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氢气循环系统
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李卿云·头豹分析师
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行业定义
氢气循环系统作为燃料电池系统的关键部件之一,主要功能是将燃料电池电堆内未反应的氢气循环再次利用,借此改善电堆内氢气的流量与压力分布的均匀性,避免发生局部缺氢的情况,并具有辅助排水或加湿的功能,降低氢气吹扫排放量。氢气循环系统的存在目的是提高氢气利用率,确保系统安全。为了提升燃料电池反应效率,减少加速反应时间,燃料电池的氢气供给量通常大于氢气的理论消耗量,如果不使氢气循环,而将过量供应的氢气直接随尾气排放,会造成能源浪费,同时,大量未反应的氢气直接排放至大气中,将造成极大的高浓度排氢隐患。
AI访谈
行业分类
目前中国的氢气循环系统主要采用氢气循环泵与氢气引射器两大部件,其中氢气循环泵是应用的主流。近年来随着燃料电池系统朝大功率方向不断发展,能够满足大功率系统高流量段流量的氢气循环泵资源稀缺,氢气引射器在下游应用中的占比逐年提升,头部燃料电池厂商大多选择氢气循环泵+氢气引射器的系统方案。
AI访谈
行业特征
当前中国的氢气循环系统以氢气循环泵为主流,氢气引射器应用占比正逐年提升。氢气循环系统近年来国产化进程加快,市场规模进入高速增长期,2021年市场规模同比上年增长256%。氢气循环系统对产品的密封性、耐水腐蚀性、流量、压力输出与润滑方式设计要求较高,技术护城河较深,行业呈现头部集中现象,2021年市场占比Top5企业CR5高达98.5%。
AI访谈
发展历程

氢气循环系统行业

目前已达到 3个阶段
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产业链分析
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行业规模
氢气循环系统行业规模
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AI访谈数据图表
政策梳理
氢气循环系统行业
相关政策 6篇
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竞争格局
氢气循环系统行业整体呈现头部集中现象,市场参与的企业数量正在不断提升中。2021年Top5企业市场规模集中度CR5为98.5%,Top3企业市场集中度CR3为93.0%。目前的行业参与者可主要分为传统的制冰设备、压缩机、电机、汽车供气系统、配电设备等专用设备制造商与新兴能源科技企业。前者一般成立于20世纪或21世纪初,拥有数十年机械制造技术积累,依托经验优势转型燃料电池关键部件制造,或通过持股新兴能源科技企业进入氢能赛道,如雪人股份、大洋电机等。后者大多成立于2017年左右,如瑞驱科技、鸾鸟电气等,企业融资以早期轮次为主,借势政策东风与氢气循环系统国产化热潮快速占据市场份额。随着燃料电池汽车示范城市群政策落地,燃料电池系统下游应用市场不断扩张,参与企业数量增多,行业集中度有望逐步下降,技术路径更加多元。
AI访谈数据图表
摘要
氢气循环系统作为燃料电池系统的关键部件之一,主要功能是将燃料电池电堆内未反应的氢气循环再次利用,借此改善电堆内氢气的流量与压力分布的均匀性,避免发生局部缺氢的情况,并具有辅助排水或加湿的功能,降低氢气吹扫排放量。当前中国的氢气循环系统以氢气循环泵为主流,氢气引射器应用占比正逐年提升。2020年以前,中国氢气循环系统市场主要被以德国普旭为代表的国际企业垄断,2020年以后逐步实现了国产化替代,并诞生了一批重视研发、技术领先的新兴能源科技企业。氢气循环系统产业链的价值集中于中游的氢气循环部件与下游的燃料电池系统,这些领域也是诞生科创板企业的沃土。氢气循环系统市场规模增长迅速,2021年市场规模约1.6亿元,同比上年增长256%。氢气循环部件技术壁垒较高,行业呈头部集中现象,目前的行业参与者可主要分为传统的制冰设备、压缩机、电机、汽车供气系统、配电设备等专用设备制造商与新兴能源科技企业,前者依托机械制造技术经验转型燃料电池关键部件生产,或通过持股新兴能源科技企业进入氢能赛道,后者借势政策东风与氢气循环系统国产化热潮快速占据市场份额,其中东德实业生产制造的氢气循环部件2020、2021年市占率均居行业首位。
