氢燃料电池项目可行性方案

氢燃料电池项目

可行性方案

规划设计/投资方案/产业运营

承诺书

申请人郑重承诺如下：

“氢燃料电池项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。

公司法人代表签字：

xxx公司（盖章）

xxx年xx月xx日

项目概要

在氢燃料电池产业链中，上游是氢气的制取、运输和储藏，在加氢站对氢燃料电池系统进行氢气的加注；中游是电堆等关键零部件的生产，将电堆和配件两大部分进行集成，形成氢燃料电池系统；在下游应用层面，主要有交通运输、便携式电源和固定式电源三个方向。

该氢燃料电池项目计划总投资15349.66万元，其中：固定资产投资10325.91万元，占项目总投资的67.27%；流动资金5023.75万元，占项目总投资的32.73%。

达产年营业收入36598.00万元，总成本费用27636.31万元，税金及附加304.70万元，利润总额8961.69万元，利税总额10502.49万元，税后净利润6721.27万元，达产年纳税总额3781.22万元；达产年投资利润率58.38%，投资利税率68.42%，投资回报率43.79%，全部投资回收期3.78年，提供就业职位728个。

报告依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及项目承办单位的实际情况，按照项目的建设要求，对项目的实施在技术、经济、社会和环境保护、安全生产等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证；本报告通过对项目进行技术化和经济化比较和分析，阐述投资项目的市场必要性、技术可行性与经济合理性。

报告主要内容：项目承担单位基本情况、项目技术工艺特点及优势、项目建设主要内容和规模、项目建设地点、工程方案、产品工艺路线与技术特点、设备选型、总平面布置与运输、环境保护、职业安全卫生、消防与节能、项目实施进度、项目投资与资金来源、财务评价等。

第一章项目承办单位基本情况

一、公司概况

公司满怀信心，发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追求卓越，回报社会” 的企业宗旨，以优良的产品、可靠的质量、

一流的服务为客户提供更多更好的优质产品。公司坚持诚信为本、铸

就品牌，优质服务、赢得市场的经营理念，秉承以人为本，宾客至上

服务理念，将一整套针对用户使用过程中完善的服务方案。

企业“以客户为中心”的服务理念，基于特征对用户群进行划分，从而有针对性地打造满足不同用户群多样化用能需求的客户服务体系。公司自成立以来，在整合产业服务资源的基础上，积累用户需求实现

技术创新，专注为客户创造价值。

公司自设立以来，组建了一批经验丰富、能力优秀的管理团队。

管理团队人员对行业有着深刻的认识，能够敏锐地把握行业内的发展

趋势，抓住业务拓展机会，对公司未来发展有着科学的规划。相关管

理人员利用自己在行业内深耕积累的经验优势，为公司未来业绩发展

提供了有力保障。

二、所属行业基本情况

在氢燃料电池产业链中，上游是氢气的制取、运输和储藏，在加氢站对氢燃料电池系统进行氢气的加注；中游是电堆等关键零部件的生产，将电堆和配件两大部分进行集成，形成氢燃料电池系统；在下游应用层面，主要有交通运输、便携式电源和固定式电源三个方向。

三、公司经济效益分析

上一年度，xxx科技发展公司实现营业收入31459.28万元，同比增长25.45%（6382.64万元）。其中，主营业业务氢燃料电池生产及销售收入为29876.72万元，占营业总收入的94.97%。

上年度主要经济指标

根据初步统计测算，公司实现利润总额9280.79万元，较去年同

期相比增长1088.68万元，增长率13.29%；实现净利润6960.59万元，较去年同期相比增长1122.56万元，增长率19.23%。

上年度主要经济指标

第二章项目技术工艺特点及优势

一、技术方案

（一）技术方案选用方向

1、对于生产技术方案的选用，遵循“自动控制、安全可靠、运行

稳定、节省投资、综合利用资源”的原则，选用当前较先进的集散型

控制系统，由计算机统一控制整个生产线的各项工艺参数，使产品质

量稳定在高水平上，同时可降低物料的消耗。严格按行业规范要求组

织生产经营活动，有效控制产品质量，为广大顾客提供优质的产品和

良好的服务。

2、遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则。积

极采用新技术、新工艺和高效率专用设备，使用高质量的原辅材料，

稳定和提高产品质量，制造高附加值的产品，不断提高企业的市场竞

争能力。

3、在工艺设备的配置上，依据节能的原则，选用新型节能型设备，根据有利于环境保护的原则，优先选用环境保护型设备，满足项目所

制订的产品方案要求，优选具有国际先进水平的生产、试验及配套等

设备，充分显现龙头企业专业化水平，选择高效、合理的生产和物流方式。

4、生产工艺设计要满足规模化生产要求，注重生产工艺的总体设计，工艺布局采用最佳物流模式，最有效的仓储模式，最短的物流过程，最便捷的物资流向。

5、根据该项目的产品方案，所选用的工艺流程能够满足产品制造的要求，同时，加强员工技术培训，严格质量管理，按照工艺流程技术要求进行操作，提高产品合格率，努力追求产品的“零缺陷”，以关键生产工序为质量控制点，确保该项目产品质量。

