全环绕铝合金制成的新式轻质耐压内胆，外加可吸收冲击的巩固壳体。

氢气加注机。为燃料电池轿车加注氢燃料的中心设备，加注压力是其首要参数。未来的展开方向在于加注体系的智能化和安全性的进步。

五、燃料电池技能

燃料电池体系由燃料电池组和辅佐体系组成。燃料电池堆是中心部件，它将化学能转化为电能为轿车供给动力。燃料电池体系除燃料电池堆外，还有四个辅佐体系：供氢体系、供气体系、水办理体系和热办理体系。据国联证券研讨，比照国内外燃料电池电堆，国内电堆在中心材料与要害技能方面仍存在短板，也是形成燃料电池电堆本钱居高不下的首要原因，其间膜电极层三大要害材料 P/t 催化剂、质子交流膜、碳纸首要依靠进口，国产材料尚无法满意高功能燃料电池电堆运用需求；集流体双极板方面，石墨双极板通过多年开发已与国外技能水平适当，但低本钱、轻浮的金属双板开发仍为空白。

图表 4 燃料电池电堆材料要求及应对技能

材料来历：国联证券，氢启未来网剖析