2023中國氫能產(chǎn)業(yè)-氫應用環(huán)節(jié)深度研究報告-云點道林+云道資本

2023ResearchReportonChinaHydrogenEnergyIndustry-Application「云點道林「云點道林SixsigmaResearch」為精品投資銀行「云道資本」下屬研究機構(gòu)用氫概述用氫概述發(fā)展與挑戰(zhàn)并存加氫站加氫站氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施混氫&純氫燃氣輪機發(fā)電混氫&純氫燃氣輪機發(fā)電燃氣分布式能源系統(tǒng)燃氣分布式能源系統(tǒng)可持續(xù)航空燃油可持續(xù)航空燃油(SAF)專題氫能應用預覽—目前工業(yè)和交通為主要應用領域，發(fā)電領域潛力巨大《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035)》指出，“2035年形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲能、源將為各行業(yè)實現(xiàn)脫碳提供重要路徑。目前氫能的成本較高，使用范圍較窄，氫能應用中，在建筑、發(fā)電和發(fā)熱等領域仍然處于探索階段。根據(jù)中國氫中國2060年氫氣需求結(jié)構(gòu)預測惡交通領域31%電力領域5%能用于燃氣輪機，經(jīng)過吸氣、壓縮、燃燒、排放出電能，即“燃料電池技術”2021年交通領域的氫能技術應用專利申請15639建筑領域4%工業(yè)領域60%建筑領域4%料，還是重要的工業(yè)原料。工業(yè)燃料通過電氣化備或管道，隨著氫氣成本的下降，北美、歐洲和氫能應用預覽—加氫站作為服務氫能交通商業(yè)化應用的中樞環(huán)節(jié)，為重要的基礎設施施建設正式寫入政府工作報告，2020年財政部出臺有關開展燃料電池汽車示范應用的政策，將“運營至少2座加氫站且單站日加氫能力不低于500公斤”作為示范城市群申報的基礎條件。截至2022年末我國已建成加氫站共310座，居全球第一，并呈現(xiàn)出區(qū)域集中性的特點4004002502002016201720182019202020技術?碳纖維制備工藝 煉油行業(yè)化工行業(yè)鋼鐵行業(yè)輔助系統(tǒng)電堆 煉油行業(yè)化工行業(yè)鋼鐵行業(yè)輔助系統(tǒng)電堆燃料電池—位于氫能產(chǎn)業(yè)鏈中游，是現(xiàn)階段氫能利用雙碳戰(zhàn)略催生燃料電池行業(yè)的持續(xù)性機會，2023-2025年進入產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展時期氫燃料電池通過電化學反應將燃料和氧氣的化學能轉(zhuǎn)化為電能，氫燃料電池能量轉(zhuǎn)化效率高（通常在40%-60%范圍內(nèi)），熱電聯(lián)供應用情景下可達80%。同時反應產(chǎn)物僅為水，根本上消除了溫室氣體的排放。技術的成熟帶動以燃料電池為核心的氫燃料電池汽車、?車、船舶、軌道交通，燃料電池—位于氫能產(chǎn)業(yè)鏈中游，是現(xiàn)階段氫能利用雙碳戰(zhàn)略催生燃料電池行業(yè)的持續(xù)性機會，2023-2025年進入產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展時期堿性電解液鎳—2022年新能源重卡銷量?同比增速—普通換電換電式純電燃料電池插電式20222022年全年銷量2021年全年銷量2022年同比增長（%）10227632361.7%124313327273.6%2465779216.4%2847.4%燃料電池—位于氫能產(chǎn)業(yè)鏈中游，是現(xiàn)階段氫能利用2023年以來國家層面陸續(xù)發(fā)布了多項與氫能相關的政策文件，用來引導、鼓勵和支持各地的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展；其中國家層面相關部門共計發(fā)布了?京津冀、上海、廣東和河南、河北“3+2”城市群燃料電池汽車示范推廣，以年五大城市群、山東省、成渝地區(qū)推廣數(shù)量疊加2021年底保有量，燃料電池車?加氫站數(shù)量至少為53246655432山東“氫進萬家”2成渝“氫能走?”1020202021202220232022020202120222023202燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈長、參與方眾多，燃料電池系統(tǒng)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中游燃料電池系統(tǒng)位于產(chǎn)業(yè)鏈的中游，行業(yè)上游燃料電池發(fā)動機主要包括電堆?其核心部件、輔助系統(tǒng)等，上游參與者主要為核心材料?關鍵部件生產(chǎn)商，電堆作為燃料電池系統(tǒng)的核心組成部分，對燃料電池發(fā)動機鉑碳粉碳纖維鋁鈦鎳金樹脂 件膜電極-燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)鏈-碳/樹脂聚合物金屬板-燃料電池電堆組成結(jié)構(gòu)--國產(chǎn)100KW?以上級別燃料電池系統(tǒng)參-國產(chǎn)100KW?以上級別燃料電池系統(tǒng)參企業(yè)億華通捷氫科技上海重塑國鴻氫能新源動力額定功率120KW130KW130KW110KW115KW冷啟動能力/質(zhì)量功率密度700kW/kg613kW/kg702KW/kg//壽命/15000h30000h20000h/雙極板路線石墨板金屬板石墨板石墨板金屬板-國產(chǎn)200KW?以上級別燃料電池系統(tǒng)參數(shù)-企業(yè)國鴻氫能捷氫科技上燃動力億華通濰柴動力額定功率240KW256KW200KW240KW200KW峰值功率270KW256KW-260KW-冷啟動能力功率密度906kW/kg-760kW/kg820kW/kg-耐久性能--15000h-30000h系統(tǒng)效率-60%---燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，100kW級別燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)裝機應用，零部件級別100%國產(chǎn)化燃料電池系統(tǒng)的國產(chǎn)化進程自19年以來步入快車道，現(xiàn)階段我國在MEA制備、雙極板、電堆組裝、輔助系統(tǒng)等領域已實現(xiàn)了100%自主化，是近兩年燃料電池系統(tǒng)降本的關鍵推動力；目前100kW級別燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)裝機應用，200kW級別產(chǎn)品公告指標與國際水平接軌，金屬材料輔助系統(tǒng)MEA的結(jié)構(gòu)設計和制備工藝技術是燃料電池研究的關鍵技術，它MEA的結(jié)構(gòu)設計和制備工藝技術是燃料電池研究的關鍵技術，它?