鉅大LARGE | 點擊量：428次 | 2022年10月17日
燃料動力電池業(yè)發(fā)展亟須破解哪兩大瓶頸
燃料電池產(chǎn)業(yè)熱度迅速上升。從目前情況看，國內(nèi)制氫技術(shù)相對成熟，且具備一定產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫已具相當(dāng)規(guī)模，堿性電解水制氫技術(shù)成熟。但氫能儲運技術(shù)以及燃料電池等終端應(yīng)用技術(shù)方面與國際先進水平仍存在較大差距。
專家認為，燃料電池未來在交通領(lǐng)域應(yīng)用大有可為。氫燃料電池汽車具有動力性能高、加氫快、充電快、續(xù)航里程長、接近零排放等優(yōu)點，是新能源汽車市場的有力競爭者，促進燃料電池汽車商業(yè)化的關(guān)鍵是降低成本，包括電堆以及相關(guān)核心材料等。同時，加氫站數(shù)量少制約了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
產(chǎn)業(yè)熱度上升
兩會期間，多位代表委員提出了發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的建議。主要包括戰(zhàn)略地位提升、加大技術(shù)研發(fā)投入、完善補貼政策和基礎(chǔ)設(shè)施等。氫燃料電池產(chǎn)業(yè)市場關(guān)注度迅速升溫。
“此次燃料電池產(chǎn)業(yè)升溫和以前不一樣。”某知名氫能源企業(yè)高管告訴中國證券報記者，“國內(nèi)零部件公司參與度高。比如，空壓機，原來國內(nèi)找不到?，F(xiàn)在十余家做空壓機的公司找到我們，測試完樣品發(fā)現(xiàn)指標不比國外的產(chǎn)品差，且成本下降60%以上?！?/p>
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對于氫燃料電池?zé)岫壬仙脑?，業(yè)內(nèi)人士介紹，氫能是理想清潔高效的二次能源。氫燃料電池通過氫氣和氧氣電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，具有能量密度高、零排放等特點，是極具潛力的能源替代方式。此外，燃料電池的特殊優(yōu)勢使其在汽車、無人機、IDC、通信設(shè)備等領(lǐng)域潛力巨大。根據(jù)富士經(jīng)濟的預(yù)測，未來十年燃料電池市場空間將達到3400億元以上。
多部委密集出臺了支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。2016年10月，工信部組織制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》明確提出，2020年實現(xiàn)5000輛級燃料電池汽車應(yīng)用，2025年實現(xiàn)5萬輛級的應(yīng)用。2016年12月，國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030）》，將可再生能源制氫、氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新作為重點任務(wù)。
補貼方面對氫燃料電池汽車的政策有所傾斜。目前，2019年新能源汽車補貼政策暫未出臺。根據(jù)以往經(jīng)驗，純電動和插電式混合動力的補貼都逐步退坡，而氫燃料電池的補貼方案大體未調(diào)整。2018年，燃料電池乘用車、輕型客車和貨車、大中型客車和中重型貨車單車補貼上限分別為20萬元/輛、30萬元/輛、50萬元/輛。值得注意的是，2020年電動汽車的補貼退出后，氫燃料電池汽車的補貼至少還將維持3至5年。
業(yè)內(nèi)人士認為，現(xiàn)行補貼政策對國內(nèi)氫燃料電池的發(fā)展路徑有直接影響。與海外豐田、現(xiàn)代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線不同，國內(nèi)氫燃料電池汽車企業(yè)主要分布在商用車領(lǐng)域。氫燃料電池商用車已實現(xiàn)量產(chǎn)，而氫燃料電池乘用車仍處于示范運行階段。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會公布的數(shù)據(jù)，2018年，燃料電池汽車銷量為1527輛。其中，客車1400余輛、貨車100余輛。
目前，國內(nèi)氫燃料電池汽車走的是“電電混動”的特色發(fā)展路線。該技術(shù)路線相當(dāng)于將傳統(tǒng)插電混動汽車的內(nèi)燃機系統(tǒng)替換為氫燃料電池系統(tǒng)，讓氫燃料電池與動力電池組成新的混動系統(tǒng)。
某車企燃料電池技術(shù)負責(zé)人給中國證券報記者算了一筆賬：“一臺商用車，如果里面放一臺（最大輸出功率）30千瓦的燃料電池，再配一臺動力電池，可以拿到中央加地方補貼100萬元，成本大大降低。同樣的搭配放到轎車上，補貼只能拿40萬元。目前國內(nèi)的燃料電池客車技術(shù)具有優(yōu)勢，但乘用車技術(shù)與國外水平存在一定差距?！?/p>
推進國產(chǎn)化進程
在燃料電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展過程中，電堆是關(guān)鍵因素之一。低成本、高性能、批量供應(yīng)的電堆是燃料電池汽車成本下降并與傳統(tǒng)汽車競爭的關(guān)鍵。
豐田、通用等外國車企對電堆的定位，大多為100千瓦以上的高功率密度電堆。而國內(nèi)在電堆方面已初步形成研發(fā)體系和制造能力。國鴻氫能引進巴拉德技術(shù)后，能夠推出30-80千瓦的燃料電池電堆，目前在廣東省云浮市裝載了70輛燃料電池大巴車投入運行。