氢气循环系统行业定义
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Prompt
氢气循环系统是指一种利用氢气作为工质在循环系统中进行能量传输和转换的系统。在能源领域,氢气循环系统一般指氢能源循环系统,包括氢能源生产、储存、运输、利用和回收等环节。这种系统的重要性在于,氢气作为一种可再生能源,可以实现能源的高效利用,同时还能减少对环境的污染。 然而,在实际应用中,关于氢气循环系统的定义存在一定的差异。一些定义将氢气循环系统仅限于能源循环系统,而另一些定义则将氢气循环系统扩展到其他工业领域。此外,不同的定义还会关注不同的方面,例如氢气的生产和储存、氢气的利用方式、氢气的纯度等。 总的来说,氢气循环系统是一种重要的能源循环系统,具有可再生、高效、环保等优点。然而,在实际应用中,需要根据具体的应用场景和需求进行定义和设计,以实现最优的效果。
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氢气循环系统作为燃料电池系统的关键部件之一,主要功能是将燃料电池电堆内未反应的氢气循环再次利用,借此改善电堆内氢气的流量与压力分布的均匀性,避免发生局部缺氢的情况,并具有辅助排水或加湿的功能,降低氢气吹扫排放量。氢气循环系统的存在目的是提高氢气利用率,确保系统安全。为了提升燃料电池反应效率,减少加速反应时间,燃料电池的氢气供给量通常大于氢气的理论消耗量,如果不使氢气循环,而将过量供应的氢气直接随尾气排放,会造成能源浪费,同时,大量未反应的氢气直接排放至大气中,将造成极大的高浓度排氢隐患。
[1]
1:http://www.qibebt.cas.cn/xwzx/kydt/202012/t20201221_5828535.html
2:https://36kr.com/p/1989707367671812
3:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,《燃料电池的“咽喉”攻坚战》;36kr,《氢气循环泵市场规模迅速增长,已基本实现国产化|未来能源创投风向标》
中国科学院青岛生物能源与过程研究所,《燃料电池的“咽喉”攻坚战》;36kr,《氢气循环泵市场规模迅速增长,已基本实现国产化|未来能源创投风向标》
氢气循环系统行业分类
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最主流的分类标准是根据氢气的来源和制备方法将氢气循环系统行业分为两大类:可再生氢气循环系统和非可再生氢气循环系统。 可再生氢气循环系统通过利用可再生能源,如太阳能、风能、水能等,产生的电能来制备氢气。这类系统的典型内容包括太阳能-水分解氢气循环系统、风能-水分解氢气循环系统、水能-水分解氢气循环系统等。其中,太阳能-水分解氢气循环系统利用太阳能将水分解成氢气和氧气,氢气被储存起来用于能源供应,氧气则通过氧化还原反应再次与氢气结合产生水。风能-水分解氢气循环系统和水能-水分解氢气循环系统的原理与太阳能-水分解氢气循环系统类似,只是利用的能源不同而已。 非可再生氢气循环系统则是利用化石燃料等非可再生能源制备氢气。这类系统的典型内容包括天然气重整氢气循环系统、煤炭气化氢气循环系统等。其中,天然气重整氢气循环系统利用天然气中的甲烷进行重整反应,产生氢气和二氧化碳,氢气被储存起来用于能源供应,二氧化碳则被排放到大气中。煤炭气化氢气循环系统则是利用煤炭进行气化反应,产生氢气和一氧化碳等气体,氢气被储存起来用于能源供应,一氧化碳则被转化为二氧化碳排放到大气中。 可再生氢气循环系统和非可再生氢气循环系统的特点和差异主要在于氢气的制备方法和原材料来源不同,可再生氢气循环系统具有环保、可持续等特点,但因其制备成本较高,技术难度大,应用范围受限;非可再生氢气循环系统具有制备成本低、技术成熟等优点,但因其排放的二氧化碳等有害气体对环境造成的污染较大,难以满足可持续发展的需求。因此,未来氢气循环系统的发展方向将是加强可再生氢气循环系统的研发,提高其制备效率,减少能源消耗和环境污染。
开通头豹会员
目前中国的氢气循环系统主要采用氢气循环泵与氢气引射器两大部件,其中氢气循环泵是应用的主流。近年来随着燃料电池系统朝大功率方向不断发展,能够满足大功率系统高流量段流量的氢气循环泵资源稀缺,氢气引射器在下游应用中的占比逐年提升,头部燃料电池厂商大多选择氢气循环泵+氢气引射器的系统方案。
