天天看點

從關注降本到聚焦場景,燃料電池商用如何突圍?

作者:高工氫燃料電池

高工氫電産業研究所(GGII)資料顯示,2024年1-5月,國内氫車銷量2102輛,同比增長36%;保有量超過2.3萬輛,其中2023-2024年新增量全球第一;預計2024年國内氫車上牌銷量在8000-10000輛,國内保有量有望突破3萬輛。

盡管前五個月的氫車銷量有所增長,但在氫車示範群進度上,并不及預期。示範兩年半推廣總進度僅為36%,氫車在規模化商用上依然面臨重重難關,如何破局讓氫車示範的規模進一步擴大?

在【鴻基創能聯合總冠名】2024(第六屆)高工氫電産業大會上,來自廣汽集團、氫璞創能、雄韬股份、新研氫能、骥翀氫能、氫藍時代、玉柴芯藍氫能、明天氫能、鋒源氫能、海德韋爾、廣泰氫能、杜科新材、華熔科技、環華氫能、國科領纖、盛鑫氫能、清馳科技等多家燃料電池整車、系統及材料産業鍊企業發表了重磅演講,并進行了圓桌對話。從他們的觀點碰撞中,可以一窺燃料電池汽車的商用突圍路徑。

多管齊下推動燃料電池商用破局

目前燃料電池行業面臨的不确定性因素仍較多,企業下一步該怎麼走?其一,要找到合适的應用場景與對應的商業模式;其二,要立足燃料電池的優勢市場,量力而行,練好基本功,多做減法;其三,要持續推動降本。

“随着産品不斷疊代、功率不斷提升、成本不斷下降,非道路燃料電池應用也已開始示範,5kW以下小型消費端應用層疊而出;氫能重卡跨省運輸已經是燃料電池最有商業價值的營運場景;另外,内河船舶也将是燃料電池更有優勢的應用場景。” 氫璞創能董事長歐陽洵博士分享指出。

雄韬股份副總裁兼CTO陳宏博士認為,氫能商用應該是宜氫則氫、宜電宜電、宜混合就混合。雄韬的氫锂混合方案可以解決單一燃料電池動态響應不足的問題,解決單一锂電池能量密度不夠的問題,燃料電池/锂電池混合動力允許不同電源在不同階段下承擔不同的負載,進而提高了整個系統的效率和性能。

近年來,随着燃料電池向大功率方向的發展,船舶領域的應用開始得到重視。氫藍時代董事、常務副總裁曹桂軍博士的感受是,氫能的多元化應用下,多地在各自的氫能産業規劃中明确提出氫能船舶的示範應用,氫藍時代在氫能船舶方面已經在做探索。據他介紹,氫藍時代80kW船用燃料電池系統在2021年立項,2023年8月2日至今完成型式試驗并拿到CCS型式認可證書。

玉柴芯藍氫能總經理呂飙博士對公司不同功率級别的燃料電池在應用市場進行了分類。他表示,低功率的45-60kW商用車燃料電池系統,主要用于冷鍊物流和公共汽車;125-150kW商用車燃料電池系統,主要用在城内重卡以及大巴車上;以及将在明年推出的250-300kW商用車燃料電池系統,主要為幹線物流服務。

“頂層政策指引+供應鍊成熟+技術不斷優化+成本快速下降,燃料電池将迎來爆發拐點,但燃料電池成本高昂,可靠性待提升。” 鋒源氫能總經理沈潤指出。

骥翀氫能董事長付宇博士也表示,燃料電池電堆市場空間巨大,僅車用領域即可達到千億至萬億年産值,而産業要實作爆發,關鍵是經濟性,隻要電堆可以從1000元/kW降到200元/kW,在所有應用場景上燃料電池車就可與純電動車相媲美。骥翀氫能的降本路徑是研發降本、原材料降本、制造降本。以公司目前規劃,骥翀氫能電堆成本在2027年有望低于200元/kW。

解決成本是燃料電池邁向規模化商用的基礎,對于燃料電池企業來說,要有“轉型期的應對政策”。新研氫能首席技術官齊志剛博士認為,目前燃料電池市場整體上還是以交通領域的示範應用為主,大規模應用還處在孕育期。對于目前的燃料電池企業來說,要立足燃料電池的優勢市場,量力而行,練好基本功,多做減法,形成有效的戰略合作。

明天氫能品牌總經理張健與這觀點一緻,也提出,燃料電池企業想要可持續發展得具備前瞻性,明天氫能成立7年就堅守“定力與進化”,以“工匠+科學家”的狀态持續進行産品的創新突破。

