氢燃料电池是是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置,具有高效率、环境友好、能源安全、可靠性高等特点。

根据电解质的不同,氢燃料电池有以下分类:

  • 碱性燃料电池(AFC)

  • 质子交换膜燃料电池(PEMFC)

  • 直接甲醇燃料电池(DMFC)

  • 阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)

  • 磷酸燃料电池(phosphoric acid fuel cell,PAFC)

  • 熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell,MCFC)

  • 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)
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其中质子交换膜氢燃料电池是目前氢能行业关注重点,它采用质子交换膜(全氟化磺酸膜或者部分氟化的磺酸型质子交换膜)作为电解质,可在室温快速启动,并可按负载要求快速改变输出功率,被应用于商用车、乘用车、轨道交通、船舶、无人机、叉车、固定式发电等领域。
 
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一、  商用车

氢燃料电池在商用车的应用主要有中卡、重卡、物流车、冷藏车、城市公交等,这些商用车多数集中行驶在固定路线上,沿途配套加氢站可快速建造完成投入,目前已经有不少示范运营案例。
2022年12月30日,搭载武汉众宇动力系统科技有限公司(下称众宇)氢燃料电池系统的首批50台氢能源通勤车正式交付武汉铁龙通勤汽车服务有限公司(下称铁龙通勤),投入商业通勤服务。
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2022年12月21日,搭载国鸿氢能燃料电池系统的飞驰燃料电池重卡再次交付荣程新能(天津)氢能科技有限公司,总数达到70辆。
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2022年9月,上海燃料电池网约车正式投入运营,80辆上汽大通MAXUS MIFA 氢上线享道出行平台,市民们可通过享道出行APP下单,选择“商务型”用车,便有机会尝鲜全新氢能源车安全、舒适的绿色出行体验。
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2022年9月23日,由国氢科技配套,联合长沙中联重科环境产业有限公司、东风商用车开发的首批17台氢燃料电池环卫车正式交付佛山南海。
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还有更多案例,篇幅有限,就不一一列举。总而言之,氢燃料电池在商用车上的应用是先锋,一方面验证氢燃料电池应用可行性,另一方面通过实际应用案例来改进相关技术工艺。
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氢能洒水车,清极能源
 
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燃料电池保温车,爱德曼能源
 
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五菱荣光氢能轻卡(N350PLFC),佛山仙湖实验室
 

二、  乘用车

 

与商用车不同,氢燃料电池乘用车虽然有着巨大的市场发展潜力,但相关配套基础设施(如加氢站)还没有大规模建造,加上氢燃料电池技术亟需进一步完善,距离产业爆发还有一段时间,目前量产的乘用车案例有丰田 Mirai 和现代 NEXO,上汽、广汽、一汽、长安等国产车企均已加码布局氢燃料电池乘用车。
 
表 氢燃料电池乘用车主要车型
车型
推出时间
量产与否
续航里程
系统功率
注氢时间
丰田 Mirai 一代
2014年
已卖超过1万辆
600km
-
3-5分钟
上汽荣威950Fuel Cell
2014年
未量产
400km
-
-
本田 Clarity
2015年
于2021年因销量不佳停产
750km
130kW
3分钟
奔驰 GLC F-CELL
2017年
未量产
478km
155kW
3 分钟
现代 NEXO
2018年
已卖超过2万辆
596km
95kW
5分钟
格罗夫(格兰尼)
2019年
未量产
1000-1200km
-
3分钟
丰田 Mirai 二代
2020年
2021年销量有5918台
850km
128kW
3分钟
上汽大通MAXUS EUNIQ 7
2020年
未量产
650km
150kW
5分钟
广汽Aion LX Fuel Cell
2020年
未量产
650km
150kW
3-5分钟
东风氢舟(AX7-FCV)
2020年
未量产
500km
80kW
3分钟
海马7X-H
2020年
未量产
800km
120kW
3-5分钟
宝马 iX5 Hydrogen
2021年
未量产
500km
275kW
3-4分钟
上汽通用五菱
2021年
未量产
-
140kW
-
一汽红旗H5-FCEV
2021年
计划明年 9 月量产,年产能 8 万辆
520km
140kW
-
长安深蓝SL03
2022年
2022年7月底正式上市
730km
160kW
3分钟
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丰田 Mirai
 
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现代 NEXO
 
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上汽通用五菱氢能SUV(RS-7 Fuel Cell-Ⅱ),佛山仙湖实验室
 
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东风氢舟AX7,佛山仙湖实验室
 

三、  固定式发电

 

固定式发电已经成为了燃料电池企业瞄准的除车用以外的重要应用领域。
风氢扬、清能股份、重塑集团、氢璞创能、清极能源、鲲华科技、高成绿能、国鸿氢能、氢途科技、明天氢能、氢蓝时代、爱德曼等企业在燃料电池固定式发电的布局探索明显加速。其中不少企业已经正式推出固定式发电新品,部分产品开启了示范应用。
 
2022年12月,重塑集团携手正泰氢能联合发布兆瓦级氢能电站产品。
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2022年8月1日,国鸿氢能固定式燃料电池发电系统在榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心成功运行。
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四、  无人机

