氢能源动力项目可行性报告二零一八年一月第一章基本情况1.1概况在汽车新能源各种发展方向,有两大块,一是充电式锂电池动力,一是氢能源动力。
锂电池动力因目前科技及成本,受限于充电时间,充电场地与电池重量体积大,总成本高于传统内燃机动力车辆,且使用一段时间后,电池储电量递减及电池年限达到后,更换电池都是一笔相当大支出。
另一方面,一般氢燃料电池面对最大问题在于,氢的储存运输不易成本高,存储不当会有爆炸危险,所以兴起慢。
但汽车行业一致认为,氢能源才是清洁能源最终解决方案。
展望使用质子交换燃料电池做为交通车辆的电源,在目前新兴的电力储存电池竞争下,有两个相当强烈的影响因素,一是燃料电池的价格二是机动车辆上安全填充储存氢气。
现在以色列犹太人,原苏联中央科学院科学家在前苏联解体后回到以色列,研发克服了不用贵金属催化方式,在常温常压状态下,氢能源解决方案,使用低成本,弹性催化剂,从富含氢气的液体中提取氢气,再加上一种创新的,成本高效益的合成方法,将氢气重新填装。
因此具有成本效益的解决方案,再加上如果氢水价格能控制在目标内,将是吸引力的。
再加上而我们这几年来研发电动车,其中不用稀土所做的低压开关马达,三元锂电池及电控累积许多经验及人才,通路等,若结合此全新技术,将掀起新能源汽车重大革命。
1.2产品技术介绍1.2.1.创新氢气-储-运-释放技术1.2.2.如何实现1.2.3.氢气来源与消费1.2.4.氢气-未来能源终极解决方案1.2.5.氢气使用面临最大问题点1.2.6.此技术为何低使用成本1.3技术优势1.3.1不同能源方式优劣势比较1.3.2实验用样机中国演示第二章行业分析2.1行业分析2.1.1氫燃料電池发展状况分析(一)高壓氫低溫反應動力700大氣壓儲存氫氣然后用燃料電池發電此技術為最普遍方式但有以下問題1.儲存罐全世界目前可製造此種鋼瓶不超過三家未來如何普遍應用不可能充份供應到一般使用者2.高壓儲存氫氣在一般時候仍然需要維持一定低溫度這樣需要另外耗能3.高壓氫氣填充設備一台至少15萬美金如何普遍絕對是一大問題4.高壓氫若有洩漏會如同德國興登堡飛船一樣產生大爆炸若每輛機動設備均攜帶一罐氫氣罐如同攜帶一顆小型的氫彈這樣安全嗎誰也不能保證高壓氫罐一點都沒有失效不良的時候(二)低壓氫高溫反應動力此方式以中國地質大學程寒松主持的”千人計劃”為主但這方式最大問題在於它氫氣反應的環境為700攝氏度如同一個機動車輛攜帶一鋁合金大融爐相當危險(三)金屬氫化物、吸附劑材料金屬吸附氫氣低壓儲存氫氣中含量最高的但目前遇到問題為吸附的金屬很容易就失效(金屬中毒)無法吸附氫氣此技術仍為實驗室階段無法商業化(四)利用甲醇提取氫氣在中國有人發明一種機器可將甲醇要使用時才提取氫氣跟以色列公司做法有點類似但是使用甲醇提取氫有多此一舉不如就直接用甲醇做燃料另外此機器如同一電腦桌大小不具應用價值(五)用化學方式儲存氫美國奧勒岡大學的化學家已為「氫」開發出一種基於硼氮(boron-nitrogen)的「液相」貯存材料,不僅在室溫下可安全運作,而且具備大氣與濕度穩定性,此種做法類似以色列做法,但如何用最低成本將氫催化出來這就是關鍵日本也有發展出類似做法但是催話劑就是用貴金屬(鉑),競爭性就不足,2.1.2.上游产业供应链分析(一)硼化物來源我們此案採用是硼化物做為氫的載體所以硼礦是相當關鍵材料來源全世界儲存量約計有43億噸現硼礦儲存量最多地區為中國每噸平均成本為542人民幣(二)低含量氫氣來源一、电解法将水电解得氢气和氧气。
氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也副产氢气。
电解法能得到纯氢,但耗电量很高,每生产氢气1m3 ,耗电量达21.6~25.2MJ。
