我國(guó)燃料電池技術(shù)革新進(jìn)程加快
時(shí)間:2023-07-31 08:36來(lái)源:中國(guó)能源報(bào) 作者:仲蕊
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近年來(lái)，在國(guó)家一系列重大項(xiàng)目支持下，我國(guó)燃料電池企業(yè)加快布局、堅(jiān)持正向開(kāi)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(guò)國(guó)外先進(jìn)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(guó)燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)量為506.9兆瓦，同比增長(zhǎng)191.7%；2023年6月，燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)量為71.8兆瓦，同比上升33%。國(guó)金證券分析指出，今年，我國(guó)燃料電池裝機(jī)規(guī)模預(yù)計(jì)將呈高增長(zhǎng)趨勢(shì)，在政策細(xì)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(zhǎng)確定性強(qiáng)。
市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，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(zhǎng)壽命對(duì)于燃料電池商業(yè)化進(jìn)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(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，“今年以來(lái)，我國(guó)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(lái)越多的廠家采用直接涂布工藝和卷對(duì)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(shí)，也出現(xiàn)了單電池這樣的新工藝。當(dāng)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(dá)到400萬(wàn)片／年。”
以氫導(dǎo)智能公司為例，邵孟介紹，經(jīng)過(guò)對(duì)膜電極的一種制備工藝——CCM直接涂布工藝和設(shè)備進(jìn)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(yàn)。
上海捷氫科技股份有限公司總經(jīng)理盧兵兵對(duì)《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，經(jīng)過(guò)行業(yè)上下游多年共同努力，國(guó)內(nèi)燃料電池企業(yè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電堆設(shè)計(jì)以及核心零部件等層面都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，相信隨著國(guó)內(nèi)應(yīng)用場(chǎng)景及規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)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(jì)、雙極板和膜電極設(shè)計(jì)等并實(shí)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(zhuān)家指出，經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展，我國(guó)燃料電池已實(shí)現(xiàn)一級(jí)部件的國(guó)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(jìn)展。
盧兵兵表示，近幾年來(lái)，燃料電池成本降幅明顯，從2017年前后的1.6萬(wàn)元/千瓦-2萬(wàn)元/千瓦，已降至去年的4000元/千瓦，且未來(lái)還會(huì)持續(xù)下降，燃料電池整個(gè)系統(tǒng)成本也會(huì)相應(yīng)降低。
“為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本，未來(lái)產(chǎn)業(yè)應(yīng)抓住更多潛在降本機(jī)會(huì)。”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(gè)行業(yè)帶來(lái)最大降本幅度；其次是通過(guò)工藝、技術(shù)、材料、方法的突破，比如用活性更好、壽命更長(zhǎng)的催化劑，以及更少催化劑載量來(lái)實(shí)現(xiàn)燃料電池同樣的功率輸出，以減少鉑的使用量，從而實(shí)現(xiàn)降本。
國(guó)產(chǎn)化替代與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的協(xié)同也不可忽視。盧兵兵表示，國(guó)產(chǎn)化替代中技術(shù)突破尤為關(guān)鍵。“在制造和測(cè)試環(huán)節(jié)持續(xù)突破工藝設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)降本。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范協(xié)同方面，有標(biāo)準(zhǔn)就意味著硬件、管控有確定指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，上下游可以較好分工合作，協(xié)同設(shè)計(jì)燃料電池系統(tǒng)、電堆及核心零部件等。例如，加氫站的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和燃料電池大批量商業(yè)化應(yīng)用相銜接，可實(shí)現(xiàn)巨大降本。”
需要注意的是，在供應(yīng)鏈國(guó)產(chǎn)化方面，現(xiàn)階段部分膜電極核心原材料仍依賴(lài)于價(jià)格較高的進(jìn)口產(chǎn)品。盧兵兵強(qiáng)調(diào)，在膜電極核心原材料方面，隨著我國(guó)企業(yè)在催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層領(lǐng)域的不斷布局，2022年，部分企業(yè)已實(shí)現(xiàn)采用國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品；2023-2025年期間，產(chǎn)業(yè)需結(jié)合國(guó)家燃料電池示范城市政策相關(guān)要求，持續(xù)提升全國(guó)產(chǎn)化材料電堆的產(chǎn)銷(xiāo)。
邵孟認(rèn)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(jī)直接競(jìng)爭(zhēng)，這兩個(gè)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(jī)相比較，且目前還有不少技術(shù)瓶頸沒(méi)有突破，相關(guān)配套生態(tài)圈的打造也需要一段時(shí)間。
企業(yè)盈利可期
雖然燃料電池在實(shí)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(lái)越多的初創(chuàng)企業(yè)、上市公司、海外歸來(lái)創(chuàng)業(yè)人員進(jìn)入燃料電池領(lǐng)域搞研發(fā)。目前，我國(guó)燃料電池整體性能與國(guó)外相比差距越來(lái)越小。”盧兵兵強(qiáng)調(diào)，隨著國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程加速，國(guó)產(chǎn)化材料在滿(mǎn)足燃料電池電堆性能、可靠性和壽命的要求后，國(guó)內(nèi)的電堆和膜電極企業(yè)還可以拉低進(jìn)口材料由于技術(shù)壟斷所帶來(lái)的高毛利，逼迫進(jìn)口材料快速降價(jià)。
邵孟認(rèn)為，行業(yè)需要有了解產(chǎn)品、了解市場(chǎng)的創(chuàng)新型車(chē)企來(lái)共同創(chuàng)造優(yōu)秀的燃料電池車(chē)、深度開(kāi)發(fā)燃料電池的商業(yè)及附屬價(jià)值，避免一味和內(nèi)燃機(jī)做成本競(jìng)爭(zhēng)。“汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)很強(qiáng)，可以從需求端拉動(dòng)燃料電池行業(yè)的體量和技術(shù)升級(jí)，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈降本，從而實(shí)現(xiàn)盈利。”
盧兵兵指出，未來(lái)，產(chǎn)業(yè)應(yīng)創(chuàng)造條件，讓燃料電池國(guó)產(chǎn)化材料應(yīng)用到更多電堆和車(chē)輛中，獲得實(shí)際應(yīng)用反饋，給上游提供相應(yīng)的質(zhì)量、性能以及整個(gè)產(chǎn)品的使用信息，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)不斷迭代。同時(shí)，進(jìn)一步提升國(guó)產(chǎn)化研發(fā)和生產(chǎn)水平，為將來(lái)規(guī)�；瘧�(yīng)用后的全生命周期降本提供重要支撐，助推我國(guó)燃料電池產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力走到全球前列。
“總體來(lái)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(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。”盧兵兵說(shuō)，“燃料電池企業(yè)需不斷結(jié)合行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及下游客戶(hù)的實(shí)際需求，持續(xù)加大研發(fā)投入，才能適時(shí)推出新產(chǎn)品和新技術(shù)，不斷形成新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)，從而長(zhǎng)期保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”
(責(zé)任編輯：子蕊)
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