中國工程院院士衣寶廉認為，2018年氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展，燃料電池關(guān)鍵零部件實現(xiàn)了不同程度的國產(chǎn)化。如北京億華通推出的基于石墨板的第四代燃料電池發(fā)動機，采用自主研發(fā)的國產(chǎn)電堆，功率密度達到2.0kWL；武漢喜馬拉雅廣電攻克了燃料電池催化劑量產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)能達到200g/天的規(guī)模。在質(zhì)子交換膜、氣體擴散層、催化劑、雙極板、密封膠等環(huán)節(jié)，東岳集團、武漢理工、江蘇行動、新源動力、上海神力和氫璞創(chuàng)能等公司的原材料國產(chǎn)化進程在不同程度地推進。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高表示，與鋰離子電池和純電動汽車相比，氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈長、前景好。“鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈太短，而氫產(chǎn)業(yè)鏈將從制氫、儲氫、運氫到加氫，再加上燃料電池產(chǎn)業(yè)，構(gòu)成了很長的產(chǎn)業(yè)鏈，也是新能源的黃金產(chǎn)業(yè)鏈?！?/p>
不過，這從另一個角度顯示出氫燃料電池汽車的技術(shù)壁壘，這條全新的產(chǎn)業(yè)鏈所需要的材料，有很多國內(nèi)生產(chǎn)廠商目前仍不具備生產(chǎn)能力。
上述車企燃料電池技術(shù)負責(zé)人向中國證券報記者指出，目前氫燃料電池的國產(chǎn)化突破，工程工藝方面較多?！斑@兩年從海外回來一批人員，帶回技術(shù)成立了公司。這些技術(shù)多是部件級別，因此，現(xiàn)在國內(nèi)做部件的多了起來。而電堆中的核心材料，包括催化劑、質(zhì)子膜、碳纖維、高壓氫的管道等仍然需要依靠進口。國產(chǎn)材料方面，目前大多停留在研究機構(gòu)。產(chǎn)業(yè)鏈的根本突破，長期來看就是拼材料?！?/p>
油氫混合站是方向
當(dāng)下制約燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要有兩大瓶頸：燃料電池組成本過高和加氫站數(shù)量少。
加氫站建設(shè)是目前迫切需要解決的問題。從世界范圍看，截至2017年底，全球運行的加氫站328座，亞洲119座，歐洲139座，北美68座。其中，日本91座，德國45座，美國40座。到2018年底，國內(nèi)共建成加氫站12座并投入運營，在建的加氫站33座。這一數(shù)字距離2020年目標建成100座仍相差較大。
上海氫能利用工程技術(shù)研究中心副主任吳浩洪認為，加氫站建設(shè)在規(guī)劃、核準等政策方面缺乏頂層設(shè)計。由于行業(yè)歸類不明確，導(dǎo)致政府職能部門操作無依據(jù)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)盲目跟風(fēng)和無序發(fā)展等問題。
建設(shè)成本高企也是企業(yè)不愿投入加氫站的重要原因。據(jù)中國證券報記者了解，目前一座可供10輛燃料電池公交車使用的加氫站，建設(shè)費用大約為800萬元。
宇通客車公交新能源產(chǎn)品部一位燃料電池開發(fā)工程師告訴中國證券報記者，由于燃料電池車輛較少，加氫需求不多，投資回報周期較長，企業(yè)不愿意在加氫站方面做過多投放。而資質(zhì)審批主管單位不明確、審批手續(xù)較為繁瑣也限制了加氫站建設(shè)。目前的土地資源對加氫加油、加氫加氣合建站有國家標準，但在國內(nèi)還沒有實施案例。采取合建站的形式可以有效解決土地資源的問題。
清華工業(yè)開發(fā)研究院副院長朱德權(quán)認為，油氫混合站是未來的發(fā)展方向?！爸袊耐恋剡@么貴，一個加氫站建下來怎么受得了，所以油氣混合站是未來。目前工研院在推動此事，中石化在北京正在規(guī)劃建設(shè)一個油氣混合示范站。”
目前，中石化等能源企業(yè)正在介入這一領(lǐng)域。《中國氫能與燃料電池年度報告2018》顯示，在國內(nèi)已經(jīng)建成和正在建設(shè)的加氫站中，加氫站的投建單位除了主營業(yè)務(wù)為加氫設(shè)備技術(shù)研發(fā)相關(guān)的企業(yè)外，還有8座加氫站的投建單位為傳統(tǒng)能源化工企業(yè)。中石化集團在加氫站建設(shè)方面正在做總體部署和安排，將利用油站網(wǎng)絡(luò)、安全生產(chǎn)管理經(jīng)驗以及石化資源和制氫技術(shù)進行氫能供應(yīng)。2018年10月，中石化與億華通簽訂了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，雙方將在氫氣供應(yīng)、車輛加氫、加氫站運營等方面展開全面深入合作。
燃料電池組的成本方面，產(chǎn)量低直接導(dǎo)致了燃料電池組的單價居高不下。目前，國內(nèi)車用燃料電池成本高達5000元/kW以上，整車成本遠高于動力電池汽車和燃油車。多位業(yè)內(nèi)人士表示，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大，未來燃料電池汽車成本有望和燃油車的成本相當(dāng)，甚至比動力電池汽車更低。
國家發(fā)改委能源研究所助理研究員劉堅表示，電堆是燃料電池成本的主要組成部分。電堆中除鉑催化劑外，其他材料包括石墨、聚合物膜、鋼等，幾乎不存在類似于鋰、鈷、鎳等稀缺材料對鋰電池成本的剛性限制。此外，單位功率鉑用量可大幅下降，且鉑可以回收利用，將有效降低電堆成本。
