扫码打开虎嗅APP
目前,氢能行业还处在“漫漫长夜待黎明”的状态,氢能行业技术线路并不明确,能够通过氢能业务支撑起一家公司主营的企业并不多,拥有成熟技术和具备实力的企业也更是寥寥无几。但如今,不管是从政策引导、到各大央企布局氢能源,还是从各路资金摩拳擦掌,到资本市场的闻风而动,都表明新能源这一场盛宴氢能不会缺席。
氢能产业链中的关键技术详解。
1、混合气体的变压吸附技术(PSA)
变压吸附的基本原理是:在氢能源制取过程中,利用吸附剂对气体的吸附有选择性,即不同的气体(吸附质)在吸附剂上的吸附量有差异和一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随压力变化而变化的特性,实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。市场上做PSA的公司如昊华科技。昊华科技以及美国UOP、德国LINDE是全球三大PSA技术供应商。不过昊华科技该项业务的占比不高,根据披露数据,2020年上半年仅为15.78%。
2、氢能源储存加注-隔膜压缩机
隔膜压缩机是气体压缩领域最高级别压缩方式,PPI隔膜式压缩机是两个系统的结合——液压油系统和气体压缩系统,通过金属膜片将两个体系的完全隔离开。海外生产隔膜压缩机企业包括美国PDC,PP等。
北京天高自主生产隔膜压缩机已应用于国内近10个加氢站项目,产品已达到100MPa水平。相比较而言,国内设备在隔膜(金属膜)使用寿命、设备故障率等方面较国外设备性能差,但优势是国产设备的性价比和售后服务能力,此外国产化替代可将压缩机设备成本降低超过50%。
3、燃料电池发动机
燃料电池发动机系统主要由燃料电池发动机、电压变换器(DC/DC)、车载氢系统等构成,其中燃料电池发动机主要部件包括电堆、发动机控制器、氢气供 给系统、空气供给系统等。相较于传统燃油车或纯电动汽车动力系统,燃料电池发动机系统结构较为复杂(图二)。
电堆是发动机系统的核心部件,由于单个燃料电池输出功率较小,实践中通过将多个燃料电池单元以串联方式层叠组合构成电堆来提高整体输出功率。因此,电堆是由双极板与膜电极交替叠合,各单体之间嵌入密封件,经前、后端板压紧后用螺杆拴牢,构成的复合组件(图三)。
燃料电池电堆中的氢气和氧气发生电化学反应生成水,在这一过程需要催化剂进行催化。燃料电池的阴极和阳极使用的催化剂主要以铂金为主。而铂金是稀有金属,在地壳中的含量很低。如果燃料电池大规模应用,势必推高铂金价格,进而导致成本上升。