“双碳”目标背景下氢能移动电源价值创新策略

师菲芬

摘要：“双碳”目标背景下，氢燃料电池是《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》中重要的发展领域之一。氢能移动电源作为氢燃料电池发展中的一个方向，能够解决传统移动电源存在的续航时间短、噪声较大及污染环境等问题，目前氢能移动电源的价值受到应用场景单一、推广力度小、成本较高等因素的制约，为提升其价值，文章基于价值创新视角，从应用场景、营销策略、盈利模式3个方面提出氢能移动电源价值创新策略。

关键词：“双碳”；氢能移动电源；价值创新

中图分类号：    文献标识码：A   文章编号：1674-0688（2023）02-0012-03

0 引言

传统移动电源产业发展迅速，目前市场上的主流产品是以锂电池为代表的储能电源，它虽然具有较高的能量密度和较好的循环充放电性能，但是其安全性、低温工作性能差，电池容量衰减快。此外，储能电源作为一种二次电池，难以兼顾轻便性和持久性。其他种类的移动电源也存在各自的痛点，如太阳能电池受时间、气候和季节等环境因素影响较大，导致电能输出不稳定；传统燃油发电机运行过程会产生严重的噪声污染与环境污染［1］。随着“双碳”目标的制定和快速增加的电子产品市场需求，传统移动电源产业中存在续航时间短、噪音和环境污染严重等痛点，已经制约整体产业可持续价值的提升。氢能是多种能源传输和整合的纽带，是组成未来清洁低碳能源体系的核心之一。氢能燃料电池是氢能源产业链发展的其中一环，其主要应用于固定、运输和便携式三大领域。目前，各类研究主要集中于运输领域的汽车产业，对便携式移动电源领域的氢能移动电源研究较少。本文希望通过介绍氢能在便携式移动电源中的具体应用，为提升移动电源产业价值提出新的解决方案。同时，研究氢能移动电源价值创新策略，以期增强大众对氢能产业链的认知，为氢能便携式领域提供新的研究方向。

1 氢能移动电源原理及特点

1.1 氢能移动电源的原理

氢能移动电源是一种可调频便携式质子交换膜燃料电池，其基本工作原理是结合高性能固态储氢材料及催化剂，利用富氢分子水解产氢技术，便捷、高效地制备出高纯度氢气，为质子交换膜燃料电池提供持续的优质氢源，保证电力的持久供应和稳定输出。氢能移动电源采用创新性结构设计，具有高燃料利用率、高集成化程度及模块化可拆卸等优势，能高效地将氢能转化为电能，为移动电子设备持久、稳定地供能。

1.2 氫能移动电源的特点

（1）安全稳定，节能环保。氢能移动电源具有高比能量、质轻小巧、储电储氢互补等特点，能量密度是一般可充电电池的5～10倍，是传统镍镉电池的800倍。同时，使用氢气作为燃料，可实现真正的无污染、绿色循环发展。

（2）高度集成化，模块可拆卸。氢能移动电源集成度高，反应器、冷凝器和干燥除碱管等装置使用一体式设计，使其体积和重量更小。同时，氢能移动电源显著提高了储氢密度，真正实现携带方便、使用便捷的目标。采用模块化结构设计策略，使电池可通过更换设备反应器实现长时间工作且不需要外部供电，实现便携电源由储能式电池向自发电式燃料电池的跨域式转变。

（3）反应速度快，使用范围广。高性能固态储制氢材料应用于氢能移动电源中，氢能移动电源具有水解活性高、反应程度高、制氢响应时间短、产氢速率稳定、反应充分等特点，氢能转化为电能的转化率可达85%以上。同时，通过改变进料泵的进水速率以控制注水速度，达到控制反应进程的目的。

（4）无噪音，启动速度快。传统燃油发电机会产生严重的噪音与环境污染，并且需要较长的预热时间使其达到最大功率，与之相比，氢能移动电源运行过程中通常不会有噪音出现，同时具有启动速度快、化学反应速度快的特点，适用于低温高寒、电源远离电网等极端环境下的长时电力供应。

