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2016年氢能现状及发展趋势分析
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当前时间： 13:18:09氢能电池是终极目标 挖掘产业链上下游受益公司
证券市场红周刊
　　随着市场对新能源车主题的不断深挖，细分领域也被带火，本周做动力电池的材料氢能源再次被资金关注。(,)、(,)、(,)都有不俗的表现。在消息面上，通用、福特、现代等大汽车厂商均表示计划推出氢燃料电池汽车，而我国也在大力推进氢燃料电池的产业化和市场化。
迅速了解个股压力支撑位，买卖点…
　　氢能电池是终极目标
　　新能源车在我国正逐步推广，在目前的新能源车动力市场中，依然是锂电池的天下，而且未来很长时间依然是电动车的主要方向，但由于氢能源特有的优势有望后来者居上。(,)新能源车的研究报告称氢燃料电池是新能源车的“终极目标”。
　　锂电池和氢燃料电池相比较，锂电池的优势在于更安全、成本更低；而氢燃料电池充电时间更短、能量密度更高。另外，从可持续发展与环保角度看，全球都在推动新能源或可再生能源逐步代替资源有限且对环境产生污染的化石能源。而氢能是最干净的能源。从原理上讲，氢燃烧的产物是水，氢又可以由水制取，水又是地球上最为丰富的资源。这就充分演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。氢燃料适用范围广，并且已经成功应用于宇宙飞船和火箭的发射。当前，氢能源的提炼成本跟汽油相当，这为它替代石油改变未来能源格局提供了经济价值基础。
　　氢能的优越性为进一步推广氢动力车加码，多家汽车巨头进军该领域为氢燃料电池行业勾勒出一幅美好蓝图。今年年初，丰田公司就透露，将于明年量产氢燃料电池汽车，并率先登陆美国。目前，美国加州政府已批准2亿，资助2015年新建约20家加氢站，并计划在2024年扩大至100家。
　　由于可持续发展的需要，氢能源的发展在我国也受到支持。十二五期间，部预算将投入2亿多元用于氢燃料电池汽车研发。这2亿元并不是一个非常庞大的数字，但在国家的引领下，相关企业增加研发投入是推动我国氢燃料电池产业发展的根本动力。目前，中国氢能与燃料电池协会正在筹备中，首个达到产业化规模的氢燃料电池生产项目大连能源科技中心项目正式启动。
　　随着全球掀起氢能源浪潮，氢能源的市场在不断扩大，氢燃料电池成本也在不断下降（图1）。据日经BP清洁技术研究所的预测，全球氢基础设施的市场规模将从2015年的7万亿逐步上升至2030年的约160万亿日元。其中规模最大的是固定式燃料电池和燃料电池车，两者都将于2030年左右达到全面普及水平（见图2）。
　　寻找掌握核心技术的公司
　　在锂电池概念被市场挖掘后，市场转而寻求其他的清洁能源概念，氢燃料自然成了一个非常不错的选择。目前国内对氢燃料电池的关注度正逐渐提高，同特斯拉产业链主题投资一样，在二级市场供应氢燃料电池所需的正负极、电解质、催化剂等材料的公司如华昌化工、贵研铂业股票出现大幅上涨。分析人士指出，寻找在产业链掌握核心技术的公司是选股的关键。
　　我国氢燃料电池领域掌握技术领先的公司主要有中科同力化工材料有限公司和新源动力股份有限公司，但是由于这两家公司均未上市，因此只能退而求其次寻找这两家公司股东中的上市公司，这些公司有望间接受益氢燃料电池行业的发展。
　　中科同力由中国科学院上海有机化学研究所、上海(,)实业股份有限公司以及上海神力科技有限公司等投资者共同组建。其中上市公司同济科技持有中科同力36.23%的股份。
　　中科同力主营业务是研制和生产氢燃料电池汽车核心部件质子膜，质子膜氢燃料电池已经由同济大学研制成功并投放市场。中科同力另一个大股东上海神力已也是中国领先的氢燃料电池技术研发与产业化规模最大的高科技公司，拥有完全自主知识产权的氢燃料电池技术。上市公司中(,)、(,)分别持有上海神力31.04%和5.23%的股权。
　　新源动力股份有限公司主要从事质子交换膜氢燃料电池及组件的研制生产，公司是目前国内燃料电池领域规模最大的企业。上市公司(,)、(,)、(,)和(,)分别持有新源动力34.2%、9%、8.1%和3.4%的股权（见附表）。
　　挖掘产业链上下游受益公司
　　氢燃料电池产业链包括上下游的氢气供应企业、电解质和催化剂企业和氢燃料电动车生产的整车企业。
　　在这轮以氢燃料为主题的投资标的中，作为氢气供应的华昌化工表现抢眼。氢气在存贮和运输过程中一直是非常重要的课题。华昌化工的产品硼氢化钠就是一种可能的贮氢材料，其单位质量的释氢量非常高，储运使用安全。未来公司有可能作为氢燃料电池的即时供应源。
