当前国内主流燃料电池企业的产品技术研发最新进展如何?它们正在努力开拓哪些燃料电池应用场景?它们如何判断今年燃料电池成本变化趋势?面对热度正在快速上升的电解水制氢领域,哪些企业已经开始着手筹备?
本文结合记者近期走访调研燃料电池企业了解到的情况,以及一些燃料电池企业的公开消息(共18家燃料电池企业最新动态),综合回答这些问题如下:
狠抓研发,加快产品迭代
加快产品迭代速度,是当下燃料电池企业工作的重中之重。
氢璞创能于今年3月正式全球首款300kW碳板电堆、高功率密度200kW金属板电堆。据悉,其在十二年期间,共自主研发了六代碳板电堆、三代金属板电堆,拥有相关技术专利及保密技术100+项,参与20+燃料电池相关国家及行业标准制定。
新研氢能金属极板完成了第四代开发(反应面积约400c㎡),并完成第六代极板A板型在石墨板堆中的验证(反应面积超500c㎡);电堆方面完成了25kW、90kW、115kW/150kW和180kW单堆开发;系统方面完成了20kW、70kW、90kW、110kW、140kW、180kW燃料电池系统的开发。
华丰燃料电池已经推出TL Power 80和TL Power 100两款燃料电池系统,其中TL Power 80的系统(额定功率90kW)功率密度586W/kg,寿命长达30000小时(根据搭载车型和运营条件的不同会有差异)。在大功率发展趋势下,今年华丰燃料电池将会推出大功率燃料电池系统。
氢晨科技基于H2技术开发的80kW、100kW、120kW和150kW等四款大功率电堆均已实现百台级装车。除此之外,公司基于H3技术开发的电堆已完成测试验证,正在匹配客户的运营验证,预计今年可实现批量交付。
雄韬氢瑞A1石墨板电堆已得到批量应用,去年公司发布了性能指标优异的W1.0金属板电堆。公司在研A2石墨板电堆额定功率150-200kW,体积功率密度将达到4.5 kW/L,目前工程样堆已进入验收阶段,今年将实现量产。今年公司还将推出W1.5T系列金属板电堆。
氢蓝时代目前已推出1-1000kW全矩阵自主知识产权氢燃料电池系统产品,产品核心技术指标,如电堆和系统功率能力、功率密度、动态响应速率、百公里氢耗、低温启动性能等指标,名列前茅。
国氢科技已经自主研掌握了催化剂、双极板、膜电极、质子交换膜、碳纸、电堆、系统全产业链自主化核心技术。公司自主研发的“氢腾”燃料电池及动力系统已实现自动化批量生产。
东风公司于今年3月初发布消息,自主研发的东风氢元H2·One 130燃料电池系统完成公告。目前,东风已打造高中低三个燃料电池系统平台,功率覆盖20-300kW,可满足全系列乘用车和商用车需求。此次东风公司推出的氢元H2·One 130燃料电池系统是商乘通用的燃料电池产品,采用了全新的设计平台,核心部件自主化率和国产化率达到100%。
东方氢能2022年12月官微消息,公司自主研发的OLAS 270A燃料电池系统通过了国家强检认证,各项参数指标均达到行业领先水平,其中系统额定功率达270kW,峰值功率达272kW,是目前国内功率最高的燃料电池单机系统。
骥翀氢能现已规划三代电堆产品,除首代产品MH170之外,第二代产品MH290的样机开发已完成,可将单体电堆额定输出功率增大到260千瓦,计划将在今年上半年推出市场;第三代产品MH3110,是具有突破性的一代技术,将更好满足乘用车、中重卡车的使用需求。
签约主机厂,拓展多元化应用
当前燃料电池汽车是燃料电池主要应用场景。今年以来,燃料电池企业与主机厂加大了合作力度,展开了一系列签约。
清能股份在近日与熊猫汽车、马可波罗常州、华熵氢能签署智能氢能客车项目战略合作协议。根据协议,它们将共同开发熊猫马可波罗联合品牌智能氢能公交客车、旅游客车、城际客车等产品。其中熊猫汽车负责新车搭载AI系统和软硬件产品的研发、生产及技术支持,马可波罗常州、清能股份和华熵氢能三家企业分别负责新车整车、氢燃料系统和系统核心零部件的研发、生产及维保服务,并计划未来三年内完成600辆新车销售目标。
氢璞创能于3月5日与山西晋南钢铁已经签署10000辆氢能重卡的合作协议,这批车将在三年内实现交付,今年氢璞创能会交付1000辆车,2024年会交付2000辆车,2025年会交付7000辆车。
东方氢能于2月20日与一汽解放签订战略合作协议。双方将在多领域推动深层合作,建立长期稳定的合作交流机制,共同研发多场景应用的燃料电池产品、开发新的商业模式、拓展新的应用领域。
国鸿氢能于2月8日与北奔重汽签订战略合作协议,双方将共同打造更具市场竞争力的氢燃料电池重卡。同时,双方会结合内蒙古自治区的氢能产业规划,以包头市、鄂尔多斯市等氢能发展重点城市作为示范城市,开展更宽领域、更深层次的合作,形成资源互补,共同推动内蒙古自治区乃至全国的氢能产业发展;重点聚焦氢燃料电池重卡的市场化推广,积极探讨更多车型平台的技术对接和产品规划。
明天清能于2月1日与远程商用车签订战略合作协议,以氢能源商用车应用为基础,未来双方将围绕整车研发、生产、服务、金融等领域开展全面战略合作,共同赋能氢动力商用车新生态发展壮大。
除了车用市场以外,燃料电池企业也正在开拓多元化市场。