2 氢能移动电源应用现状

氢能移动电源具有能量转化率高、能量密度高、噪音低及零污染等优势，但在国内未能大规模应用，其原因是多方面的。

2.1 应用场景单一

氢能移动电源具有红外信号低、隐身性能好、运行可靠、噪声低和后勤负担低的优势，可为手机、电脑、摄像机、军用通信设备等电子产品提供持续稳定、“即插即用”、绿色无污染的电力。目前，市面上的移动电源竞品少、产品性能质量较高、产业链相对完善，氢能移动电源与传统移动电源在价格和性能上的差别不大、优势不明显，因此现阶段在民用领域还未全面应用［2］。

2.2 推广力度较小

氢能移动电源能够助力储能、移动电源市场实现“双碳”目标，由于现有技术不够成熟，市场并未全面开发，相较于传统移动电源市场，生产厂家需要投入更多的研发成本，因此对氢能移动电源有深入研发的公司数量目前屈指可数，“浙江高成绿能”“上海攀业氢能源”“北京氢璞创能”等企业研制生产了氢能移动电源［1，3］。然而，这些生产厂商的规模较小，大多注重产品优化，推广投入有限，因此整体氢能移动电源市场推广力度较小，客户群体因不了解产品而无法形成产业价值规模。

2.3 成本有望下降

氢能移动电源的关键配件国产化率低、产量低，导致生产成本较高。但令人高兴的是，膜电极、氢气循环泵、空气压缩机、催化剂等关键材料，国内均已实现小规模自主生产，为未来大规模商业化生产储备了技术基础和经验。氢能移动电源中所需的燃料电池系统的国产化程度已从2017年的30%提高到2020年的60%，预计到2025年实现完全国产化。此外，依据有关研究报告的测算，当氢能移动电源产量随着数量增加到一定值，成本下降将超过70%。因此，在技术进步和规模化效应成本摊销下，整体生产成本势必降低。

3 氢能移动电源的发展契机

3.1 政策支持

“十四五”规划为氢能发展提供快车道。2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，氢能首次作为前沿科技和产业变革领域在“五年规划”中被提及。同时，在国务院发布的《新时代的中国能源发展》中提到要促进氢能燃料电池技术链发展。2021年氢能燃料电池行业成为政策红利市场，为氢能移动电源发展提供快车道。

3.2 技术保障

国产关键材料与核心组件的性能及产能不断提升，为氢能移动电源提供了技术保障。低功耗、高速、无油的空气压缩机进入小规模自主生产阶段，机械强度高、孔隙率均匀、抗碳腐蚀的碳纤维制备技术有望取得突破，大电流密度条件下的GDL水气通畅传质问题有望得到解决。这一系列技术提升，将减少氢能移动电源的生产成本。同时，技术的保障也会提升产品规模化应用，增强供应商议价能力，上游原材料成本有望大幅下降。

3.3 市场广阔

目前，氢能移动电源产业链趋于完善，氢能移动电源系统成本下降，下游应用增多，市场规模逐渐扩大，根据《中国便携式储能产业发展研究报告（2021年）》，2016—2020年中国便携式储能设备出货量呈快速增长态势，2016年中国便携式储能设备总出货量为4.8万台，2021年出货量达483.8万台，年复合增长率达148%；市值由2016年的0.5亿元增加到2021年的92.2亿元，基于工信部估计的市场数据分析，预测到2026年我国便携式氢能移动电源产业市场规模或将达到3.7万亿元，年复合增长率达到13%。

4 氢能移动电源价值创新策略

氢能移动电源具备安全稳定、无污染、无噪音等特点，但现有技术下较同类移动电源成本较高，让氢能移动电源目前的应用场景受限，并且主要集中在军方领域的研究和开发，未能在民用领域推广。依据中国储能市场及氢能移动电源发展契机的分析，氢能移动电源的产值空间巨大，从价值提升角度分析，通过应该场景、营销策略、盈利模式的创新［4］，带动市场全员对氢能移动电源的认可和使用，助推“双碳”目标完成。