　　此外，氢燃料的电解质供应企业(,)和(,)，除了有氢能的投资主题，还受益于近期多种化工产品涨价的利好，股价表现也非常不错。
　　在目前的氢燃料电池中，有两类需要使用铂作为催化剂。贵研铂业作为生产铂金属的主要上市公司股价走势一直保持向上的态势，未来公司也有望从氢燃料电池中受益。除了氢能概念，公司还有尾气治理、沪港通、新材料等概念。
　　在氢燃料的整车领域，国内也已经有所突破，并以金龙汽车和上汽集团两家公司为代表。
　　金龙汽车是我(,)客车领域的代表。早在2005年其子公司苏州金龙就开发出KLQ6118GH氢燃料电池城市客车。2008年，苏州金龙又与清华大学合作开发了新一代燃料电池城市客车KLQ6129GH。但目前公司的氢燃料电池客车仍处于研发试制阶段，尚未达到大规模商用的条件。“没有大规模的商用，跟外部配套环境有关，最主要的就是加氢站的建设没跟上。”金龙汽车证券部的工作人员在接受本刊记者采访时说，“现在国家充电桩的建设还没有形成规模，更别说是加氢站的建设了。目前给公司带来业绩的还是传统的客车、混合动力车和锂电动力车。”
　　上汽集团旗下的上海汽车曾为世博会提供了970辆新能源汽车，其中就包括氢燃料电池车。公司还利用别克GL8平台，与通用汽车合作研发了“凤凰”燃料电池汽车。目前，公司已经有5辆氢燃料电池汽车正在试验当中，预计下半年将增至20辆。
（责任编辑：王立广）
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氢能有哪些神奇的作用？
知识点：氢能，指的就是以氢以及其同位素为主体的反应中释放出来的能量，包括氢核能与氢化学能。
初中的化学课上，我们学到，氢位于元素周期表之首，它的原子序数为1，是所有原子中最小的。在常温常压下，氢为气态；而在超低温、高压下，它又化身为液态。
氢能，指的就是以氢和其同位素为主体的反应中释放出来的能量，包括氢核能与氢化学能。氢能是一种清洁的新能源，也是一种可再生能源，其利用途径和方法很多。
首先，航空事业中需要氢能作为燃料。早在第二次世界大战期间，氢就被用作某些火箭发动机的液体推进剂。液氢和液氧是火箭推进系统中优越的高能燃料组合。我国的神舟火箭中使用的燃料，就有液氢和液氧。
其次，氢能还可以作为各种交通工具的燃料，比如家用汽车、火车、轮船，等等。早在上个世纪80年代左右，世界上便研发出了氢能汽车。由于使用氢能作为主要燃料，氢能汽车排放的尾气主要成分是水蒸气，因此它对环境的污染非常小，而且噪声也比较低。这种类型的汽车，特别适用于行驶距离不太长而人口又较为稠密的城市、住宅区以及地下隧道等地方。
另外，氢能还能用在各个家庭之中。氢能进入家庭，既可以当作燃料使用，又可以通过氢燃料电池发电供家庭取暖、空调、冰箱和热水器等使用。氢是一种理想的清洁燃料，但现在还没有完全解决其储存以及安全使用的问题，因此，将其运用在家庭当中，还需要一段时间的研发。
由于氢能是通过一定的方法利用其它能源制取的，而不像煤、石油和天然气等直接从地下开采，因此，它是一种二次能源，但也是最具发展潜力的清洁能源。
本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处
作者： 蝌蚪君
[责任编辑: 宋金玉]
燃料,火箭,能源中国储能网讯：《储能产业研宄白皮书》从第一版开始，持续保持着对新兴、热门技术的跟踪与分析。 本版白皮书挑选了氢能产业、天然气存储、钠系电池为大家详细介绍。
另外，随着储能技术的实际应用越来越多，其相关标准，特别是一定应用场景下储能的应用标准，对储能的推广意义重大。《储能产业研究白皮书2012》对国内外储能的标准化工作做了详细的分析，本版白皮书将就这一部分内容进行更新，并对中关村储能产业技术联盟在储能应用标准方面做得努力进行总结。
一、氢能产业简述
在2014版白皮书的技术分册中，我们曾对氢能产业的定义、特点、发展历程、全球格局以及主要的制氢、储氢、输氢、用氢技术进行过介绍。本部分将在2014版白皮书的基础上全面梳理氢能产业链、讨论氢能和燃料电池的主要应用领域、分析中国氢能产业的发展状况及支持政策。
1.氢能产业链概述
氢能产业链涉及制氢、储氢、输氢和用氢等多个环节，经过多年发展，目前呈现出以下主要特点:
氢能领域的企业主要集中于制氢和燃料电池领域，且除传统大型工业气体生产企业，氢能领域的公司多成立于最近10年;
在制氢和氢气供应方面,天然气重整制氢是大型工业气体公司生产供应氢气的主要方式，电解水制氢是分布式现场制氢的主要技术;
在氢气的运输和存储方面，氢气的储存方式决定其输送方式。高压储罐、以气体方 式进行储存和运输，是目前运用最多的方式，管道输氢项目开展较少，固态储氢技术大多处于研发阶段。另外，专门开展储氢、输氢业务的公司很少;