6、在项目建设和实施过程中，认真贯彻执行环境保护和安全生产的“三同时”原则，注重环境保护、职业安全卫生、消防及节能等法律法规和各项措施的贯彻落实。

（三）工艺技术方案选用原则

1、在基础设施建设和工业生产过程中，应全面实施清洁生产，尽可能降低总的物耗、水耗和能源消费，通过物料替代、工艺革新、减少有毒有害物质的使用和排放，在建筑材料、能源使用、产品和服务过程中，鼓励利用可再生资源和可重复利用资源。

2、遵循“高起点、优质量、专业化、经济规模”的建设原则，积极采用新技术、新工艺和高效率专用设备，使用高质量的原辅材料，稳定和提高产品质量，制造高附加值的产品，不断提高企业的市场竞争力。

（四）工艺技术方案要求

1、对于生产技术方案的选用，遵循“自动控制、安全可靠、运行稳定、节省投资、综合利用资源”的原则，选用当前较先进的集散型控制系统，控制整个生产线的各项工艺参数，使产品质量稳定在高水平上，同时可降低物料的消耗；严格按照电气机械和器材制造行业规范要求组织生产经营活动，有效控制产品质量，为广大顾客提供优质的产品和良好的服务。

2、建立完善柔性生产模式；本期工程项目产品具有客户需求多样化、产品个性差异化的特点，因此，产品规格品种多样，单批生产数量较小，多品种、小批量的制造特点直接影响生产效率、生产成本及交付周期；益而益（集团）有限公司将建设先进的柔性制造生产线，并将柔性制造技术广泛应用到产品制造各个环节，可以在照顾到客户个性化要求的同时不牺牲生产规模优势和质量控制水平，同时，降低

故障率、提高性价比，使产品性能和质量达到国内领先、国际先进水平。

二、项目工艺技术设计方案

（一）技术来源及先进性说明

项目技术来源为公司的自有技术，该技术达到国内先进水平。

（二）项目技术优势分析

本期工程项目采用国内先进的技术，该技术具有资金占用少、生

产效率高、资源消耗低、劳动强度小的特点，其技术特性属于技术密

集型，该技术具备以下优势：

1、技术含量和自动化水平较高，处于国内先进水平，在产品质量

水平上相对其他生产技术性能费用比优越，结构合理、占地面积小、

功能齐全、运行费用低、使用寿命长；在工艺水平上该技术能够保证

产品质量高稳定性、提高资源利用率和节能降耗水平；根据初步测算，利用该技术生产产品，可提高原料利用率和用电效率，在装备水平上，该技术使用的设备自动控制程度和性能可靠性相对较高。