膜具有高的質(zhì)子傳導性，有很好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性?抗水解性燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，膜電極作為燃料電池發(fā)電的關鍵核心部件，是近兩年系統(tǒng)降本的關鍵推動力--膜電極結(jié)構(gòu)示意圖-極產(chǎn)業(yè)，雙面直接涂布技術和膜電極一體成型技術為當前主流，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的膜電極-2020-2030年中國燃料電池膜電極新增市場需求-!-增速(%)關注PSVE單體的制備、四氟乙烯的獲取、樹脂關注PSVE單體的制備、四氟乙烯的獲取、樹脂?熔液成膜法：目前科研領域以?商業(yè)化領域采取的主流分為溶液澆鑄法、溶液流延法以?溶膠-凝膠法等幾種），燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，質(zhì)子交換膜是電堆的重要組成部分，全氟磺酸膜為氟化工產(chǎn)業(yè)鏈的技術難度巔峰質(zhì)子交換膜電堆重要組成部分之一，為電池工作提供氫離子通道并隔離兩極反應氣體，按照含氟換膜、復合質(zhì)子交換膜以?非氟化物質(zhì)子交換膜；目前常用的交換膜為全氟磺酸膜，原理為組成由碳氟主鏈和帶有磺酸基團的醚支鏈構(gòu)成用取代的氯化物代替氟或用氟化物與無機或其他非氟化物共混修飾材料加上全氟磺酸樹脂構(gòu)成的復合膜無氟化烴類聚合物膜優(yōu)點機械強度高，化學穩(wěn)定性好，導電率較高，低溫時電流密度大，質(zhì)子傳導電阻小成本較低，工作效率較高，并能將燃料電池壽命提升機械性能獲得改進，能改善膜內(nèi)水傳動與分布小成本較低，環(huán)境污染較缺點溫度升高會使質(zhì)子傳導性能變差，高溫條件下已發(fā)生化學降解，成本較高機械強度和化學穩(wěn)定性較差制備技術要求較高化學穩(wěn)定性較弱代表企業(yè)杜邦Nafion、陶氏Xus-B204、蘇威Aquivion旭化成Aciplex、旭硝子Flemion、東岳集團DF等加拿大巴拉德的BAM3GGore-select-PTFE增強膜DAIS-磺化苯乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物膜系列(處于研制階段)?目前國內(nèi)現(xiàn)有質(zhì)子交換膜產(chǎn)能達140燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，降低貴金屬用量是催化劑的主要研究方向，氣體擴散層工程化放大能力需解決目前氫燃料電池的催化劑主要為三個大類:鉑(P前商用的首選；但Pt稀缺性強，因此減少鉑基催批量化生產(chǎn)（大于10kg/批次）；國內(nèi)企業(yè)還處在小批較快的廠商如濟平新能源、喜馬拉雅氫能的產(chǎn)品?Pt/C催化劑的制備方法主要有浸漬還前軀體硝酸分散液洗滌碳分散抽濾、洗滌產(chǎn)品初品負載催化劑產(chǎn)品載體/硝酸分散液前軀體溶液載體分散液保溫、回流、還原劑保溫、回流、乙醇核心：漿料配比高溫高壓水熱碳纖維紙、金屬網(wǎng)等，目前業(yè)界以碳纖維布為應用研究主流；微孔層的種碳紙基底層的機械強度、增強氣體傳輸性能、加強排水、控制滲透深度、平整度，降低粗糙度、增加涂層均勻性以?增強導電性等方面；此外高溫石墨化設備的國產(chǎn)化進度，也將影響氣體擴散層的產(chǎn)業(yè)化進程燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，雙極板作為燃料電池的核心零部件之一，國內(nèi)產(chǎn)能極速擴張雙極板是燃料電池的核心零部件之一，主要作用為支撐MEA、提供氫氣、氧前常見的BPP材料有石墨、復合材料和金屬。豐田Mirai、本田C石墨雙極板度難以縮小導致的重量較大以?在緊湊金屬雙極板-2018-2022年中國氫燃料電池電極板市場需989876543210模元石墨雙極金屬雙極），），燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池用聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力石墨雙極板?復合雙極板水路粘接、雙極板氣彈性、低壓縮變形?耐酸性和耐溶劑性，?可分為單組份?雙組份有?分為CIPG（涂敷在密封面使其硬化后再進行裝配）?FIPG（涂敷在密封面上、未硬化時進行裝配基于液體硅橡膠將膜電極和1.1.通過粘接達到密封2.密封部件可隨時拆卸CIPGVSFIPG3.適用于各種結(jié)構(gòu)件4.減少局部應力過大4.鎖緊力可根據(jù)要求調(diào)整2.降低生產(chǎn)成本3.點膠精度高1.通過壓縮達到密封CIPGFIPG燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池用聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力燃料電池密封膠應用工藝敷在密封面使其硬化后再進行裝配，以?FIPG（formedinpalc液體硅橡膠將膜電極和雙極板一體化注塑則是也稱施膠、涂膠，把流體進行涂抹、灌封、點滴、噴射到產(chǎn)品上，讓產(chǎn)品起到黏貼、灌封、絕緣、固定、散熱、表面光滑等作用，主要由膠水（UV膠、瞬干膠、熱熔膠、AB膠），點膠閥（接觸式以?非接觸式）和點膠設備組成膠設備，設置好相應的程序，在工件的一側(cè)點膠，待膠水完全固化后，再進行裝配。它是通過擠壓部件之間的硅膠膠條?FIPG：原位成型墊片，?稱“濕式裝配法”，工件點膠后即刻組裝在膠水未固化前進行裝配。待膠水固化后會同時粘合示意圖示意圖燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池用聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力燃料電池密封膠應用工藝絲網(wǎng)印刷，?叫網(wǎng)版印刷，是油墨等印刷材料通過有特定鏤空圖案的網(wǎng)版，漏印到承印材料上的加工工藝，具有操作簡單，工藝便利、成本低?等優(yōu)點，在大規(guī)模量產(chǎn)上占據(jù)較大優(yōu)勢；燃料電池這些構(gòu)造中，可以用到絲網(wǎng)印刷技術的主要有：雙極?