清能股份旗下豫氢动力于近期成功中标焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司氢燃料电池发电系统公开招标项目。本次项目为国内氯碱工业首个将副产氢气作为能源加以综合利用的尝试。项目建成后,不仅可以覆盖周边燃料电池车辆用氢需求,同时为厂区解决2MW的供电以及约7GJ/h的余热回收,有效提升企业经济效益的同时还实现企业大幅节能减排。
氢蓝时代在2023年将延续商用车等地面交通领域的高速增长势头,以在高速长途物流重卡、冷链物流车等重点业务拓展,逐步推广200+kW麒麟系列大功率燃料电池系统产品,并在船舶、无人机、轨道机车等新领域开辟新的多元化应用;同时,横向拓展电力等新兴氢能业务领域,在广东、新疆、辽宁、河南等区域继续开发智慧氢能应用场景,推进一批氢储能调峰、分布式热电联供等示范项目落地。
松下正在中国开拓燃料电池新应用。其配套的冷热电三联供氢能示范项目启动仪式于2月24日举行。氢能储能经济性尚未显现,但大规模、长周期场景下具备可行性。此次冷热电三联供氢能示范项目的启动,标志着松下在中国的首个氢能燃料电池综合能源利用项目正式运行,同时也展示了氢燃料电池应用的全新场景和模式。
氢晨科技系列产品已广泛应用于公交车、通勤大巴、重卡、物流车、环卫车、中运量等多个场景。同时,氢晨科技还开发出了叉车、船舶、发电等特殊场景燃料电池电堆。
骥翀氢能电堆配套车型已经在包括工程车辆、市政环卫车辆等领域开启示范运营,未来公司还将拓展分布式发电、热电联供、应急电源等领域的应用市场。
着力降本,持续扩产
当前掣肘燃料电池行业发展的一大拦路虎就是成本,降本已经成为关系行业市场化进程的头等大事。燃料电池企业正联合合作伙伴,在电堆材料、工艺、设计及系统集成化等多方面做持续性的工作,以推动成本的下降。那么,今年降本趋势如何?
一直在降成本上狠下功夫的氢璞创能针对刚刚推出的全球首款300kW碳板电堆、高功率密度200kW金属板电堆,给出了极具吸引力的价格:前者批量价格在1000元/kW以下,后者批量价格约在1500元/kW。
去年拥有高可靠性及长寿命的雄韬氢瑞A1电堆以999元/kW超低价格限额发售,一举击破行业电堆价格千元线,今年将持续保持领先的成本优势;雄韬氢雄系统在高功率及高集成化方面表现出色,去年价格实现同比大幅下降,预计今年将进一步下降20%-40%。
2022年神力科技燃料电池产品出货量超200兆瓦。在接受调研时,神力科技方面表示,未来公司将持续聚焦燃料电池电堆业务,不断推动电堆的降本和规模化商用。
对于燃料电池降本问题,新研氢能方面认为,2023年行业燃料电池成本约会下降20%,但单靠技术与工艺进步已经很难继续大幅推动产品成本的下降,规模化将成为降本的关键;同时,现在绿氢发展迅速,对推进燃料电池降本、拉动产业链发展是个利好。
而为了配合燃料电池规模化应用节奏,一些燃料电池企业正在持续扩产当中。
国氢科技目前在广东、山东、湖北、浙江、吉林已经落地了五个生产基地,推进氢电产品的规模化应用。
华丰燃料电池在北京经济技术开发区正在建设燃料电池生产基地,基地占地约11万平方米,预计在2024年4月投产。该基地将运用丰田TPS生产方式打造智能化生产体系,以灵活应对市场需求。
韩国现代汽车集团首个海外氢燃料电池系统研发、生产、销售基地——“HTWO广州”,将于今年4月底正式竣工投产。这个占地面积20.2万平方米的项目,将成为一座包含燃料电池电极电堆栋、系统总装栋、技术研究栋、HTWO创新中心在内的综合型基地。
当前制氢技术路线有很多,其中与可再生能源结合的电解水制“绿氢”被认为是实现氢脱碳的最佳途径,这将带动电解水制氢装备的极大发展。从未来的发展趋势来看,凭借易于与可再生能源消纳相结合的特性,PEM电解设备市场将是高度确定的十年百倍高增长赛道。
PEM电解槽主要部件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等,结构与燃料电池电堆类似。燃料电池企业开发PEM电解槽,可以借鉴原有的技术研发经验、批量化生产经验。基于对市场前景的看好,以及产品技术开发的自信,当前领先燃料电池企业国氢科技、清能股份、氢晨科技、清极能源、氢璞创能等均已展开了布局。
国氢科技掌握了PEM制氢全产业链自主化核心技术,在长春、白城等地已经打造多个示范应用项目。
氢晨科技针对性开发了PEM电解槽产品,单槽制氢能力可达250标方,以应对下游电解水制氢市场的需求。
氢璞创能在布局众所周知的车用燃料电池、固定式发电之外,从多元化探索出发,以技术研发为根基,还已在联合科研机构涉足PEM电解槽、SOEC/SOFC细分领域。
清能股份已率先进行产品布局。公司目前正在开发1MW的PEM电解槽,力争在稳定性、效率及成本各方面都做到最好。公司不仅会在国内推广PEM制氢产品,还会运用多年以来建设的海外渠道进行更加广泛地推广。
清极能源分别开发CE-A系列大功率碱性电解系统和CE-P系列中等功率的PEM电解水系统,产氢速率覆盖1-200Nm3/h,满足工业、化工、冶金、制氢加氢一体化站等场景的需求。