氫燃料電池優(yōu)勢及產業(yè)鏈分析

　　氫燃料電池優(yōu)勢及產業(yè)鏈分析
　　氫燃料電池，即使用氫氣作為燃料，利用電解水的逆反應產電的一種燃料電池，是目前發(fā)展最好的燃料電池。
　　其工作原理即：將氫氣送到電池的陽極板，通過催化劑的作用，氫原子變成一個正電荷的氫離子和一個負電荷的電子，其中氫離子通過電解質到達陰極板，而電子不能通過電解質，而只能通過外部電路形成電流。電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水。
　　氫燃料電池陰極板供給的氧可直接從空氣中獲得，因此僅需不斷給陽極板供應氫氣并及時把水帶走，氫燃料電池就可以不斷提供電能。相對于其他能源，氫燃料電池的發(fā)電過程無污染，能量轉換效率更高，且其燃料氫氣來源廣泛，可再生。
　　1、零污染
　　燃料電池屬于清潔能源的一部分，由于其反應過程就是無污染的水反應，反應過程不會產生污染物，其主要污染物來自于燃料，可能存在氮氧化物等污染。相對于普通火力發(fā)電的空氣污染以及傳統(tǒng)電池的重金屬污染而言，燃料電池對環(huán)境的污染程度遠遠降低。而氫燃料電池，其燃料為純凈無污染的氫氣，相對其他燃料而言，廢氣中也不存在污染物。可以說，氫燃料電池就是一個能真正實現(xiàn)零污染的環(huán)保能源。

　　2、高效的能量轉換效率
　　燃料電池的發(fā)電效率也處于較高水平。在各種發(fā)電方式中，傳統(tǒng)火力發(fā)電效率在30%左右，遠低于燃料電池平均的40%-60%效率。而在汽車領域的應用中，燃料電池的效率可達60%，也高于目前汽車普遍使用的內燃機效率。總體而言，燃料電池的能量轉換效率在其類似替代能源中都處于較高水平。
　　3、易于獲得燃料
　　氫是宇宙中最常見的元素，氫及其同位素占到了太陽總質量的84%，宇宙質量的75%都是氫。氫分子在地球上不是以天然的氣體存在，大部分氫結合氧存在水中，可以說水資源在一定程度上代表了氫能的儲存量。
　　制氫的能源和燃料可以來自多種來源例如天然氣、核能、太陽能、風力、生物燃料、煤礦、其他化石燃油、地熱。目前氫氣主要是作為一種中間產品而生產的。主要是由化石能源天然氣（CH4）、原油（烴）或煤等原料，與水蒸汽在高下經蒸汽轉化法、部分氧化法、煤氣化法等工藝生成。
　　氫燃料電池主要包括電池組件和燃料兩個部分。因此其上游主要是氫氣供應以及電池零組件。氫氣供應部分主要是為燃料氫氣而準備的，主要流程包括氫氣生產、輸送和充氣機。而電池零組件部分則主要生產燃料電池組、氫氣存儲設備和配件。中游則是將上述組裝，形成一個完整的可投入使用的燃料電池系統(tǒng)，每種系統(tǒng)構成都依據(jù)其不同的應用領域而有所不同。下游的應用板塊則主要包括了固定、交通運輸和便攜式三個主要領域。
　　產業(yè)鏈的核心在于中游的燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)的組成必定要對應下游的應用，而在燃料電池系統(tǒng)中，燃料電池模塊是最為重要的。一般燃料電池由電解質、催化劑和雙極板構成，在這三者中，催化劑的有無對燃料電池成本的影響最為巨大。對于PEMFC來說，由于其使用昂貴的鉑族金屬作為催化劑，其價格一直居高不下，可以說，催化劑是燃料電池價格的決定性因素之一。另一個重要的決定因素這是電解質，不同技術類型的燃料電池堆電解質的要求不同，不同的電解質的價格也會有所不同，并最終對燃料電池價格產生影響。
　　固定領域引領氫燃料電池市場
　　氫燃料電池早在20世紀60年代就因其體積小、容量大的特點而成功應用于航天領域。進入70年代后，隨著技術的不斷進步，氫燃料電池也逐步被運用于發(fā)電和汽車。現(xiàn)如今，伴隨各類電子智能設備的崛起以及新能源汽車的風靡，氫燃料電池主要應用于三大領域：固定領域、運輸領域、便攜式領域。
　　2012年，全球燃料電池系統(tǒng)的出貨量近3萬臺，同比增長約34%，相對2008年增長超過321%。而在其中，固定式燃料電池的增長最為顯著，從2008年的2000臺迅速上升至2012年的2.5萬臺。交運用燃料電池的發(fā)展則相對平穩(wěn)，在未來其發(fā)展的主要看點集中在輕型燃料電池電動汽車數(shù)量的增加和物料搬運設備市場的大幅增長。
　　在三個主要領域中，便攜式領域的發(fā)展幾乎處于停滯狀態(tài)，即使目前已有許多公司陸續(xù)推出手機用氫燃料電池，但就整體而言，該類產品的商業(yè)化尚未得到實現(xiàn)，未來發(fā)展還需很長時間。日本富士經濟公司針對產業(yè)和商業(yè)、家用、燃料電池車、叉車等驅動、便攜和應急以及便攜終端6個領域進行了調查，預測稱到2025年，全球市場總計將達到51843億日元，相當于2011年的74.2倍。
　　單就氫燃料電池產業(yè)來講，根據(jù)工研院IEK的統(tǒng)計，2011年全球氫能與燃料電池市場規(guī)模為10.3億美元，較2010年6.7億美元成長54%。日本日經bp清潔技術研究所日前發(fā)布的《世界氫能源基礎設施項目總覽》顯示，到2015年預計包括液化氫基地、管道、固定式燃料電池以及燃料電池車在內的全球氫能源基礎設施市場規(guī)模只有7萬億日元左右，但在2015年以后，氫能源基礎設施市場開始緩慢增長；而在2020年以后該市場會呈現(xiàn)加速增長態(tài)勢，到2025年，氫能源基礎設施家用市場的規(guī)模將超過商用。也正因為如此，在到2025年的5年內，該市場規(guī)模將實現(xiàn)倍增，預計達到約20萬億日元；到2050年將達到約160萬億日元（約合1.56萬億美元）。