雙極板密封膠：按照雙極板上密封槽的形狀在絲網(wǎng)版上制作相應的圖案，然后在絲網(wǎng)版一側(cè)打入密封膠，啟動絲網(wǎng)印刷燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池用聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力燃料電池密封膠應用工藝一體化注塑框&密封膠條一體化注膠成型等ThreegondThreegond?其他領域德國漢高擁有140多年的歷史，業(yè)務遍?歐 燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力聚合物密封?粘結(jié)材料具有極強的通用性，可廣泛應用于燃料電池、儲能電池、動力電池等領域，也可大范圍的應用于其他化工領域；但從代表廠商來看，底層通用聚合物密封粘結(jié)材料市場長期為國外化工材料巨頭壟斷，如電池領域知名廠商：日本的ThreeBond、美國的Hernon廠商等，產(chǎn)品價格也始終位于高位；高性價比的高性能國產(chǎn)替代密封膠粘材料極具潛力鋰電硅碳負極路徑窗口期氫燃料電池、釩流儲能電池商業(yè)化推廣窗口期燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力在新能源政策鼓勵支持+產(chǎn)業(yè)下游各應用場景需求拉升的驅(qū)動下：鋰電行業(yè)硅基負極材料興起，產(chǎn)生技術變革帶來的結(jié)構(gòu)性新增量市場；氫燃料電池與釩流儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈條逐步實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控，2023年前后將由商業(yè)化示范階段進入商業(yè)化推廣階段，2023年成為三大賽道新市場、新階段的關鍵時間窗口20152016201720182019202020212022202320242025燃料電池—以電堆為核心的部件國產(chǎn)化進程推進，燃料電池聚合物新材料長期為國外壟斷，增量新材料國產(chǎn)替代方案極具潛力密封膠粘?新材料市場規(guī)模（億元）鋰電池硅碳負極領域1221鋰電池硅碳負極領域鋰電池外盒領域27粘結(jié)劑?樹脂新材料應用市場總規(guī)模?2023.8SixsigmaResearch加氫站行業(yè)概況加氫站—氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，連接制氫端與加氫站行業(yè)概況加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，主要通過將不同來源的氫氣通過壓縮加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，主要通過將不同來源的氫氣通過壓縮基材，以?生產(chǎn)復合材料的核心設備，例如依然被美國壟斷的自動鋪絲機、層合固化裝備等?將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內(nèi)的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣?將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內(nèi)的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣；加?加氫站作為連接氫能利用上下游產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵基礎設加氫站—氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，連接制氫端與加氫站行業(yè)概況加氫站的分類加氫站的定義加氫站的分類分儲氫罐容量（kg）-總?cè)萘縂儲氫罐容量（kg）-單罐容量式源式撬裝式加氫站態(tài)-力2017-2026年中國加氫站集成設備市場2017-2026年中國加氫站集成設備市場規(guī)模?預測0201720182019202020212022加氫站行業(yè)概況加氫站—氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，連接制氫端與加氫站行業(yè)概況加氫站市場規(guī)模2022年我國加氫站市場規(guī)模達到28.25億元，其中集成設備(壓縮機、氫氣儲存容器、加氫系統(tǒng))占據(jù)加氫站建設的主要成本規(guī)模大15.3億元；2017-20262017-2026年中國加氫站市場規(guī)模?預測0201720182019202020212022E氫量為250～氫量為250～300kg，通過泊位內(nèi)的卸氣柱將拖卸氫增壓儲氫加氫氫氣的加注質(zhì)量來測定記錄數(shù)據(jù);加氫機配備的加氫槍的工作壓力加氫站—氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的重要基礎設施，連接制氫端與加氫站行業(yè)概況以外供氫加氫站為例，其主要由卸氫系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、加氫系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、放散系統(tǒng)和技防系統(tǒng)等組成加氫站的組成加氫站的組成縮機，壓力不超過45Mpa;國外則應用離子液壓縮機比較多，且一般用在具有較高儲氫壓安裝調(diào)試管閥13%建設費用壓縮機32%冷卻設備7%安裝調(diào)試管閥13%建設費用壓縮機32%冷卻設備7%加注設備儲氫罐圖：高壓加氫站建設成本儲氫瓶屬于特種設備，較高的行業(yè)準入壁壘造成參與企業(yè)數(shù)量相對較少2022年上牌車輛供氫系統(tǒng)裝車市場份額23%國富氫能舜華新能源奧揚科技科泰克天海工業(yè)其他2021-2022儲氫瓶上牌市場占有率情況2021-2022儲氫瓶出貨市場占有率情況202221.69%46.31%24.89%202221.69%46.31%24.89%31.50%2021 30.61%31.50%202220212022因此行業(yè)整體新進入者較少，截至目前一共僅8家企業(yè)有實際產(chǎn)品裝車應用；其次是由于目前新布彼歐、龍蟠、豐辰氫能、?？貜筒?、金博股份、致遠儲氫瓶屬于特種設備，儲氫瓶屬于特種設備，首先必須取得B3級壓力容器特種設備制造許可證書，取得該許可證的前提是公司廠房、設備、產(chǎn)線、人員配比?