我國燃料電池技術(shù)革新進程加快

時間:2023-07-31 08:36來源:中國能源報 作者:仲蕊
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       近年來，在國家一系列重大項目支持下，我國燃料電池企業(yè)加快布局、堅持正向開發(fā)，燃料電池技術(shù)自主化程度逐漸提高，創(chuàng)新型產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品性能逐漸趕上或超過國外先進水平。
 
技術(shù)工藝持續(xù)迭代
 
       工信部數(shù)據(jù)顯示，2022年，我國燃料電池系統(tǒng)裝機量為506.9兆瓦，同比增長191.7%；2023年6月，燃料電池系統(tǒng)裝機量為71.8兆瓦，同比上升33%。國金證券分析指出，今年，我國燃料電池裝機規(guī)模預(yù)計將呈高增長趨勢，在政策細則落地疊加產(chǎn)業(yè)鏈成熟度提高背景下，行業(yè)放量增長確定性強。
 
       市場規(guī)模擴大的同時，燃料電池產(chǎn)品核心零部件及關(guān)鍵材料相關(guān)技術(shù)持續(xù)迭代。“作為氫燃料電池核心部件之一，膜電極的高性能、長壽命對于燃料電池商業(yè)化進程具有重要意義。”江蘇氫導(dǎo)智能裝備有限公司總經(jīng)理邵孟對《中國能源報》記者表示，“今年以來，我國膜電極在技術(shù)、降低成本和性能方面均有大幅提升。在生產(chǎn)工藝方面，越來越多的廠家采用直接涂布工藝和卷對卷封裝工藝，大幅提升了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)成本。同時，也出現(xiàn)了單電池這樣的新工藝。當前，膜電極產(chǎn)能較之前也大幅提升，部分頭部膜電極企業(yè)產(chǎn)能已達到400萬片／年。”
 
       以氫導(dǎo)智能公司為例，邵孟介紹，經(jīng)過對膜電極的一種制備工藝——CCM直接涂布工藝和設(shè)備進行深入研究，目前推出了全新直涂設(shè)備，產(chǎn)品各方面性能都在同行中處于領(lǐng)先地位。在質(zhì)子交換膜封裝方面，氫導(dǎo)智能公司推出10片/分鐘-20片/分鐘的高速高精度膜電極封裝設(shè)備，并已積累了豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗。
 
       上海捷氫科技股份有限公司總經(jīng)理盧兵兵對《中國能源報》記者表示，經(jīng)過行業(yè)上下游多年共同努力，國內(nèi)燃料電池企業(yè)在系統(tǒng)設(shè)計、電堆設(shè)計以及核心零部件等層面都取得了長足進步，相信隨著國內(nèi)應(yīng)用場景及規(guī)模的不斷增長，我國燃料電池產(chǎn)業(yè)也能像光伏、鋰電一樣走到世界前列。“在核心技術(shù)方面，捷氫科技已掌握系統(tǒng)集成、電堆設(shè)計、雙極板和膜電極設(shè)計等并實現(xiàn)系統(tǒng)、電堆和膜電極的自主生產(chǎn)。”
 
產(chǎn)業(yè)鏈降本顯著
 
       受訪專家指出，經(jīng)過近十年的發(fā)展，我國燃料電池已實現(xiàn)一級部件的國產(chǎn)化與規(guī)�；a(chǎn)，包括膜電極在內(nèi)的燃料電池核心零部件技術(shù)性能與降本幅度、產(chǎn)業(yè)鏈投資布局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模等方面都取得顯著進展。
 
       盧兵兵表示，近幾年來，燃料電池成本降幅明顯，從2017年前后的1.6萬元/千瓦-2萬元/千瓦，已降至去年的4000元/千瓦，且未來還會持續(xù)下降，燃料電池整個系統(tǒng)成本也會相應(yīng)降低。
 
      “為進一步實現(xiàn)降本，未來產(chǎn)業(yè)應(yīng)抓住更多潛在降本機會。”盧兵兵指出，首先是規(guī)模，與鋰電行業(yè)一樣，規(guī)模降本可以為整個行業(yè)帶來最大降本幅度；其次是通過工藝、技術(shù)、材料、方法的突破，比如用活性更好、壽命更長的催化劑，以及更少催化劑載量來實現(xiàn)燃料電池同樣的功率輸出，以減少鉑的使用量，從而實現(xiàn)降本。
 