 
目前氢燃料电池在无人机上的应用主要是工业级无人机,拥有比传统锂电更长的续航时间,以及零污染零排放、震动噪音小、能源补充速度快等优点,适用于基础设施巡检、广域测绘、应急搜救、公共监督、矿山运营、农业、畜牧业、物流配送等大范围长时间作业场景。
 
氢能无人机的参与企业包括斗山创新、科卫泰、氢航科技、众创新能源、新研氢翼、科比特、众宇动力、国电投氢能、济美动力、暗流科技、攀业氢能、大疆等。
 
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大疆Mavic 3定制版和Air 2定制版,可选氢燃料电池
 
质子交换膜氢燃料电池应用大全​无人机AD-X1 | 图源暗流科技
 
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五、  轨道交通

 

2022年,上海、成都、内蒙古、苏州等地接连传出氢能轨道交通相关项目。
 
地区
参与企业
氢能轨道交通应用
成都
中车长春、成都轨道集团
12月28日,全球首列氢能源市域列车在成都下线。
苏州
中车南京、苏州中车
12月23日,中运量氢动力数字轨道胶轮电车在苏州高新区太湖科学城功能片区成功下线。
上海
中车南京、国鸿氢能
9月28日,5辆中运量氨动力数字轨道胶轮电车正式交付。
内蒙古
国家电投内蒙古公司
6月23日,内蒙古锦白铁路700kW氢燃料电池混合动力机车运用考核通过项目评审,自2021年700kW氢能机车上线试运行以来,目前已安全运行超20000多公里。
 
2022年12月28日,全球首列氢能源市域列车在成都下线。
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2022年12月23日,中运量氢动力数字轨道胶轮电车在苏州高新区太湖科学城功能片区成功下线。
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2022年9月28日,5辆中运量氢动力数字轨道胶轮电车正式交付。图源:临港集团
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2022年6月23日,内蒙古锦白铁路700kW氢燃料电池混合动力机车运用考核通过项目评审。
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六、  两轮车

 

氢能摩托、氢能自行车等氢能两轮车贴近消费者生活、市场规模大、试错成本较低,是重要的氢能应用方向。国内拓展这一领域的代表企业有永安行、畔星科技、九号公司、宗申氢能、攀业氢能、安泰创明研究院等。
 
2022年9月28日,永安行推出国内首款大规模量产的民用型氢能自行车Y400。
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2022年10月1日,攀业氢能的氢能共享自行车在佛山市丹灶仙湖度假区正式试运营“上岗”。
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七、  船舶

 

在相关政策的推动下,氢燃料电池在船舶上的应用也备受青睐。根据交通运输部水科院的数据和专家预计,2025年氢燃料电池系统改造船数量和新建氢燃料电池船舶数量分别约400艘和200艘,氢燃料电池系统市场规模将达到200亿元。
 
2022年12月14日,大连化物所与大连云海创新科技有限公司合作研制的氢燃料电池无人船试航成功。
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2022年11月,江龙船艇建造的中国长江电力股份有限公司氢燃料电池动力工作船“三峡氢舟1号”成功完成合拢。
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八、  叉车

 

与传统叉车相比,氢燃料叉车在工作效率、环保性、节约时间、冷库作业适应性等方面具有明显优势,能够满足物流、仓储、冷链等多种场景的应用需要。
 
目前国内相关布局企业有:杭叉集团、新氢动力、国氢科技、亿华通、神力科技、翼迅创能、安徽合力、明天氢能、国鸿氢能、德国永恒、氢晨科技、浙江蓝能、巴拉德等等。
 
2022年5月,明天氢能与安徽合力合作开发的3.5T燃料电池叉车成功下线。
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2月24日,由翼迅创能、美锦能源、国鸿氢能、德国永恒力联合开发的首批氢燃料电池叉车FOBOT-F3011在青浦综保区顺利交付于上海启攀供应链管理有限公司。
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以上就是关于氢燃料电池应用的整理,可以看到,鉴于氢能的清洁属性,燃料电池的应用具有非常大的能源安全意义,除了商用车、乘用车等车类应用,还被应用于无人机、船舶、轨道交通等领域。
 

原文始发于微信公众号(艾邦氢科技网)

大家好,艾邦氢能源技术网(www.htech360.com)的微信公众号已经开通,主要分享氢燃料电池堆(双极板,质子膜,扩散层,密封胶,催化剂等),储氢罐(碳纤维,环氧树脂,固化剂,缠绕设备,内层塑料及其成型设备,储氢罐,车载供氢系统,阀门),制氢,加氢,氢燃料汽车动力系统等相关的设备,材料,配件,加工工艺的知识。同时分享相关企业信息。欢迎大家识别二维码,并通过公众号二维码加入微信群和通讯录。 艾邦氢能产业链通讯录,目前有2200人加入,如亿华通、清极能源、氢蓝时代、雄韬、氢牛、氢璞、爱德曼、氢晨、喜马拉雅、明天氢能、康明斯、新源动力、巴拉德、现代汽车、神力科技、中船712等等,可以按照标签筛选,请点击下方关键词试试 资料下载:

作者 808, ab