氢气循环系统分类
氢气循环泵
氢气循环泵通过连接燃料电池电堆氢气端的入口与出口,在电堆内部建立起较为稳定的氢气流量。目前氢气循环泵中应用最多的产品结构是爪式真空泵,该真空泵的两个爪形转子在缸体内以彼此相反的方向旋转,气体被爪型转子吸入后压缩并排放。氢气循环泵具有主动可调节、快速响应和较宽的工作区间等优势,其主要缺点在于循环泵的使用会产生额外的能耗、噪音、振动等问题,并且增加系统重量和体积,不利于进行燃料电池发动机的布置和结构紧凑性设计。
氢气引射器
氢气引射器利用高速喷射工作流体造成的压差将喷出的气体不断吸入并且再次喷出,实现对氢气的循环再利用。引射器的优势主要在于节省能耗、体积仅为循环泵的1/3、成本仅为循环泵的1/2。相较于氢气循环泵,引射器无移动部件,结构简单,运行可靠,而且无寄生功率,但在低功率负载情况下引射效果不佳。2021年,引射器制造企业解决了技术难题,达成了全功率覆盖,并有部分企业已完成引射器技术的检测与验证,开始应用于市场。未来,氢气循环系统的发展将以高紧凑、低能耗、无污染为目标,因此包含引射器的氢气循环系统将成为未来发展方向。
[2]
1:http://www.qibebt.cas.cn/xwzx/kydt/202012/t20201221_5828535.html
2:https://www.xch3.com/Resource/BPPfile/2020-01-08/20200108162455921.pdf
3:https://www.gg-fc.com/art-41328.html
4:http://www.trendbank.net/detail/16567/1/34
5:https://36kr.com/p/1989707367671812
6:https://www.gg-fc.com/art-43215.html
7:中国科学院青岛生物能源与过程研究所,《燃料电池的“咽喉”攻坚战》;香橙会《燃料电池系统氢气循环装置调研报告2019》;高工氢电网,《氢循环系统市场规模多大?》;势银,《势银专题报告|2022年氢气循环系统市场将进一步朝着引射器方向发展》;36kr,《氢气循环泵市场规模迅速增长,已基本实现国产化|未来能源创投风向标》;高工氢电网,《透析氢循环系统市场格局》
中国科学院青岛生物能源与过程研究所,《燃料电池的“咽喉”攻坚战》;香橙会《燃料电池系统氢气循环装置调研报告2019》;高工氢电网,《氢循环系统市场规模多大?》;势银,《势银专题报告|2022年氢气循环系统市场将进一步朝着引射器方向发展》;36kr,《氢气循环泵市场规模迅速增长,已基本实现国产化|未来能源创投风向标》;高工氢电网,《透析氢循环系统市场格局》
氢气循环系统行业特征
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Prompt
中国氢气循环系统行业特征分析 随着全球气候变化和环境问题的日益严重,氢气作为一种清洁、高效、可再生能源,受到了越来越多的关注。在中国,氢气循环系统行业也正在迅速发展。本文将从商业模式、竞争环境和用户画像三个维度入手,分析中国氢气循环系统行业的特征。 商业模式: 氢气循环系统行业的商业模式主要分为两种:一是氢气生产和储存,二是氢燃料电池车和加氢站。前者是氢气产业链的上游,后者是氢气产业链的下游。在中国,氢气产业链的上游在发展初期,主要依靠政府资金和政策扶持,下游则面临较大的市场挑战。当前,中国政府正在出台一系列政策,鼓励企业投入氢气产业发展。同时,一些大型能源企业也在积极探索氢气产业的商业模式,如中石化、中石油、国家电网等。 竞争环境: 目前,中国氢气循环系统行业的竞争环境相对较为宽松,主要有以下几个原因:一是氢气产业链整体发展较慢,市场规模较小。二是氢气技术尚未成熟,各企业之间的技术差异不大。三是政策扶持力度较大,政府对氢气产业的支持和引导也在不断增加。但随着氢气技术的不断发展和市场规模的逐渐扩大,竞争环境将逐渐加剧。 用户画像: 氢气循环系统的主要用户是企业和政府部门。企业主要是一些大型能源企业和汽车制造商,政府部门则是各级政府。当前,中国政府正在大力推动氢气产业的发展,各级政府在氢气产业发展中扮演着重要的角色。同时,一些大型能源企业和汽车制造商也在积极探索氢气产业的商业模式,未来这些企业将成为氢气产业的主要用户。 综上所述,中国氢气循环系统行业的商业模式主要分为氢气生产和储存、氢燃料电池车和加氢站两种,竞争环境相对较为宽松,主要用户是企业和政府部门。随着氢气技术的不断发展和市场规模的逐渐扩大,竞争环境将逐渐加剧。数据来源主要来自政府部门和行业研究机构发布的相关数据。