2、本期工程项目采用的技术与国内资源条件适应，具有良好的技

术适应性；该技术工艺路线可以适应国内主要原材料特性，技术工艺

路线简洁，有利于流程控制和设备操作，工艺技术已经被国内生产实践检验，证明技术成熟，技术支援条件良好，具有较强的可靠性。

3、技术设备投资和产品生产成本低，具有较强的经济合理性；本期工程项目采用本技术方案建设其主要设备多数可按通用标准在国内采购。

4、节能设施先进并可进行多规格产品转换，项目运行成本较低，应变市场能力很强。

第三章背景及必要性

一、氢燃料电池项目背景分析

在氢燃料电池产业链中，上游是氢气的制取、运输和储藏，在加

氢站对氢燃料电池系统进行氢气的加注；中游是电堆等关键零部件的

生产，将电堆和配件两大部分进行集成，形成氢燃料电池系统；在下

游应用层面，主要有交通运输、便携式电源和固定式电源三个方向。

氢能和燃料电池的关键技术主要是氢能的生产工艺、燃料电池技术、氢燃料的运输与配送等。

燃料电池的发电原理与电池大致相同，实质是燃料气体和氧化剂

发生化学反应。燃料电池主要有三个组成部分：阴极、阳极和电解质。（1）电解质：电解质材料决定了燃料电池的类型；（2）阳极：将燃

料分解成电子和离子，通常由铂制成；（3）阴极：将离子转化为水，

通常由镍或纳米材料制成。

不同类型的燃料电池取决于使用的电解质不同。其中，质子交换

膜燃料电池（PEMFC）应用范围较广，也是交通领域燃料电池的首选。

一、燃料电池系统

燃料电池车用动力系统主要包括燃料电池发动机、动力电池、电

机驱动系统、控制系统、DCDC直流变换器。我国攻克了车用燃料电池

动力系统集成、控制和适配等关键技术难点，形成了燃料电池系统、

动力电池系统、DC/DC（直流/直流）转换器、驱动电机、储氢与供氢

系统等关键零部件部件配套研发体系，总体技术接近国际先进水平。

1）乘用车方面：国外乘用车厂发动机均采用全功率模式，再加上

乘用车内空间有限，因此均使用高压金属板电堆，体积功率密度高

（>3kW/L），均实现-25℃以下低温启动，寿命5000小时以上，已实

现商业化销售。但是，国内燃料电池乘用车发动机仅有上汽一家自主

开发的荣威950轿车（30kW）完成公告认证，其他乘用车企业均采用

合作的方式，还处于样车开发阶段，例如北汽、广汽、长安、汉腾等。

2）商用车方面：国外商用车发动机供应商主要有巴拉德、Hydrogenics和USHybrid，这三家企业目前都与国内的企业有合作，

发动机均采用石墨板和中低压技术路线，寿命超过10000小时。

国内燃料电池发动机开发模式与国外不同，国外采用全功率型发

动机，国内则采用氢-电混合燃料电池发动机。国内有北京亿华通、新

源动力、上海重塑、广东国鸿重塑等企业开发出30kW以上燃料电池发

动机。目前装载北京亿华通燃料电池发动机的客车租赁车队（北京60

辆燃料电池团体客车）和燃料电池公交车车队（张家口74台燃料电池

公交车）已正式投入商业化运营；装载上汽集团自主研发的燃料电池

发动机的FCV80实现了百台级的销售和日常运营；上海重塑的燃料电

池发动机装载了500台物流车投入商业化运营。

二、电池堆

电堆是燃料电池的主要成本，年产1,000套系统与年产50万套系统，电堆占燃料电池成本分别为66%、42%。根据DOE的估算，车用

80kW燃料电池系统成本平均为45美元/kW（年产50万套的规模），其中燃料电池堆成本为19美元/kW。从成本敏感性因素分析来看，膜电

极的比功率、贵金属铂的用量及膜成本是决定成本的关键因素。另外，辅助系统关键部件的成本为26美元/kW，空气压缩机、氢气循环系统、增湿器的成本是关键因素。

电堆是发生电化学反应的场所，也是燃料电池动力系统核心部分，由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。将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紧固拴牢，

即构成燃料电池电堆。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经

电堆气体主通道分配至各单电池的双极板，经双极板导流均匀分配至

电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

国外乘用车厂大多自行开发电堆，并不对外开放，例如丰田、本田、现代等。也有少数采用合作伙伴的电堆来开发发动机的乘用车企业，例如奥迪（采用加拿大巴拉德定制开发的电堆）和奔驰（采用奔

驰与福田的合资公司AFCC的电堆）。

目前国外可以单独供应车用燃料电池电堆的知名企业主要有加拿

大的Ballard和Hydrogenics，欧洲和美国正在运营的燃料电池公交车绝大多数采用这两家公司的石墨板电堆产品，已经经过了数千万公里、数百万小时的实车运营考验，这两家加拿大电堆企业都已经具备了一

定产能，Ballard还与广东国鸿设立了合资企业生产9SSL电堆。此外

还有一些规模较小的电堆开发企业，例如英国的Erlingklinger，荷兰的Nedstack等，在个别项目有过应用，目前产能比较有限。

三、空压机

空压机则是空气压缩机，是车用燃料电池氢氧供应系统的重要部件，它将常压的空气压缩到燃料电池期望的压力，由于燃料电池内部

的化学反应对环境“苛刻”的要求，参与反应的空气（其中的氧气）

的温度、湿度、压力和流量需要空压机进行控制与调整。常见的空压

机类型有滑片式、涡旋式、螺杆式与离心涡轮式等。

螺杆式空压机的优点是压力/流量可以灵活调整、启停方便、安装

简单，缺点是噪声大、体积大、质量重和价格高，已在美国GM，PlugPower、加拿大Ballard等公司的燃料电池系统中采用。涡轮式空

压机容积效率较高，压力与气量连续可调，但尺寸和重量较大，本田

和现代等公司已定制开发了空气轴承的涡轮式空压机。

目前国内车用燃料电池空压机基本依赖进口，国产的仅广顺空压

机在上汽有实际应用。

四、氢气循环泵

典型的氢气供应系统HSS包括高压储氢瓶、减压阀、压力调节阀、循环装置(循环泵或引射器)、稳压罐、传感器、各种电磁阀及管路等。HSS通过高压储氢瓶提供电堆所需的氢气，根据电堆的工况特性，对氢气进行调压、加热、加湿，并通过循环装置对电堆出口氢气进行循环

