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燃料電池產業發展思考與建議

2024-01-02 來源:高工氫電 瀏覽數:673

燃料電池行業正處在變局中。在一次年會上,來自氫璞創能、雄韜股份、新研氫能、氫晨科技、未勢能源、明天氫能、三一氫能科技、驥

燃料電池行業正處在變局中。在一次年會上,來自氫璞創能、雄韜股份、新研氫能、氫晨科技、未勢能源、明天氫能、三一氫能科技、驥翀氫能、上氫能源、氫沄新能源、鯤華科技、紐威萊等企業高層分享燃料電池下一步發展的思考。

各位高層認為,燃料電池的發展重點已經由技術示范轉變為商業化落地,初期仍面臨著供應鏈、成本、路線競爭等諸多挑戰,除了持續推進降本和技術驗證外,要化被動為主動,謹慎把控發展布局機遇與風險,精準發力,分階段推進燃料電池終端應用的落地和規模化推進,在實踐中推進研發迭代和市場規模擴大的正向循環。觀點詳細闡述如下:

步子要穩,技術協同產業高質量發展

中國燃料電池產業的技術發展在過去幾年已經取得重大進步,燃料電池產品從關鍵材料、核心部件到電堆、系統和運行策略近年來都有明顯的變化和進步,并較快得到落實;性能、壽命、控制、技術、工藝和性價比提升顯著,燃料電池的綜合性能已接近商業化產品的要求。

氫電產業鏈迸發出強大的創造力和韌性,但商業運行不同于技術示范,“最后十公里”的打通往往需要基于實際運行的反饋和優化,而不是單一地“卷”參數。

“這幾年燃料電池企業競爭非常激烈,開發高性價比產品是商業化的必要條件。產品一定要根據市場需求,不斷地完善性能、壽命、成本等關鍵指標。” 驥翀氫能集團副總經理兼深圳眾為總經理王力表示。

氫沄新能源總工程師方芳博士則指出,現階段車載燃料電池系統在氫耗、功率、壽命和成本4個方面面臨現實挑戰。這也意味著商用級的車用燃料電池系統必須做到高能效、大功率、長壽命和低成本。氫沄新能源的策略是:從零部件能量回收與電堆運行策略同時入手解決氫耗問題與綜合能效問題;功率大大于整車需求,可同時解決氫耗與耐久問題;以優選材料+電堆工作點優化+系統控制策略解決長壽命問題;綜合考慮系統成本、用氫成本和維修成本來降低客戶的用車成本。

此外,新興技術普及需要足夠低價,示范補貼不及預期下,持續推進降本是根本驅動力。基于多個賽道降本增效的現象,張小飛博士現場總結到:“補貼退坡下,降本是行業發展的第一驅動力,也是商業規律!”這意味著業界還需要攜手持續努力,推進技術優化和規模降本。

“需要特別強調的是電堆成本的持續下降,包括膜電極中催化劑鉑載量的持續下降,質子膜、碳紙及其關鍵原材料的深度國產化,模壓板成本持續下降、性能的持續提升,端板、尾板開模,以及電堆制造成本的下降等。” 氫璞創能董事長歐陽洵博士表示,2025-2026年電堆批量售價預測在0.5-0.6元/W,而到2030年的成本目標則是0.2-0.3元/W。

心態擺正,氫能是一條長坡厚雪的賽道

雙碳背景下能源降碳增氫的氫能邏輯逐步明晰,目前全球發達國家地區氫能戰略方向相同,全球氫能行業發展勢頭強勁,各階段項目轉化率持續提升。“工業脫碳、交通脫碳、建筑脫碳等是歷史必然。新能源電力尤其深遠海風電輸送、消納成為瓶頸問題。未來的氫能利用,不僅是交通、更是氫-電協同全場景。”氫晨科技董事長兼總經理易培云博士指出。

據高工氫電產業研究所(GGII)預計,到2025年中國氫燃料電池產業鏈市場規模超一百億元,到2030年中國氫燃料電池產業鏈市場有望增長到千億元規模,2022到2030年年復合增長率近40%。

但必須承認,擺在巨大市場前景之前的,是產業發展初期的現實困境。“氫車發展正當時,但也遇到氫源與應用場景不匹配,加氫基礎設置的嚴重滯后,供氫體系利益訴求不一致的發展障礙。距離消費者買得起、用得起和用得好還有較遠一段距離。” 未勢能源副總裁解超朋博士直言。

企業唯有不斷鍛造技術、競爭、發展實力,筑牢成長基石,才能在這樣一個長期主義的賽道有所收獲。

“氫能這樣一個改變整個能源結構的工程,經歷短暫的冷靜期可能也是一件好事,有助于行業的健康發展,洗牌會必然出現,有助于企業去除浮躁,踏實投入研發和生產。” 新研氫能首席技術官齊志剛博士認為。