4.1 应用场景创新

氢能移动电源主要针对远离电网、便携性和长续航能力要求高、负载响应要求快及要求使用过程中产生噪音小的应用场景，从需求出发，可以把氢能移动电源应用场景扩充为4个方面［5］（见表1）：一是军队的野外实战。二是煤化工企业应急系统的设计和使用。三是满足野外团队在户外的工作需求，比如野生动植物摄影团队、户外科考团队、野外救援队、专业户外探险队等团队。四是户外活动，比如家庭出游、自驾游中选择氢能移动电源为电子设备供电，在欣赏自然风光、放松心情的同时，还能做到低碳环保、绿色出行。

4.2 营销策略创新

基于应用场景多元化营销策略。一是组建专业销售团队直接进行销售，适用于军队采购需求。二是通过展会、科研合作形式进行直接合作，适用于煤化工企业应急系统的设计和应用。煤化工企业是大型生产企业，在安全、效率、环保方面有特殊要求，直接合作能够准确把握供求关系，节省商业中间环节费用，降低库存风险，为氢能移动电源价值提升提供精准方向，建立长久稳固的合作关系。三是与其他商家进行捆绑销售，适用于野外团队需求，与同类别户外产品进行捆绑销售，可以提高消费主体对氢能移动电源的认知和认同，将产品信息精准推送至所需客户，增加客户黏性。四是通过短视频平台直播带货，适用于户外活动的应用场景，通过短视频平台把氢能电移动电池环保、绿色、安全、快速的理念在流量间传播，成为户外群体熟悉向往的新方式，由此带动客户群体数量的增加，促使氢能移动电源在实际应用中的改进升级。

4.3 盈利模式创新

多元化的营销策略，为盈利模式创新提供更清晰的路径，可以将其划分为3个方面：产品销售、服务设计、租赁服务。

（1）产品销售：通过对军队野外作战场景、煤化工企业合作、野外科考和户外活动等客户的销售活动建立长期的合作关系，是最直接且最快速的盈利渠道。

（2）服务设计：为军队野外作战提供隐蔽性高、轻便性强的氢能移动电池设计和服务，为煤化工企业提供应急电源系统设计，在提供技术支撑和服务的过程中，收取服务费、设计费，以获得盈利。

（3）租赁服务：除了销售和服务，在一些大规模场合，例如大型公園、景区等人口密集且无便携充电来源的地方，氢能移动电源可以提供租赁充电的便捷服务，为电子设备提供充足的电力保障，满足人口密集区域对电的普遍需求。

5 结语

氢能移动电源在技术提升、关键材料国产化的保障下，想要实现规模量产、促使商业成本大幅度下降、实现价值跨越式的提升，需要针对应用场景、营销策略进行创新。结合氢能移动电源特点和市场分析结果，选定军队、煤化工企业、野外团队和户外群体作为具体应用场景，针对军队保密性的需求，通过组建销售团队，有针对性地提供产品服务；针对煤化工企业需要根据应急电源系统设计服务的需求，提供设计服务；针对野外团队的应用场景，提出与户外装备商家组合销售、扩大消费群体的做法；在开拓户外群体应用场景中，采用人们喜闻乐见的直播方式进行推广，提高受众群体的认知。相信巨大的商业应用前景将带来不可估量的经济效益，氢能移动电源有望成为下一个推动能源发展的领军者。

6 参考文献

［1］明海，邱景义，祝夏雨，等.军用便携式燃料电池技术发展［J］.电池，2017，47（6）：362-365.

［2］杨敏，裴向前，郑建龙.便携式燃料电池在军事上的应用［J］.电源技术，2013，37（4）：696-699.

［3］杨子杵，丁刚毅，孙博文，等.基于野外环境的便携式氢燃料电池创新设计研究［J］.包装工程，2021，42（10）：6-13.

［4］范景明，刘静，乔淑涵.企业如何通过连续价值创新实现转型升级？——基于间断平衡视角的纵向案例研究［J］.管理案例研究与评论，2021，14（4）：355-367.

［5］徐君，钟磊.积极布局氢能产业发展  助力实现“双碳”目标［J］.上海节能，2022（5）：540-547.