各方面資質(zhì)經(jīng)由國家監(jiān)管單位審核并通過企業(yè)的制造能力必須通過國家市場監(jiān)督管理總局指定的評審機構(gòu)的專家組評審之后，方可進行批量生；且在生產(chǎn)制造的過程中會有專門的監(jiān)檢部門定時來查看生產(chǎn)工序流程是否符合手續(xù)生產(chǎn)的成品在對外銷售前須通過國家市場監(jiān)督管理總局認可的第三方型式試驗機構(gòu)對儲氫瓶進行火燒、槍擊、爆破、疲勞、環(huán)境、跌落等型式試驗，并取得型式檢驗證書儲氫瓶—氫氣在加氫站固定高壓容器與車載儲氫容器之間的高壓差作用下，通過加注系統(tǒng)IV型儲氫瓶性能優(yōu)異，預計未來將主導國內(nèi)車載儲氫市場 ?目前已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化的高壓氫氣瓶根據(jù)材料不同劃分為四類，國瓶金屬內(nèi)膽金屬內(nèi)膽纖維全纏繞/Mpa腐蝕性腐蝕性腐蝕性腐蝕性??我國還處于35MPa的Ⅲ型瓶規(guī)?；瘧煤?0MPa的Ⅲ型瓶示范應用階段，IV型瓶尚未得到大規(guī)模推廣應用；從儲運效率、輕量化、成本等角度出發(fā)，IV型瓶相較于Ⅲ型瓶具IV型瓶單瓶氣體容積可達375升，可降低整個系統(tǒng)復雜性?70MPa碳纖維IV型高壓碳纖維復?碳纖維復合材料材質(zhì)高壓儲氫儲氫瓶—氫氣在加氫站固定高壓容器與車載儲氫容器之間的高壓差作用下，通過加注系統(tǒng)儲氫瓶生產(chǎn)流程可大致分為內(nèi)膽成型和纖維纏繞兩個環(huán)節(jié)，總體來看技術難度較大碳纖維纏繞成型工藝氫瓶的生產(chǎn)工藝：儲氫瓶的生產(chǎn)大致分為內(nèi)膽成型和碳纖維纏繞成型工藝碳纖維纏繞固化兩個主要工段（工藝難度較大、參數(shù)多同時也面臨著關鍵材料國產(chǎn)化程度低、檢測檢驗技術待完工藝簡單但生產(chǎn)效率較低，尤其用來加工大容積內(nèi)膽。頭部企業(yè)同時在研究拉深成型等方法，該法生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品一致性好，缺陷在于可能影響產(chǎn)品的疲勞壽命、設?IV型瓶內(nèi)膽多采用尼龍6、高密度聚乙烯(HDPE)以?PET聚酯塑料等，對應工藝主要為注塑、吹塑和田、現(xiàn)代已量產(chǎn)的IV型瓶均為注塑+焊接工藝，該種成型方式成本低、運用較廣泛、但良品率也較低，且必須配合??濕法纏繞：將碳纖維束絲在特定浸膠裝置中浸漬處理后，在張力控制下直接纏繞到芯模上。由于纖維離開浸漬裝置后易于將壓儲氫瓶最常用的加工工藝，生產(chǎn)成本較低，但樹脂損耗較高，且樹脂與碳纖維比例難以控制?干法纏繞：經(jīng)過預浸膠處理的預浸帶為原料，在纏繞機上經(jīng)加熱軟化至粘流態(tài)后纏繞到芯模上。由于預浸帶中纖維和樹脂含量比例控制較好，產(chǎn)品質(zhì)量可精確控制，且樹脂不會隨處滴；干法纏繞生產(chǎn)效率高，國外正逐步向干法纏繞工藝過渡，國內(nèi)未勢能源等極個別企業(yè)也在嘗試；此工藝成本較高，主要系預浸料?干法纏繞設備購置費用較高?半干法：結(jié)合干法和濕法的優(yōu)點，在浸膠碳纖維纏繞到芯模之前通過烘干設備將浸膠碳纖維紗線中的溶劑除去，提高制品質(zhì)量；與干法纏繞相比省了預浸膠工序和設備，與濕法相比僅增加一套烘干設備，卻可以大幅降低制品中的氣泡含量以?孔隙碳纖維碳纖維強度高抗拉強度在3500MPa以上模量高彈性模量在230GPa以上密度小，比強度高密度是鋼的1/4，鋁合金的1/2；比強度比鋼大16倍，比鋁合金大12倍耐超高溫在非氧化氣氛條件下，可在2000℃時使用，在3000℃的高溫下部熔融軟化耐低溫在-180℃低溫下，鋼鐵變得比玻璃脆，而碳纖維依舊具有彈性耐酸、耐油、耐腐蝕能耐濃鹽酸、磷酸等介質(zhì)侵蝕，其耐腐蝕性能超過黃金和鉑金，同時擁有較好的耐油、耐腐蝕性能熱膨脹系數(shù)小，導熱系數(shù)大可以耐急冷急熱，即使從3000℃的高溫突然降到室溫也不會炸裂儲氫瓶—技術壁壘較高，成本構(gòu)成中碳纖維復合材料占比超60%，后續(xù)降本空間大氫燃料汽車商業(yè)化進程明顯加快，支撐儲氫瓶及碳纖維需求高增燃料電池車型中已經(jīng)用上了大絲束碳纖維，而國內(nèi)儲氫瓶年時間，屆時氣瓶在輕量化和成本方面將進一步改善。其次是氣瓶容量的提升，大容量氣瓶單瓶儲氫密度顯著提高，減少單車配套氣瓶數(shù)量的益于生產(chǎn)規(guī)模的擴大，據(jù)美國汽車研究理事會測儲氫瓶—技術壁壘較高，成本構(gòu)成中碳纖維復合材料占比超60%，后續(xù)降本空間大制造碳纖維產(chǎn)品的上游原絲端與中游復合材料均是碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)氫瓶成本構(gòu)成?降本路徑碳纖維壁壘高，同時也是制備高性能碳纖維的前提條件烯腈原絲、瀝青纖維和粘膠絲，其中聚丙烯腈種類抗拉強度/MPa抗拉模量/GPa密度/(g.cm-3)斷后延伸率/%聚丙烯睛碳纖維＞3500＞2300.6-1.2瀝青碳纖維黏3791黏膠碳纖維2100-2800414-55220.7），優(yōu)勢就是生產(chǎn)和應用效率高、成本低，所以大絲束碳纖碳纖維生產(chǎn)過程碳纖維生產(chǎn)過程工藝難點為聚丙烯腈基（PAN）原絲的生產(chǎn)（主，占全部碳纖維復合材料市場份額90%以上，在CFRP中受力的是碳纖由于較多國產(chǎn)碳纖維企業(yè)尚未實現(xiàn)關鍵技術的突破，生產(chǎn)線運行?產(chǎn)品儲氫瓶—技術壁壘較高，成本構(gòu)成中碳纖維復合材料占比超60%，后續(xù)降本空間大日美巨頭掌握碳纖維國際市場話語權，國內(nèi)企業(yè)處于高端領域產(chǎn)能爬坡階段氫瓶用碳纖維供應商德國SGL全球領先的碳素石墨材料?配套產(chǎn)品制造商--血束碳纖維首套國產(chǎn)線開車成功；積極布局碳纖維在Ⅲ和Ⅳ高壓儲氫瓶纏航空航天、汽車、能源等領域，在可再生能源領域的應用包括大型風力渦輪機葉片、輕質(zhì)儲氫罐?管道的開發(fā)等四光威復材：擁有碳纖維、織物、樹脂、高性能預浸材料、復合材料制品完在汽車、航空航天、壓力容器制造等許多工業(yè)領域廣泛應用整產(chǎn)業(yè)鏈；采用干濕法處理工藝生產(chǎn)的T700S/T4800輛氫燃料電池汽車4800輛氫燃料電池汽車儲氫瓶—技術壁壘較高，成本構(gòu)成中碳纖維復合材料占比超60%，后續(xù)降本空間大??近20個省份已制定有關氫燃料電池汽車的具體發(fā)展規(guī)劃，假設這些省市區(qū)規(guī)劃的發(fā)展目標均能實現(xiàn)，則到2025年全國各地氫燃料電池汽車保有量能達?根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截止2021年我國氫燃料電池汽車保有量為8922輛，若2025年要達到11.2萬輛的保有量規(guī)模，則2022-2025年需新增投放氫?假設單車配置8個儲氫瓶，單瓶碳纖維用量65kg，則2022-2025年合計需耗用碳纖維5.36萬噸。