二、烃类裂解法此法得到的裂解气含大量氢气,其含量视原料性质及裂解条件的不同而异。
裂解气深冷分离得到纯度90%的氢气,可作为工业用氢,如作为石油化工中催化加氢的原料。
三、烃类蒸汽转化法烃类在高温和催化剂存在下,可与水蒸气作用制成含氢的合成气。
为了从合成气中得到纯氢,可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体;也可采用膜分离得到纯氢;用金属钯吸附氢气,可分离出氢气体积达金属的1000倍。
四、炼厂气石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体,如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体,以及焦炉煤气(含氢45%~60%)经过深冷分离,可得纯度较高的工业氢气。
2.1.3可發展下游产业链分析(一)乘用車,載重車,工程車,拖車,二輪車,三輪車等交通行業(二)機器人,攜便式行動裝置,及無人載具.(三)偏遠山區邊界等軍事用途(四)海上或陸上风能发电,潮汐發電,太阳能光伏,將片斷發電量儲存運送(五)離峰尖峰電力儲存調整運用(六)工業用或家庭獨立發電電源2.2市场分析732.2.1市场预估1.快递业三轮车约有10万辆需求,预估氢水使用量约为每月780万升氢水。
2.电动摩托车每年约有4万辆需求,预估氢水每月使用量128万升氢水3.携便式电池系统初期每年1万套需求,预估氢水每月使用量20万升氢水4.电动汽车预估每年5千辆,预估氢水每月使用量1664万升氢水。
2.2.2市场定位面对巨大的市场需求和市场良好的增长趋势,行业的良好发展方向和良好的市场环境,公司的市场客户定位于:⏹东风汽车公司4吨冷链车氢能源动力系统;汽车增程器⏹军用无人机设备;⏹可写携式大量电源需求装备如机器人,电动工具母机,野外高山边境电源及风力太阳能发电储存。
⏹三轮车,及电动摩托车。
公司初期市场定位于主要以珠江三角洲为主要域性市场,中期扩展到邻近海外及长三角洲市场,后期推广到全国。
第三章产品3.1预定发展产品描述3.1.2 10KW氢燃料电池系统(一)产品性能1.整套系统产品尺寸需控制在600X500X400mm内2.一次性加入氢水后每小时需可供应10KwH电功3.包括氢水,总重量不超过500kg;4.耐振动,工作温度界于-20~80度摄氏度5.比传统电池轻50%-65%.循环寿命1万小时.无污染(无重金属污染)。
(二)产品用途轻型卡车,小型乘用车,汽车增程器。
3.1.3研發計劃及進度(四)主要技术指标規格制定 系統設計燃料電池電路控制 機構制造 組裝測試 道路測回饋 規格評審 系統修正 成本核算 小批量產 正式量產代理商負責籌劃建水廠国安負責 合約立項+15天 合約立項 合約立項+90天 合約立項+180天 合約立項+270天3.2产品优势3.2.1动力秒充3.2.2相对于现有锂电池五倍容量优势3.2.3氢水不断循环使用,成本低廉,具竞争性3.2.4 氫水安全無爆炸可能性3.2.5 零碳排放無汙染3.3产品的可持续发展3.3.1氢水含量目标于2018年提升氢含量到8%3.3.2以色列中国代理商技术支持与合作第四章营销策略4.1产品策略4.1.1. 以大功率动力为初期主推产品4.1.2.取代现有锂电池或铅酸电池系统为主,机动车主体结构保持原状。
4.2销售模式策略4.2.1 由快递业申通,韵达,顺丰及邮政四大系统,由地区性主打市用。
4.2.2. 氢水由总公司统一购买发放回收4.2.3. 汽车先期搭配于东风汽车电动卡车上,作为增程器使用,搭配销售到各电动车厂4.2.4. 在未划分服务点区域,采取网上销售,已有服务点区域,优先以服务据点为主。