利用。

为保证PEMFC稳定高效运行，同时提高氢气利用率，通常采用氢

气循环的方法，即氢气把电堆内部生成的水带出后，经水气分离装置

将液态水分离，再将氢气循环送回到电堆阳极重复使用，同时对新鲜

氢气进行加湿。

目前氢气循环泵依赖进口，美国Park公司开发出氢气循环泵可用于不同的氢燃料电池汽车。国内目前没有替代品，主要是由于氢气循环泵的氢气密封和水汽腐蚀和冲击问题难以解决，国外也仅有几家能够提供解决方案。国内雪人股份、广顺新能源、汉钟精机等企业正在进行氢气循环泵的研发。

五、加湿器

目前国际上的主流技术是Gas-to-Gas加湿器。国外已经有许多厂家开发出加湿器，并已形成产品，能够满足备用电源到氢燃料电池公交车用加湿需要。如美国的Perma-Pure生产的管式加湿器、加拿大Dipont生产的板式加湿器、德国Mann-Hummel生产的板式和管式加湿器和德国FreudenbergFCCT生产的管式加湿器等。

六、储氢瓶

车载供氢系统为燃料电池发动机提供燃料供给，分硬件和控制系统两部分；硬件系统包括碳纤维缠绕铝内胆储氢瓶、组合式瓶阀、溢流阀、减压阀、压力/温度传感器等组成。

我国使用的压力为35MPa的碳纤维缠绕金属内胆气瓶（III型）的储氢密度为3.9%，通过提高压力到70MPa可达5%；而采用碳纤维缠绕塑料内胆气瓶（IV型瓶）储氢密度可以进一步提高到5.5%。我们在IV

型气瓶方面尚没有掌握制造技术，在70MPa的III型气瓶方面仅有研

发成果，没有产品。

七、制氢

我国氢气产能超过2,000万t/a，但生产主要依赖化石能源，消费

主要作为工业原料，清洁能源制氢和氢能的能源化利用规模较小。（1）氢气供给：国内由煤、天然气、石油等化石燃料生产的氢气占比接近70%，工业副产氢（焦炉煤气、氯碱等）占比约为30%，电解水制氢占

比不到1%。（2）氢气需求：基本为工业用途，如合成氨、合成甲醇、石油炼化等；用于交通领域的燃料电池汽车占比不到1%。

氢气的生产工艺主要有蒸汽甲烷重整和电解制氢两种。（1）重整

制氢：根据IEA数据，全球48%的氢气是由天然气通过蒸汽甲烷重整工艺（SMR）生产，即在高温、催化剂的作用下，甲烷和水蒸气发生的反

应生成氢气的过程。用这种方法大规模生产氢气的成本主要由天然气

价格决定，例如目前美国天然气的价格是0.9美元/kg，欧洲的天然气2.2美元/kg，日本的天然气3.2/kg。

电解制氢。电解法是通过施加一个直流电把水分离成氢气和氧气，把电能转化成化学能。2014年，全球大约安装了8GW电解能力的电解

氢设备。不同类型的电解槽可以按电解质和电荷载体的不同，分成碱

性电解槽、质子交换膜（PEM）电解槽和固体氧化物（SO）电解槽等。

碱性电解槽是目前最成熟的技术，并且投资成本比其他的电解槽要低

很多，但是PEM电解槽和SO电解槽更有希望降低成本和提高效率。电

解氢的成本取决于电力成本以及电解槽的投资成本。为了最大限度地

降低电力成本，很多电解氢的设备选择接入价格低廉的可再生能源，

如光伏和风电。

八、储运

通常制氢后得到的氢气通过压缩途径储存。将氢气通过压缩机压缩，存储在中低压压力等级的储氢罐。当制得的氢气量足够大时，利

用地下气穴储存，地下存储的氢气压力水平范围为2MPa至18MPa。若

设备允许，氢气可以通过低温液化，储存到低温储氢罐，其储氢量相

比压缩储氢要大得多；同等空间下，压缩储氢提供氢储量100kWh，而

低温液态存储可达100GWh。对于压缩氢气储氢，压缩机是储氢的关键

技术。

九、运输

相比上游制氢行业，氢能储运和加注产业化较为滞后。压缩氢气

与液态、固态和有机液体储氢技术相比相对成熟，但产业化仍有距离。我国压缩氢气主要通过气氢拖车和氢气管道两种方式运输。