氫內(nèi)燃機--實現(xiàn)汽車低碳化發(fā)展的重要技術路徑之一氫內(nèi)燃機將傳統(tǒng)汽油、柴油、天然氣、甲醇等燃料更換稱為氫氣發(fā)動機類似，增加了氫氣噴射系統(tǒng)，按照吸氣—壓縮—做對比氫燃料電池，氫內(nèi)燃機對氫的純度要求不高，具有點火能量低、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、單位熱值高、燃燒不含碳合物等特性，天使適合高負荷運行工況，普遍應用在重卡、客低大高小2006年2018年2022年一，濰柴&中國重汽聯(lián)合發(fā)布全國首臺商業(yè)化氫2006年2018年2022年一，濰柴&中國重汽聯(lián)合發(fā)布全國首臺商業(yè)化氫WP15氫發(fā)動機亮相漢諾威車展，排量14.56L，額定功氫內(nèi)燃機--基于過往燃料電池、混合動力總成的技術進步，充分利用現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎?我國氫發(fā)動機的研究始于20世紀80年代初，近兩年研發(fā)落地提速氣發(fā)動機的異常燃燒、動力增加?NOx減少在很大程度上取決于正確的噴氫系統(tǒng)、噴射正時?點火正時中國重汽黃河X7重卡率先實現(xiàn)商業(yè)化應用，解放13氫內(nèi)燃機--基于過往燃料電池、混合動力總成的技術進步，充分利用現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)基礎?國外從上世紀70年代開啟氫內(nèi)燃機的研發(fā)，氫內(nèi)燃機功率已達MW級??寶馬從1978年開始研發(fā)以氫內(nèi)燃機，并通過對柴油馬自達研制推出MazdaRX-8氫轉(zhuǎn)子發(fā)動機，該發(fā)動機幾乎不生成NOx，并且制造出以RX-8作為引擎的的試驗用英國企業(yè)ULEMCo和InnovateUK豐田總裁駕駛的搭載“氫燃料”內(nèi)燃機的卡羅拉氫內(nèi)燃機概念車完成24小時耐力賽，現(xiàn)階段國外研發(fā)的氫內(nèi)燃機功率已40%-60%輔助系統(tǒng)命氫內(nèi)燃機--綜合成本、性能、可靠性等因素，中長期氫內(nèi)燃機相較燃料電池更具優(yōu)勢?我們認為，綜合成本、性能、可靠性等因素來看，氫內(nèi)燃機相較燃料電池更具優(yōu)勢氫內(nèi)燃機具備無后處理器的情況下滿足嚴苛排放法規(guī)的潛領域應用的潛能柴油內(nèi)燃機整車整車整車整車整車整車整車整車整車整車整車整柴油內(nèi)燃機整車整車整車整車整車整車整車整車整車整車整車整車整車整氫內(nèi)燃機--有望率先在重卡迎來突破，船舶、風電光伏制氫儲能調(diào)峰電站領域潛力大--氫內(nèi)燃機、燃料電池相輔相成對于長途牽引運輸場景，客戶預期回本的理想周期是1.5年左右，通過核算并對比分析各技術路線成本回收周期車輛擁有成本（DPCO），純氫內(nèi)燃機機和燃料電池技術路線最具競爭力，純氫內(nèi)燃機2025年左右和柴油車“打平”，燃料電池2030年之后較柴油車具有經(jīng)濟優(yōu)勢。而純電動、插電混技術在一定時間與柴油車相對有競爭力，但是越往后發(fā)展，較氫內(nèi)燃機?燃料電池技術路線的競爭力越弱。而氨氫柴氨內(nèi)燃機技術路線因為綠氨價格高單車能耗高，在長途牽引運輸場景，暫不具備經(jīng)濟優(yōu)勢，但具備零碳優(yōu)勢，其發(fā)展需要政策支持以彌補其經(jīng)濟性不足。作為零碳技術路線，氨作為儲氫載體比以氨為燃料的氨氫內(nèi)燃機更具發(fā)展?jié)摿μ烊粴鈨?nèi)燃機非插電混柴油甲醇內(nèi)燃機二甲醇內(nèi)燃機生物柴油內(nèi)燃機柴氨內(nèi)燃機氨氫內(nèi)燃機氫內(nèi)燃機增程混換電氫燃料電池整車主要結(jié)論：從長期發(fā)展路徑來看，長途牽引運輸場景未來技術路線在2030年以前是以柴油和天然氣為主，氫內(nèi)燃機技術為輔；在2030-2040年是多技術路線并存發(fā)展的階段；2040年后，將以燃料電池?氫內(nèi)燃機為主、天然氣柴油少量并存。從適用場景來看，中重型商用車各場景技術路線遠多于輕微卡，氫內(nèi)燃機、氨氫內(nèi)燃機、甲醇內(nèi)燃機等技術路線適用于重型公路運輸場景，換電、增程式、燃料電池在中型城際物流、輕氫內(nèi)燃機--有望率先在重卡迎來突破，船舶、風電光伏制氫儲能調(diào)峰電站領域潛力大--氫內(nèi)燃機、燃料電池業(yè)目前正在開發(fā)中速四沖程發(fā)動機、中高速四沖程發(fā)動機、低速二沖程發(fā)動機；現(xiàn)有氫內(nèi)燃機有效熱效率為35%~45%，低于PEMFC系統(tǒng)50%~60%的效率，但功率可以達到高值（兆瓦級系統(tǒng)的50%，隨著船舶儲氫技術的發(fā)展、氫能基礎設施的完善，氫燃料電池適用于多種內(nèi)河船舶，可作為小型船舶的主動力，也-氫動力船舶發(fā)展進度-氫池--主要結(jié)論：氫燃料是航運行業(yè)碳減排?脫碳的良好解決方案，氫動力船舶通常用于湖泊、內(nèi)河、近海等場景，以客船、渡船、內(nèi)河貨船、拖輪等類型為主； 含氫量高 含氫量高安全性高更加環(huán)保經(jīng)濟性好船舶--甲醇及液氨具有含氫量高、能耗低等多種優(yōu)勢，是氫的理想載體易于存儲易于存儲0液氨液氫高壓氫（液氨液氫高壓氫（20MPa）高壓氫（10MPa）（70MPa）重量百分比（wt%）體積質(zhì)量比（g/L）液氨運營成本LNG甲醇二甲醚液氨運營成本LNG資本成本揮發(fā)成本資本成本甲醇儲運（十分成熟）甲醇加注（待發(fā)展）燃料電池/燃氫發(fā)電甲醇儲運（十分成熟）甲醇加注（待發(fā)展）燃料電池/燃氫發(fā)電中國甲醇工業(yè)基礎成熟，甲醇重整制氫路線可直接嫁接至甲醇工業(yè)體系中國甲醇制備、儲運、加注體系成熟，相較于傳統(tǒng)體系，氫氣應用端的突破已具備良好的上游基礎甲醇制備（十分成熟）甲醇制備（十分成熟）甲醇重整制氫、用氫發(fā)電路線已用于船舶產(chǎn)業(yè)化，逐步進入量產(chǎn)階段Industries于21Industries于21年下半年推出HYMethshipOne內(nèi)河拖船將在2023年下水，是全球首艘使用減排的甲醇制氫中國船舶航運場景下蘊含著數(shù)百億級的市場空間??中國有湖泊24800多個，面積在1平方公里以上有2800多個。內(nèi)河湖泊各類20米級以下船舶保守估計約20萬條左右，以30%滲透率??國內(nèi)在冊內(nèi)河船舶11.36萬艘（不含農(nóng)林漁業(yè)），500-3000噸級貨運約8萬艘，此類船舶最少需160KW級產(chǎn)品兩套，以30%滲透率提供電力提供電力重點關注高效率、低碳排動力產(chǎn)品方案，涵蓋制氫、燃氫、動力總成全環(huán)節(jié)提供氫氣燃氫發(fā)動機（船舶）動力系統(tǒng)制氫機燃氫發(fā)動機（船舶）動力系統(tǒng)尾氣的廢熱，提高燃料熱效率燃料雙噴射;壓縮比:12、最大扭矩:137Nm/4000rpm;燃燃燒排出的是水通過稀薄燃燒技術NOx無需尾氣處理也提供5000噸級內(nèi)各類載入?