在用氢方面，燃料电池是氢能利用的主要方式，化工领域是氢气的最大消耗部门，但氢气仅作为化工原料使用，并不属于氢能的范畴;
在氢气-天然气综合利用方面，注入燃气管网(Power-to-Gas)和加氢天然气燃料两种方式是探索可再生能源大规模制氢之后氢气长距离输送和就地消纳的有效尝试。
成本和寿命是氢能产业链各环节发展面临的共同问题。未来随着可再生能源的大规模接入和制氢技术的发展，利用清洁的风能、太阳能，高效、安全、大规模地制取氢气将成为可能，氢气有望扮演起能源储存媒介的角色，以氢气为基础的能源体系将获得更大的发展空间。
2.氢能和燃料电池的应用领域
燃料电池已经成为氢能清洁利用的最主要方式，在2014版白皮书中，我们曾分析了燃料电池的三大应用领域，便携式应用、固定式应用和交通运输应用。本部分我们将详细介绍各种应用的市场发展状况。
(1)燃料电池的固定式应用
燃料电池固定式应用是指燃料电池作为发电设备为数据中心、商业楼宇、工业企业、居民住宅建筑以及大型发电站提供清洁、可靠的电力和热力能源供应。主要有燃料电池备用电源、燃料电池微型热电联产系统、分布式燃料电池热电联产电站三种形式。
固定式应用是全球燃料电池装机规模最大、增长速度最快的领域。根据DOE《2013燃料电池技术市场报告》(《2013 Fuel Cell Technologies Market Report》)的数据统计，截至2013年,燃料电池固定式应用的装机规模已经超过150MW,占到燃料电池总装机规模的近90%。
(2)燃料电池交通运输应用
在交通运输领域，燃料电池有广泛的应用，主要包括乘用车、公交车、物料搬运设备、冷藏车、机场牵弓{车和摆渡车、小型飞机船舶的辅助动力装置(APU)等。其中，以燃料电池为动力的物料搬运设备己经实现了商业化;2014年12月，丰田率先推出了世界首个燃料电池汽车车型&Mirai&;全球其他大型汽车制造商，例如现代等，也正在加快燃料电池乘用车辆商业化推广的步伐。
目前,充分配套的加氢设施和政府支持补贴政策仍然是决定燃料电池汽车布场化水平和时间的关键因素。
(3)燃料电池便携式应用
燃料电池便携式应用是利用燃料电池为小型移动及便携式设备提供电能,应用领域包括燃料电池盒、军用野战设备电源、小型燃料电池充电器、电子设备电源、燃料电池玩具、远程遥控设备电源、工业辅助动力单元(APU)等。
质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料电池(DMFC)是目前燃料电池便携式应用的主要技术解决方案，其面临的主要竞争对象为锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等储能电池。
由于尚未找到明确的市场定位和商业模式，在与锂离子电池、铅酸电池等的竞争中不具优势，燃料电池便携式应用的发展十分缓慢，目前商业化产品和市场规模仍然有限。
3.中国氢能产业发展状况及支持政策
(1)中国氢能产业政策
中国政府尚未出台专门针对氢能产业的支持政策与发展规划。2014年国务院发布《能源发展战略行动计划(年)》，首次将氢能纳入能源政策体系，氢能和燃料电池被 到为20个重点创新方向之一。
目前,与氢能和燃料电池有关的政府政策主要集中在科研支持计划和新能源汽车推广两个方面。
(2)中国氢能产业发展状况
近两年，受国际氢能产业发展趋势的带动和可再生能源大规模接入的影响，我国氢能产业的发展方向和应用渠道也逐渐多样化，与燃料电池备用电源、可再生能源制氢、氢能天然 气综合利用有关的示范项目纷纷启动。具体而言，我国氢能产业发展呈现出以下特点:
中国煤制氢及提纯技术走在世界最前列;
以国际合作项目和重大赛事为契机，开展过一系列燃料电池汽车示范运行项目;
移动基站备用电源市场率先发展，安装规模逐年增加;
& 开展风电制氢综合利用示范项目，探索利用氢能解决可再生能源的消纳问题;
& 以HCNG作为汽车代用燃料，中国在氢气天然气综合利用方面另辟另辟蹊径。
(3)中国氢能产业发展存在的问题
虽然我国在氢能领域的研发和示范都取得了一定进展，但是氢能尚未成为一种被公众广
泛接受的清洁能源，如何把制氢、储氢、输氢、用氢等产业链上下游联系起来，如何把氢能 与可再生能源、交通、电力、天然气等结合起来，尚没有明确的实施路径。就我国而言，目前氢能产业发展中遇到的困难和障碍主要表现在以下几个方面：
& 中国氢能发展缺乏顶层设计;
& 石化行业仍然是中国最大的用氢部门，需要结合本国国情开拓氢能市场;
& 大功率质子交换膜燃料电池技术仍然落后于国际先进水平;.