“要突破以上這些障礙,需要通過構建金融生態、應用生態和供應生態來解決。當以市場應用為牽引,合理布局、把握節奏,有序推進氫能在交通領域的示范應用;拓展在儲能、分布式發電、工業等領域的應用,推動規模化發展,加快探索形成有效的氫能產業發展商業化路徑。”解超朋博士建議道。

槍法要準,集中突破能用起來的地方

氫電產業由燃料電池企業主導,前期示范運行的墊資尚未收回,疊加政策、經濟、資金、人才、動機、基礎設施、地方保護主義等多種不利因素,燃料電池企業的生存壓力和各種不確定性明顯增加。

多地跑馬圈地式示范投放不及預期情況下,秉承著“能用起來才是真理”的原則,企業開始把力量集中在低氫價高應用價值的生態空間。

三一氫能科技總經理宛朝輝博士分享了氫燃料電池重卡發展的“三階段”發展理論:在起步階段,整車成本降低到80萬,氫氣成本降低到10-20元/kg,百公里氫耗下降12kg/百公里(高速路況),鋼廠、煤礦等用氫場景現場建加氫站;在發展階段,整車成本降低到60萬,氫氣成本降低到20-30元/kg,百公里氫耗下降到10kg/百公里(高速路況),用氫場景距離加氫站10km以內;在成熟階段,整車成本降低到40萬,氫氣成本允許≥30元/kg,百公里氫耗下降到8kg/百公里(高速路況),全面布局加氫站。

鯤華科技副總裁歐陽端祥則分享了鯤華科技針對鋼鐵廠運力的“氫”潔優化案例:鋼鐵行業是高耗能、高污染的行業,在碳減排壓力下,越來越注重清潔運力,給氫能重卡提供的市場很大。在這種場景下,鯤華科技不是簡單賣系統、車,而是提供整體解決方案,如公司在服務過程中會幫助鋼鐵廠系統性地優化運輸路線,在充分解決其用車需求的基礎上,實現包括物流成本、車輛購置成本等成本的下降。

上氫能源董事朱培軍分享道,上氫能源正戰略打造商業化、自閉環氫能產業鏈,規劃在風光資源富集區根據適合當地氫能車、氫化工、氫冶煉應用場景,布局風光發電-綠電制氫-儲氫-加氫-用氫,先期打造分布式自閉環氫能全產業鏈經營模式,隨著氫能產業的發展,以數字化技術為基座,鏈接所有分布式氫能產業布局,形成公司數字化氫能源供應體系。目前公司在新疆的布爾津縣已啟動相關項目。

紐威萊中國區負責人余建光介紹,紐威萊燃料電池可滿足多種場景的應用,包括叉車、港口設備、礦山設備和路面車輛等。針對中國市場,經過前期市場培育的紐威萊也取得了進展,有大巴、裝載機和港口偏置車頭牽引車和以及氫能電源車等項目正在執行,同時公司在積極地和國內合作伙伴探討落地中國本土化生產。

非車用方面,燃料電池的示范進程正在加快,市場呈現基數小、增速快的特點,尤其氫儲能發電產品成燃料電池廠商新增長點。

雄韜股份副總裁、技術總工陳宏博士指出,未來氫儲能在發電單元的經濟性上需要做好六個方面:1、高可靠性,發電安全性是最重要安全性,是可靠性的保障;2、高效率,從電解水制氫到氫發電經過了兩道效率的轉換,只有提升效率才有可能真正實現氫儲能的經濟性價值;3、利用可再生能源,通過電解、裂解等工藝生產,從而實現對可再生能源的充分利用;4、靈活性,燃料電池發電系統可以靈活地安裝在各種規模的能源系統;5、低排放,對環境幾乎沒有污染;6、實現關鍵經濟性指標,在未來的能源市場中燃料電池發電系統將具有越來越重要的地位。

氫航科技董事長劉海力表示,氫航科技則聚焦輕量化的燃料電池,堅持價值引導,在氫電航空、移動電源、小型車輛、水上應用等四個方向堅持創新應用并提供燃料電池及氫動力解決方案。

明天氫能品牌總經理張健分享“零碳都市”概念,即利用低谷電、以及風電、光電、水電、無法消納和上網的電力資源,就地電解水制氫,達到綠色儲能的目的,搭建城市零碳能源體系;利用綠色制氫及燃料電池技術在城市開展在公交、物流、環衛、機械裝備、航運等領域的示范應用,實現零碳都市。

結語

氫能及燃料電池產業,是一個“前無古人”的產業,它有著能源、科技、技術、制造等的多重基因,有著制儲運加用、多技術路線并行的復雜,有著參與未來能源結構的無限希望,也有著發展初期的困頓和迂回。

參與者要對政策、對地方、對資本、對社會各界心存敬畏,深刻認知氫能及燃料電池是一個長期主義的賽道,唯有真誠、踏實地扎根,嚴謹、大膽地去發掘創造才能收獲長期主義的復利。

另一方面,社會各界在對氫能及燃料電池產業有建議和鞭策的同時,也需給予更多耐心和支持,氫能與燃料電池的詩與遠方已經在路上。


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