貨運船舶蘭炭氣、焦爐氣內(nèi)燃機發(fā)電全國每年蘭炭氣500億標方（其低熱值相當蘭炭氣、焦爐氣內(nèi)燃機發(fā)電全國每年蘭炭氣500億標方（其低熱值相當于100億標方天然氣），每年焦爐氣2000億標方（其低熱值相當于800億標方天然氣），蘭炭氣、焦爐氣可以用作富氫內(nèi)燃機發(fā)電機組燃料，比鍋爐+燃氣輪機Tips：由清華大學、河柴重工、北京氫潔能源科技有限公司共同研發(fā)的全球首臺1500千瓦富氫燃料（蘭炭氣）內(nèi)燃機發(fā)電機組2020年已成功投入商業(yè)氫內(nèi)燃機--有望率先在重卡迎來突破，船舶、風電光伏制氫儲能調(diào)峰電站領域潛力大氫內(nèi)燃機的應用領域——蘭炭氣、焦爐氣內(nèi)燃機發(fā)電&風電光伏制氫儲能調(diào)峰電站電光伏制氫儲能調(diào)峰電站風電、光伏等可再生能源的發(fā)展是大勢所趨，但由于風能光伏不連續(xù)、不穩(wěn)定，大規(guī)模并網(wǎng)后對電網(wǎng)調(diào)峰等造成不利影響，需配合儲能。據(jù)國際能源機構(gòu)（IEA）預計，到2050年全球儲能市場規(guī)模達數(shù)萬億美元，我國儲能市場也將有數(shù)萬億人民幣的市場需求，而能滿足大規(guī)模、長周期儲能的就只有氫儲；氫儲能的基本原理，就是利用富余的、非高峰的或低質(zhì)量的電力制氫，將電能轉(zhuǎn)化為氫能儲存起來，同時副產(chǎn)品高純氧的價值也較大；在電力輸出不足時利用氫內(nèi)燃機發(fā)電機組、氫燃氣輪機轉(zhuǎn)化為電能輸送上網(wǎng)。我國大部分城市峰谷用電負荷相差過大，如上海夏季高峰時用電負荷可達3200萬千瓦，而谷時不到2000萬千瓦，谷電時段通過電解水制氫儲能，提高可再生能源消納和輸電通道利用率。峰電時段由于氫燃料電池發(fā)電成本較高，可采用氫燃機螺桿式壓縮機結(jié)構(gòu)與拆裝螺桿式壓縮機結(jié)構(gòu)與拆裝氫內(nèi)燃機--迎來商業(yè)化窗口期，關注性能、燃燒、NOx排放、氫脆環(huán)節(jié)的技術開發(fā)--主要結(jié)論：隨著上海、吉林等已將天然氣摻氫燃料（HCNG）內(nèi)燃機、氫內(nèi)燃機列入雙碳行動解決方案布局，我們認為需要重點關注以?性能：需進一步提高氫內(nèi)燃機性能，包括升功率和升扭矩?NOx排放：致力于實現(xiàn)全工況低NOx排放運行，最終實現(xiàn)零?氫脆：發(fā)動機長期處于高溫、高壓狀態(tài)下工作增加了氫脆風--系統(tǒng)、專用潤滑油等；此外由于氫氣燃燒速度塊，燃燒爆壓較0的二氧化碳排放?！熬G氫”替代“灰氫”比如，在區(qū)域電力冗余時可通過電解水制化學反應發(fā)電、熱電聯(lián)供、直接燃燒等方工業(yè)領域—能源載體、低碳原料是氫能在工業(yè)領域氫氣的利用由來已久，主要作為生產(chǎn)原料應用于工業(yè)領域(2020我國氫氣主要來源占比2020我國氫氣主要來源占比62%煤制氫天然氣制氫工業(yè)副產(chǎn)氫電解水制氫工業(yè)領域—能源載體、低碳原料是氫能在工業(yè)領域工業(yè)領域目前仍以灰氫使用為主，存量項目進行綠氫置換成為發(fā)展趨勢20202020我國氫氣主要消費途徑占比37%生產(chǎn)合成氨用氫甲醇用氫煉油用氫直接燃燒其他工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助政策支持綠氫綠電與工業(yè)耦合，助力建筑、化工、鋼鐵等多領域深度脫碳00格工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助氫冶金技術是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和目標的革命性技術我國是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國和消費國，產(chǎn)量占據(jù)全球半數(shù)以上份額。鋼鐵行業(yè)是能源消耗與碳排放的重點領域，我國鋼鐵行業(yè)以煤為主要燃料的高爐轉(zhuǎn)爐長流程工藝為主，能源結(jié)構(gòu)高碳化，碳排放量占全國碳排放量的15%，是制造業(yè)31個門類中碳排放量最大的行業(yè)；氫冶金技術恰恰是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和目標的革命性技術，綠氫在鐵還原環(huán)節(jié)對煤、焦進行規(guī)?；娲?，可以實現(xiàn)鋼鐵速度，綜合中國鋼鐵行業(yè)政策規(guī)劃、專家訪談?數(shù)據(jù)分析2.3%-3.1%。氫冶金的氫氣需求約為191-259萬噸，其中約92%980萬噸，其中焦爐煤氣提供166萬噸氫，剩余814萬噸來自于萬噸萬噸氫冶金經(jīng)濟性將得以體現(xiàn)藍色代表氫冶金具有成本優(yōu)勢，白色表示傳統(tǒng)煉鋼具有成本優(yōu)勢富氫還原高爐技術富氫還原高爐技術而可降低焦比?煤比。據(jù)相關資料和研究，噸鐵噴吹天然氣（標工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助氫冶金技術是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和目標的革命性技術氫冶金減碳技術路線主要分為兩種：富氫還原高爐和氫氣氣基豎爐直接還原煉鐵，其中富氫還原高爐技術碳減排可達10%左右，氫氣豎爐氣基直接還原煉鐵減排潛力達到50%-95%；氣基豎爐直接還原更適用于發(fā)展氫冶金，全氫豎爐或富氫豎爐氫冶金工藝值得重點關注，含氫的豎爐爐頂煤氣通過凈化和循環(huán)可實現(xiàn)氫氣高效利用（豎爐爐頂煤氣無N2等雜質(zhì)成分摻雜，氣體捕集分離難度和循環(huán)利用成本遠低于高爐）氣氫直接還原技術氣氫直接還原技術?河鋼集團與特諾恩于2020年11月23日簽訂合同，建設高科技的氫能源?山西中晉科技集團于2020年12月20日宣布其氫基直接還原鐵項目點火試車，標志著氫基直接還原鐵項目（CSDRI）工藝正鍵技術，包括氣體轉(zhuǎn)化和凈化技術，特別是低壓深度脫硫工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助水泥行業(yè)占全行業(yè)碳排放13%，合規(guī)降碳需求剛性?市場規(guī)?；烤薮?