& 系统成本高、产业链不完善、无法完全国产化和量产化等问题阻碍了燃料电池的商业化;
& 氢能及燃料电池的规范和标准化体系不完善，无法跟上市场化进程;
& 中国车企氢燃料电池汽车的开发布局落后于世界著名车企。
二、 天然气存储简述
1.天然气存储技术简介
按存储方式的不同，天然气存储可分为气态存储、液态存储和固态存储。其中，气态存储主要包括地下储气库存储、储气罐存储、管道存储、压缩天然气(CNG)存储、吸附天然气(ANG)存储和近临界流体存储等;液态存储主要指采用液化天然气(LNG)方式存储; 固态存储主要指采用天然气水合物(NGH)的形式存储。目前天然气储存的主要方式还是气 态存储，其他存储方式应用的较少。
而气态存储方式中，相比于其他储气技术，地下储气库具有库容大、安全性好、造价和 运行费用较低、持久耐用等优点，是当今世界上主要的天然气储存方式和手段，也是城市最主要和最经济的供气调峰方式。本部分内容将主要对地下储气库存储技术的重要性、技术、 发展规划、存在问题等进行梳理与介绍。
2.天然气储气库的重要性
地下储气库多建在靠近天然气用户城市的附近，能很好地满足用户的调峰需求。许多天 然气生产和消费大国都把地下储气库的建设作为天然气上下游一体化工程的一个重要组成部分进行总体规划，其主要作用和功能包括：
& 协调供求关系与调峰;
& 实施战略储备，保证供气的可靠性和连续性：
& 有助于生产系统和输气管网运行的优化;
& 影响气价，实现价格套利;
& 提供应急服务;
& 为其它国家提供储气商业服务。
3.天然气储气库的技术
按照地质结构划分，地下储气库主要有四种类型：枯竭油气田型储气库、含水多孔地层型储气库、盐穴型储气库、废弃煤矿井型储气库。
枯竭油气田，是目前全球使用最广泛、运行最久的一种储气库，也是中国首选的储气库类型。它通过油气田原有的生产井和建库时增加的气井向枯竭的油气层注入或采出天然气，具有储气量大、可靠性好的特性。另外，原有油气井的一些设备也都可以投入使用，因此可以缩短建库周期、节省一定的投资和运行费用。
含水多孔地层型储气库，选择有足够面积和厚度、其上有良好不渗透覆盖层的砂岩或砂层(含水多孔地层)，人为地将天然气注入，水被排出，天然气充满空隙而形成的一种人工气藏。这类储气库的储量巨大，可以存储几十亿立方米的天然气，每年循环1次，但气& 水界面较难控制、建设周期长、投资和运行费用高、风险较大。
盐穴型储气库，是目前重点研宄的一类储气库。利用地下较厚的盐层或盐丘，采用人工方式在盐层或盐丘中制造洞穴形成储存空间来存储天然气。盐穴型储气库的垫层气用率高 (必要时，垫层气可完全回收)，工作气量注采率高，年注采循环为4-6次，可以拆分为若 干期建造，较快地投入使用。缺点是投资和运行费用高、储气容量较小、技术难度大。
废弃煤矿井型储气库，利用废弃煤矿等遗留的洞穴来储存天然气。这类储气库的建设费用低，但存在严重缺陷，例如，采出储存气体的质量会发生变化，热值有所降低;密封性差，存在气体向地面泄露的危险。
不同的储气库技术有不同的特点及用途，不同地理条件及需求的地区可因地制宜发展不同类型的储气库。目前，中国主要采用的储气库技术主要有枯竭油气田型储气库和盐穴型储气库，含水多孔地层型储气库和废弃煤矿井型储气库则应用的较少。
4.国天然气储气库现状及规划
(1)中国天然气储气库现状及规划
中国从1999年开始，先后建设了大港储气库群、京58储气库群和刘庄储气库。2012 年的数据显示，中国储气库的实际工作气量为30亿立方米，天然气表观消费量为1471亿立方米，储气库工作气量仅占天然气消费量的2%,远低于美国的14.2%和世界平均水平11:3%。