此外,站在營運角度看,嘉賓還指出:1)乘用車市場因具備千萬級年産銷的規模前景,未來有望推動氫燃料電池技術快速降本。2)氫燃料電池商用車作為生産資料,確定它持續營運需要滿足諸多條件:氫源需足夠便宜,25元/kg以下是關鍵;加氫站與氫源200km以内;氫耗要足夠低,如49T牽引車在等速80km/h下,氫耗9kg/百公裡是”入場券“,低于7kg/百公裡是目标。另外也建議,氫車的開發要結合具體的市場需求和氫車的相對性優勢來開發。

材料端助力極緻降本提效

燃料電池向前發展的每一步,都需要供應鍊協同配合。目前燃料電池雙極闆、空壓機、質子交換膜、氣體擴散層、催化劑等關鍵零部件與核心材料正在向高性能、低成本進階。

,石墨闆企業在市場的競争壓力之下正在積極求變,耗時短、效率高、更符合商業化大批量生産要求的模壓工藝更受石墨闆企業青睐。

“模壓石墨闆優勢在于,可以做得更薄,具備更長的使用壽命,且更利于規模化降本。” 杜科新材總經理鄭健保表示,模壓石墨闆的制造需要解決一些難點,例如産品尺寸和設計尺寸不一緻,會導緻發電性能降低;模壓或浸膠後産品起泡容易導緻氣密性不合格。

現階段,杜科新材采用自主研發生産的石墨預制闆和密封膠生産的雙極闆元件,在耐候性測試、高溫水煮試驗、冷熱沖擊試驗等多個測試環節有較為優良的表現。已經配合多家國内頭部燃料電池企業測試驗證,現已完成客戶七套模壓石墨雙極闆模具的開發和産品供應。

華熔科技對石墨雙極闆有着不一樣的見解。華熔科技副總經理鮑憲均表示,從目前幾種石墨雙極闆的名額來看,等靜壓複合石墨極闆密度大于2.0克/立方厘米以上,其結構強度要比柔性石墨和石墨複合材料更加優異一點,抗折、抗壓、導電率、離子含量都優越于柔性石墨和石墨複合材料。

“環華氫能把精益制造的概念引進到柔性石墨雙極闆的生産過程中,使得柔性石墨雙極闆作為未來大規模批量化生産的手段,在成本控制上起到了非常重要的作用。”環華氫能首席科學家張銳明博士表示,随着氫能與燃料電池進入市場化階段,燃料電池技術、燃料電池制造體系将會出現重大變革,下世代電堆/電解堆及其關鍵零部件将會是精細化開發和智能化量産,根據市場需要,環華氫能已經開發出內建化檢測裝置一體化産線。

,随着燃料電池系統往更大功率的方向飙升,與之對應的BOP部件也面臨功率增加帶來的一系列新要求。對于空壓機來說,系統功率提升帶來的适配範圍變化和功耗增加是一道棘手的難題。

“空壓機在技術和配置方面創新同樣有助于燃料電池降本。”海德韋爾董事長顧茸蕾博士認為,目前大功率應用場景是燃料電池未來的核心價值應用場景,功率越大通常功耗越大,電動渦輪輔助空壓機能夠幫助燃料電池系統大幅度提高效率,降低氫耗。系統功率240kW的氫能重卡,電動空壓機峰值點功耗50kW,而電動渦輪輔助空壓機峰值點功耗可降低至38kW,節約12kW。

被認為是燃料電池材料國産化攻堅最為核心的一環,如何打消膜電極和電堆企業的疑慮非常關鍵。

清馳科技總經理張晶表示,公司通過原料和裝置全環節國産化,實作質子交換膜性能可調,品質可控,成本可期。公司通過制備群組合不同特性的分散液、添加劑和增強層,達到PEM的機械、極化和耐久性能,全面對标進口競品,實作對原料和成品品質的過程控制,具備成本和供應優勢。

一直是國産化率最低的燃料電池材料,國科領纖創始人/總經理吳剛平博士表示,碳紙的批量化生産難在工藝路線長,控制環節多,難度大。國科領纖的碳紙産品是從碳纖維開始全面覆寫,技術優勢突出,可根據應用場景和使用者需求量身定制高通量、長壽命、低成本的氣體擴散層。

方面的國産化應用正在加快,盛鑫氫能總經理王大為博士表示,随着産業規模的增長,電堆成本逐漸下降,但催化劑的成本占比卻在逐漸提高,這是因為催化劑要用到貴金屬,并且燃料電池催化劑的國産化率還比較低。現階段,國産催化劑技術攻關需要突破三個層面:1、降低燃料電池的極化,提高燃料電池效率;2、耐久性要滿足實際工況;3、産業化的産能、批次一緻性、成本等要滿足市場需求。

繼續閱讀