，政策性機會凸顯排放總量13%，約為CCUS系統(tǒng)2500萬20%，水泥行業(yè)有充足的付費能力，且受政策影響，需求更為剛性70%+，產(chǎn)能嚴重過剩，煤炭燃料使用占碳排放80%以上，降碳的本質(zhì)是減少煤成本極高，在工業(yè)中屬于節(jié)流法，治標不治本，可短期1工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助力工業(yè)減排上游的儲能技術結(jié)合下游生產(chǎn)線的摻燒技術改1工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助力工業(yè)減排==新能源發(fā)電*儲能運輸*煤炭替換*CCUS上游痛點上游痛點上游的儲能技術結(jié)合下游生產(chǎn)線的摻燒技術改造有望成為水泥行業(yè)降碳的最佳方案=新能源發(fā)電*儲能運輸*煤炭替換*CCUS工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助碳排放煤炭燃料使用占碳排放80%氨氫20Mpa率是傳統(tǒng)X倍，氫最大摻燒比例達90%。應用裝備新能源發(fā)電氫氨摻燒系統(tǒng)核電工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助綠氨憑借易液化、儲運技術成熟等優(yōu)勢適用于傳統(tǒng)鍋爐改造工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助HNHH2.電合成液氨解決儲運痛點電制綠氨工藝NN2催化劑催化劑1工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助力工業(yè)減排 上游的儲能技術結(jié)合下游生產(chǎn)線的摻燒技術改造有望成為水泥行業(yè)降碳的最佳方案1工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助力工業(yè)減排水泥廠降碳的國內(nèi)外進展挪威YARA、日本三井等公司參與“綠氨”能源網(wǎng)絡煙氣CO2部分捕采利用。這首先是通過風力、光伏發(fā)電和水電的煙氣進行水汽和二氧化碳分離，分離的水汽冷凝后返槽中進行循環(huán)使用，分離的二氧化碳則可采用加氫制?2022年6月由廈門大學氨能源工程實驗室和水泥生產(chǎn)公司合作建設的全國首套水泥熟料生產(chǎn)線氫氨燃料替代煤炭系工業(yè)領域—氫能作為能源載體及化工原料，助工業(yè)領域降碳壓力凸顯，需重點關注煤炭等燃料的“可規(guī)模性有效替換”技術制約綠氫進入工業(yè)領域的瓶頸現(xiàn)有技術條件下，綠氫的制取成本高企不下，缺乏經(jīng)濟性，如果不考慮“綠色貿(mào)易壁壘”以?“碳稅”這些政策性的硬性約束，用戶更愿意選屬固態(tài)儲氫（重量儲氫密度1.4～3.6wt%）等方式，儲存困難且儲存能力較低，經(jīng)濟半徑受限，形成大輸難的局面，國內(nèi)氫儲運技術的能效、安全--綠氫脫碳的主要結(jié)論：我們認為，工業(yè)領域降碳壓力凸顯，需重點關注煤炭等燃料的“可規(guī)模性有效燃氫燃氣輪機對于構(gòu)建新型電力系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用，氫?其衍生的合成燃料富余部分允許長期存儲，電力供應緊張時，在供應側(cè)利用燃氣輪機輸出電能、負荷側(cè)調(diào)節(jié)電制氫負荷；氫燃氣輪機屬于同步發(fā)電機，具有高爬坡率、電壓支撐能力強等特性，可作為煤電機組退出后的支撐性電源，2060年中國燃氫燃氣輪機裝機容量有望突破2億千瓦，年發(fā)電用氫超過1000萬噸發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行燃氣輪機在能源轉(zhuǎn)型中扮演重要角色，已經(jīng)成為電力發(fā)電的主導熱能技術之一現(xiàn)有火力發(fā)電設備是碳排放大戶，不論是以天然氣為燃料還是使用潔凈煤技術，都無法從根源上避免CO2產(chǎn)生。以風力發(fā)電、光伏發(fā)電和水力發(fā)電等綠色能源制造的氫氣和氧氣為燃料發(fā)電才能做到真正的全過程零碳排放；同時燃氣輪機在能源轉(zhuǎn)型中扮演著十分重要的角色，已經(jīng)成為電力發(fā)電的主導熱能技術之一。因此大力發(fā)展氫能發(fā)電以將現(xiàn)有火力發(fā)電設備改造為氫能發(fā)電【電的延伸，在航空、化工、冶金等難以實現(xiàn)電氣化的領域使用綠氫替代化石能源，相當于間接電能替代，降低的零碳能源供應體系，也可通過燃料％，），和壓力增加、降低壓氣機的功率消耗，從而分類種，重型燃機?分為E、發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行燃氣輪機概述--工業(yè)制造“皇冠上的明珠”通過燃料（主要為天然氣）與空氣燃燒產(chǎn)生氣體推動葉片做功，以連續(xù)流動的氣體為工質(zhì)帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料能量轉(zhuǎn)換為有用功的內(nèi)燃式動力機械，是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動機主要分為三個部分：壓氣機、燃燒室、透平，壓氣機將空氣吸入內(nèi)部并壓縮。之后壓縮過的空氣會和天然氣在燃燒室進行混合并燃燒，產(chǎn)生出高溫高壓氣體會推動透平葉片轉(zhuǎn)動，一部分動力會用于帶動發(fā)電機發(fā)電，另一部分動力負責構(gòu)成構(gòu)成的冷卻防護，渦輪冷卻氣流的流道設計等發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行燃氣輪機作為“動力心臟”事關能源安全，國家批準設立“兩機專項”“兩機專項”：燃氣輪機作為“動力心臟”事關國家能源安全，2012年國務院批準設立“航空發(fā)動機與燃氣輪機”國家科技重大專項，并專門成立中國聯(lián)合重型燃氣輪機技術有限公司，對??我國在運的重型燃機超過100臺，主要由美國GE、德國西門子、日本三菱與國內(nèi)廠商合作生產(chǎn)。但壓氣機、燃燒室、高溫透平葉片等需要定期更換?2014年我國具有自主知識產(chǎn)權的首臺重型燃氣輪機R0110設計與研究項目取得突破性進展，2019年我國首臺F級50MW重型燃氣輪機原型機整機點火試驗成功,順利實現(xiàn)滿負荷穩(wěn)定運行，打破歐美國家長達70?輕型燃機是發(fā)展航空發(fā)動機和重型燃機的重要基礎，向下可衍生到重型燃機，向上可促進航空發(fā)動機發(fā)展；輕型燃氣輪機大多采用成熟航空發(fā)動機改造而成，具備體積小、重量輕、啟動快、維修方便等優(yōu)勢，在從發(fā)電、1-40MW級燃氣輪機市場占比最大約為40%，2025年前全球燃氣輪機總需求約為9000臺套（多集中在3至50WM功率范圍），預計到2026年全球燃氣輪機市場的規(guī)模預計將達到283億美元發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行燃氫燃機可用作伴生電源來補充風能和太陽能的間歇性，實現(xiàn)電力長周期儲能與調(diào)節(jié)20192019年，燃氣輪機行業(yè)承諾到2030年開發(fā)出燃燒出100%氫氣的燃氣輪機，支持全球天然氣電網(wǎng)向可再生能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型；將燃料能力擴展到?