4.3产品定价策略4.3.1. 到最终使用者端,氢水使用成本不高于1人民币/每升4.3.2. 整个氢动力系统,包括燃料电池,总制造成本不高于同样容量3倍锂电池购买成本。
第五章成本效益分析影响此氢能源成本有两大元素一是燃料电池成本二是氢水再制回收与销售价格,针对此分别做效益成本分析如下:5.1.燃料电池根据燃料电池使用的电解质种类,可分为酸性(PAFC),碱性(AFC),熔融盐类(MCFC)或固体(SOFC),质子交换(PEMFC)电解质燃料电池。
在燃料电池中PAFC及PEMFC可以冷启动及快启动,可以做为移动式电源,适应燃料电池电动汽车(FCEV)使用的要求,更具竞争力。
目前我们将采用英国Arcola Energy公司燃料电池,其报价如下:英国Arcola Energy 燃料电池公司地址:© Arcola Energy Limited, 24 Ashwin Street, London, E8 3DL电话:Tel: +44 (0) 20 7503 1386英国政府注册号:Company Number 07257863 registered in England and Wales事业发展及研发主管Richard Kemp-Haarper先生报价有关燃料电池PEMFC价格,年订购量/单位:美金1千瓦以上(每千瓦价格)1千瓦以下(每千瓦价格) 1000 套200usd 1000usd,如30千瓦燃料电池,国家补贴36万人民币,地方补贴36万人民币,相抵扣后氢燃料电池车,具有相当大利润空间。
5.2.氢水再制与回收,销售成本评估分析本工作范围是基于获利指标并且分析主要假设对氢气最低价格敏感度(主要随着产能增加与销售率时的改变),评估在大众运输工具上,特别是卡车及巴士上使用质子交换燃料电池,氢水最经济可行性。
在评估固定资产投入与生产量生产率对营运成本影响,并导出现金流,收入,营运成本及费用。
从这年度现金流预估对于投资者获利指标,净现值,投资报酬率与回收期做一完整报告。
此最初12年供应循环行硼氢化合物给于3万辆巴士与卡车,在充份使用状况下,符合氢气需求(每天2班16小时,每年340天运行,每班运行60公里,每公里行驶用氢气0.09公斤)等于每小时需要90顿硼氢化合物,相当每年11万顿氢水。
在12年内分为3阶段建厂,每阶段每小时增加30顿产能.以2016物价水凖,基于过去工程成本粗略预估,每小时生产90顿硼氢化合物,其主要直接投资设备成本约为7千9百万美金,总固定资产投资以3.3倍直接设备成本计算,估计需要2亿6千1百万美金,建设分为2年3阶段进行,每阶段固定资产投资分为40%,35%,25%投入。
在充份产能效率下(每小时生产90顿硼氢化合物,年供应11万顿氢气),所产出氢气总成本为每公斤2.2美金,这包含了每公斤0.75美金天然气,每公斤0.62美金压缩氢气与每公斤0.24美金的固定资产投资折旧成本。
基于预估现金流量表分析,在整个生命周期32年期间,12%投资报酬率,净现率为12%,固定资产以14年折旧计算,最大累计现金支出为1亿6千3百万美金。
最低氢气售价为每公斤2.55美金但A.若固定资产每增加10%投入,将会使氢水价格增加0.1美金,材料若上涨10%将会使得氢水成本增加0.15美金。
以氢水每公斤2.55美金计算,每年营运收入为2亿8千万美金。
预估税前净利率为23%。
第六章国安研发合作方式1.中方提專案需求,以色列中国代理商公司提供技術, 並由第一次由代理商承包此專案設計,中方支付開發費用, 完全技術轉移, 未來中国代理商單純銷售催化金屬, 氫水處理廠由中方獨資建設, 中国代理商提供所有技術支援, 未來代理商按銷售氫水數量收取權利金, 但需保障中國在3年內,在东风汽车集团及长安汽车集团獨家銷售, 中方則保證在期間內每年至少5千辆销售量,,達到后自动延长专属销售权。