开通头豹会员
当前中国的氢气循环系统以氢气循环泵为主流,氢气引射器应用占比正逐年提升。氢气循环系统近年来国产化进程加快,市场规模进入高速增长期,2021年市场规模同比上年增长256%。氢气循环系统对产品的密封性、耐水腐蚀性、流量、压力输出与润滑方式设计要求较高,技术护城河较深,行业呈现头部集中现象,2021年市场占比Top5企业CR5高达98.5%。
1
以氢气循环泵为主流,引射器应用占比逐年提升
当前中国的氢气循环系统以氢气循环泵为主流,氢气引射器应用占比正逐年提升。
2020年引射器的应用量约占氢气循环系统出货量的11%,2021年引射器的应用占比上升至38%,主要原因是引射器制造企业攻克了技术难题,达成了全功率覆盖,并有部分企业完成了引射器技术的检测与验证,开始推向市场,未来包含引射器的氢气循环系统将成为燃料电池关键部件的重要发展方向。
2
市场规模增长迅速
中国氢气循环系统市场规模增长迅速。
2020年氢气循环系统市场规模在0.4亿元左右,2021年市场规模迅速扩张至1.6亿元,同比上年增长256%。龙头企业东德实业的氢气循环泵销量在2021年迎来业绩爆发,同比2020年翻了4倍以上,浙江宏昇的氢气循环系统出货量也在2020年的基础上增长了50%以上。
3
行业集中度高
从行业集中度看,氢气循环系统行业呈现头部集中现象,但整体而言,市场参与的企业数量不断提升。
2021年Top5企业市场规模集中度CR5为98.5%,较上年下降1.5%;而Top3企业市场集中度CR3为93.0%,较上年上升1.3%。
4
技术壁垒高
氢气循环系统对产品技术要求较高。
由于氢气是世界上密度最小、质量最轻的物质,应用需考虑密封问题,且氢气经过氧化还原反应后会带有少量水或水蒸气,氢气循环系统对密封性与耐水腐蚀性的要求极高。燃料电池电堆反应过程中的氢气与氧气压力均大幅高于标准大气压,且输出功率持续升级,对氢气循环系统提出了大流量、高流速的要求,增加了设计与研发难度。为防止润滑油使催化剂发生中毒现象,燃料电池电堆采用无油润滑,氢气循环系统在设计时需重点考虑润滑方式与使用环境,以延长使用寿命。
5
国产化程度高
中国氢气循环系统国产化程度高。
2020年以前,中国氢气循环系统严重依赖进口,德国普旭生产的氢气循环泵占据市场份额90%以上,单价超过5万元/台。2020年以后,中国氢气循环系统市场逐步实现国产替代,国产氢气循环泵技术达到国际领先水平,且价格显著低于进口产品,价格降至1-2万元/台,普旭基本退出中国市场。2021年,中国氢气循环系统国内企业出货量占比91.7%,其余为国外厂商出货。
[3]
1:https://www.gg-fc.com/art-41328.html
2:http://www.trendbank.net/detail/16567/1/34
3:https://www.gg-fc.com/art-43215.html
4:https://www.gg-fc.com/art-43330.html
5:https://www.xch3.com/Resource/BPPfile/2020-01-08/20200108162455921.pdf
6:高工氢电网,《氢循环系统市场规模多大?》;势银,《势银专题报告|2022年氢气循环系统市场将进一步朝着引射器方向发展》;高工氢电网,《透析氢循环系统市场格局》;高工氢电网,《GGII:2021年中国氢循环部件市场规模TOP5企业》;香橙会《燃料电池系统氢气循环装置调研报告2019》
高工氢电网,《氢循环系统市场规模多大?》;势银,《势银专题报告|2022年氢气循环系统市场将进一步朝着引射器方向发展》;高工氢电网,《透析氢循环系统市场格局》;高工氢电网,《GGII:2021年中国氢循环部件市场规模TOP5企业》;香橙会《燃料电池系统氢气循环装置调研报告2019》
词条作者链
李卿云·头豹分析师
2023-02-07
修改“氢气循环系统”词条报告
李卿云·头豹分析师
2023-01-30
发布“氢气循环系统”词条报告
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