基于燃氣輪機的燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)是目前最清潔的燃用化石燃料的熱力循環(huán)發(fā)電形式，在相同發(fā)電量下與燃煤電廠相比，使用天然氣為燃料的燃氣輪機發(fā)電碳排放量減少了50%?燃氣輪機具有靈活性，非常適合頻繁起停，能夠快速響應電網(wǎng)需求，使其與波動的RES互補發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行目前推動燃氫燃機技術的關鍵為針對現(xiàn)有燃氣輪機開發(fā)改造方案對現(xiàn)有燃燒室和輔助部件進行基本改造，將氫氣混合燃燒到最大含量(>30%，碳減少量為11%)，進而氫氣含量達到100%（純氫燃燒），且無需稀釋劑進行排放控制；燃氫燃氣輪機可以刺激對低純度氫氣的大量商業(yè)需求，進而降低氫能的生產(chǎn)成本??Why要純氫燃燒？燃料中碳含量與體積氫含量之間存在非線性關系，因此必須提高氫含量，?如何利用現(xiàn)有的天然氣基礎設施？現(xiàn)有設施內(nèi)氫氣和天然氣可通過簡單的改造進行輸送；2019年國家電投建設了國內(nèi)首個“綠氫”摻入天然氣輸送應用示范項目（10%的摻氫比例）?Why改造現(xiàn)有燃氣輪機？很多國家面臨燃氣輪機閑置或運行時數(shù)不足的情況，我國也存在大?新技術：目前燃氣輪機通過擴散燃燒方式燃燒純氫，但仍會產(chǎn)生NOx排放。重點開發(fā)干式低熱效率和輸出功率，現(xiàn)有燃氣輪機和燃氫燃氣輪機(均采用干式低NOx燃燒技術)差異很小發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行純氫和天然氣/氫混合物燃燒重點關注技術用氮氣、水或蒸汽稀釋擴散火焰用氮氣、水或蒸汽稀釋擴散火焰但與沒有稀釋的系統(tǒng)相比效率降低，在聯(lián)合循環(huán)或CHP配置中運行的大型全球氫氣燃燒研究項目全球氫氣燃燒研究項目封存系統(tǒng)相結(jié)合，DLR與西門子氣供應鏈和燃氣發(fā)電技術貧油預混系統(tǒng)貧油預混系統(tǒng)燃燒室技術路徑燃燒室技術路徑較高的火焰溫度和氮氧化物排放輪機燃燒溫度?會導依然高昂其他挑戰(zhàn)發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行氫氣燃燒面臨的挑戰(zhàn)干式低排放（DLE）技術幫助燃氣輪機在0-100%氫氣含量下低排放靈活運行，但也面臨自燃、回火、優(yōu)化熱聲振蕩水平和頻率、NOx排放量增加等技術難點；全球范圍內(nèi)可供現(xiàn)場實地研究（高壓和空氣預熱、高燃燒室出口溫度、高流量和高雷諾數(shù)）的驗證案例并不多，目前減壓水平），-2016-2021年全球燃氣輪機市場規(guī)模變化情新閥門設計，以?新管道材料可重點關注

「包括吹掃、計量、氣體成分監(jiān)測、安全系統(tǒng)、啟動燃-2016-2021年全球燃氣輪機市場規(guī)模變化情新閥門設計，以?新管道材料可重點關注

「包括吹掃、計量、氣體成分監(jiān)測、安全系統(tǒng)、啟動燃0增速（%）發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行針對現(xiàn)有燃氣輪機系統(tǒng)、材料、操作和控制的改造他輔助設備發(fā)生氫脆（與溫他輔助設備發(fā)生氫脆（與溫度以?滲透材料所承受的壓輪機分為以下幾類：保護進行更改，可適應0-10%含氫燃料鑒定，以?熱通道部件驗證和風險管理鑒定，以?熱通道部件驗證和風險管理發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行國內(nèi)外燃氫燃氣輪機的技術進展通用電氣：擁有70多套燃氣輪機使用含氫燃料運行，累計運行時間超過500萬小時，氫含量從5%到通用電氣：擁有70多套燃氣輪機使用含氫燃料運行，累計運行時間超過500萬小時，氫含量從5%到100%；為航改和重型燃氣輪機提供擴散、干式低排放和低NOx燃燒系統(tǒng)（新老?最新的燃燒系統(tǒng)“DLN2.6e”已在7HA和9HA燃機上完成了100%天然氣的全速全），合燃燒)；根據(jù)燃氣輪機廠商(通用電氣、三菱-現(xiàn)有燃氣輪機產(chǎn)品中可接受的氫氣比例--現(xiàn)有燃氣輪機產(chǎn)品中可接受的氫氣比例-?核心技術：防回火、熱聲震蕩抑制、防氫脆材料、環(huán)境熱障涂層、火焰筒壁溫?燃燒室采用貧燃旋流多點直噴的設計方案，模擬排放數(shù)值低于25ppm委會、盈德氣體簽署《燃氣輪機摻氫燃燒示范項?21年12月，國電投在運燃機成功實現(xiàn)15%摻氫燃燒改造和運行，機組具備了純天上實施摻氫燃燒改造試驗和科研攻關，并于2022年底完成二期30發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行國內(nèi)外燃氫燃氣輪機的技術進展川崎重工的純氫燃氣輪機的燃燒器有2種技術路線：擴散燃燒器與?擴散燃燒器：目前使用含有高濃度氫氣的高反應性燃氣作為燃氣輪機的燃料進行發(fā)電時，多采用火焰穩(wěn)定性優(yōu)良的擴散燃燒法。這種燃燒方純氫干式低NOx燃燒技術?其在工業(yè)燃氣輪機中的應用發(fā)電領域—純氫氣、氫氣與天然氣的混合可以為燃氣輪機提供動力，從而實現(xiàn)發(fā)電行國內(nèi)外燃氫燃氣輪機的技術進展三菱重工的燃燒器是在主燃料噴嘴就進行氫氣混合。壓氣機排氣進入燃燒器內(nèi)部后通過旋流器葉片成為旋流，與三菱重工純氫燃氣輪機的燃燒器也有2種技術路線：擴散燃燒器與多點燃燒器（仍~30vol%~100vol%~100vol%（開發(fā)中）所需電池能量密度SAF生物燃油能量密度：9944Wh/kgwh/kg?航空商飛跨越里程長，單位距離能耗高。能量密度隨代際線性增長的動力電池難以?一架北京到上海的90座飛機所需電池能量密度SAF生物燃油能量密度：9944Wh/kgwh/kg?航空商飛跨越里程長，單位距離能耗高。能量密度隨代際線性增長的動力電池難以?一架北京到上海的90座飛機需要搭載45噸電池*，等于其自身起飛重量。如果換成燃wh/kg430Wh/kg可持續(xù)航空燃油（SAF）專題研究從綜合能量密度以及現(xiàn)有航空動力適配度看，SAF都是航空業(yè)降碳的最優(yōu)路徑氫能與現(xiàn)有商飛系統(tǒng)適