       國產(chǎn)化替代與標準規(guī)范的協(xié)同也不可忽視。盧兵兵表示，國產(chǎn)化替代中技術(shù)突破尤為關(guān)鍵。“在制造和測試環(huán)節(jié)持續(xù)突破工藝設(shè)計以實現(xiàn)降本。在標準規(guī)范協(xié)同方面，有標準就意味著硬件、管控有確定指標，在此基礎(chǔ)上，上下游可以較好分工合作，協(xié)同設(shè)計燃料電池系統(tǒng)、電堆及核心零部件等。例如，加氫站的標準規(guī)范和燃料電池大批量商業(yè)化應(yīng)用相銜接，可實現(xiàn)巨大降本。”
 
       需要注意的是，在供應(yīng)鏈國產(chǎn)化方面，現(xiàn)階段部分膜電極核心原材料仍依賴于價格較高的進口產(chǎn)品。盧兵兵強調(diào)，在膜電極核心原材料方面，隨著我國企業(yè)在催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴散層領(lǐng)域的不斷布局，2022年，部分企業(yè)已實現(xiàn)采用國產(chǎn)產(chǎn)品；2023-2025年期間，產(chǎn)業(yè)需結(jié)合國家燃料電池示范城市政策相關(guān)要求，持續(xù)提升全國產(chǎn)化材料電堆的產(chǎn)銷。
 
       邵孟認為，目前，燃料電池處于產(chǎn)業(yè)化早期，卻需要和傳統(tǒng)內(nèi)燃機直接競爭，這兩個產(chǎn)業(yè)體量差別很大，現(xiàn)階段燃料電池很難在成本上和傳統(tǒng)內(nèi)燃機相比較，且目前還有不少技術(shù)瓶頸沒有突破，相關(guān)配套生態(tài)圈的打造也需要一段時間。
 
企業(yè)盈利可期
 
       雖然燃料電池在實現(xiàn)規(guī)�；�、商業(yè)化方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但產(chǎn)業(yè)預(yù)期整體向好。“近幾年，越來越多的初創(chuàng)企業(yè)、上市公司、海外歸來創(chuàng)業(yè)人員進入燃料電池領(lǐng)域搞研發(fā)。目前，我國燃料電池整體性能與國外相比差距越來越小。”盧兵兵強調(diào)，隨著國產(chǎn)化替代進程加速，國產(chǎn)化材料在滿足燃料電池電堆性能、可靠性和壽命的要求后，國內(nèi)的電堆和膜電極企業(yè)還可以拉低進口材料由于技術(shù)壟斷所帶來的高毛利，逼迫進口材料快速降價。
 
       邵孟認為，行業(yè)需要有了解產(chǎn)品、了解市場的創(chuàng)新型車企來共同創(chuàng)造優(yōu)秀的燃料電池車、深度開發(fā)燃料電池的商業(yè)及附屬價值，避免一味和內(nèi)燃機做成本競爭。“汽車產(chǎn)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟效應(yīng)很強，可以從需求端拉動燃料電池行業(yè)的體量和技術(shù)升級，帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈降本，從而實現(xiàn)盈利。”
 
       盧兵兵指出，未來，產(chǎn)業(yè)應(yīng)創(chuàng)造條件，讓燃料電池國產(chǎn)化材料應(yīng)用到更多電堆和車輛中，獲得實際應(yīng)用反饋，給上游提供相應(yīng)的質(zhì)量、性能以及整個產(chǎn)品的使用信息，以實現(xiàn)技術(shù)不斷迭代。同時，進一步提升國產(chǎn)化研發(fā)和生產(chǎn)水平，為將來規(guī)�；瘧�(yīng)用后的全生命周期降本提供重要支撐，助推我國燃料電池產(chǎn)品競爭力走到全球前列。
 
      “總體來看，燃料電池行業(yè)整體處于產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、技術(shù)不斷迭代提升階段，產(chǎn)品性能持續(xù)提升和成本不斷下降是燃料電池企業(yè)核心競爭力的體現(xiàn)。”盧兵兵說，“燃料電池企業(yè)需不斷結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢以及下游客戶的實際需求，持續(xù)加大研發(fā)投入，才能適時推出新產(chǎn)品和新技術(shù)，不斷形成新的業(yè)績增長點，從而長期保持競爭優(yōu)勢。”
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 氫能 燃料電池
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