2013年，随着华北苏桥、新疆呼图壁、重庆相国寺、辽河双6等储气库的投产，当年新增设计工作气量116亿立方米，截止到2013年底，中国储气库(含中国石化的中原油由文96储气库)的设计工作气量达到164.92亿立方米，以油气藏型储气库为主，主要分布在'气源所在地、天然气消费中心以及大型骨干管网附近。
但考虑到储气库从投产到达到设计工作气量的时间长,而季节调峰气需求逐年迅速增长等因素，目前中国储气能力建设仍严重滞后，急需根据全国天然气管网布局，加快建设储气设施。
根据规划，&十二五&期间将新增储气库工作气量约220亿立方米，约占2015年天然气消费总量的9%，城市应急和调峰储气能力达到15亿立方米。未来，预计中国将形成四大区域性联网协调的储气库群：东北储气库群、华北储气库群、长江中下游储气库群和珠江三角洲储气库群。
(2)中国储气库运营管理及价格机制
中国天然气产业仍然是上中下游一体化的运营模式，天然气生产、运输、储存及销售主要是由中国右油、中国石化等国有大型石油公司运营管理。储气库与欧美国家的早期运营模式一样，作为管道的辅助设施与管道捆绑在一起，没有成为天然气产业链中的独立环节。虽然2010年以后出现了国家投资的储气库,但是储气库的运营模式没有发生根本性的变化。 目前，中国储气库的主要作用还是协调供求和调峰、优化生产和管网运行以及应急与战略储 备等方面。
经过2011年和2013年两次天然气价格改革之后，中国的天然气定价方法由成本加成 法转变为市场净回值定价法，价格管理由出厂环节调整到门站环节，国家发改委规定各省门站价格的最高上限，同时建立了天然气价格与可替代能源价格的动态挂钩机制。
自前，中国储气库一直是管道的辅助设施，没有单独定价，储气环节发生的投资、成本费用都是与管道的经济效益测算捆绑在一起，相应的储转费计入到管输费中，与管输费一并收取，没有在天然气价格体系中单独设立&储气费&科目。例如，2003年国家发改委发布的西气东输管道的全线管道平均运价(包含储气费用)为0.79元/立方米。
5.中国天然气储气库存在的问题
目前地下储气库仍然是主要的调峰方式，将国内地下储气库建设、运营与市场面临的各种挑战与问题梳理清楚，并提出相应的政策建议，通过完善政策机制引导有效市场的建立，是目前天然气存储所亟需的。中国天然气储气库发展面临的主要问题有：
& 储气责任界定不明确;
& 储气库建设标准缺失，运营安全隐患大;
& 监管不到位且无法可依;
& 价格不透明，不和于市场进行有效竞争;
& 盈利模式缺乏，各类资本投资积极性不高。
三、钠系电池研究进展
随着电动汽车的大规模推广和应用&锂离子电池的快速发展和应用必然会导致锂资源紧缺和成本上升，从而影响它的应用经济性和大规模持续供给。考虑到钠和锂具有相似的物理化学性质，并且钠资源丰富、成本低廉，近年来钠系电池得到日益广泛的研宄和重视，未来 在大规模储能应用中将有很大的发展潜力。
1.钠离子电池
钠离子电池与锂离子电池结构和原理相似，正负极材料均采用钠离子容易嵌入/脱嵌的
活性材料，电解质是溶解有钠离子的有机溶剂或采用盐类掺杂的固态聚合物。钠离子电池原材料价格低廉、储量丰富，已成为近期储能领域研究的热点方向之一。
通过借鉴锂离子电池材料研宄经验，钠离子电池材料研究近年来进展较多、技术发展较快。钠离子电池研发的关键在于材料的开发，开发长寿命电池的关键是开发出具备可逆脱/嵌钠离子特性的材料，包括正极材料、负极材料和电解质。
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