鉅大LARGE | 點擊量:787次 | 2019年05月13日
電池成本高 加氫站少 燃料電池業(yè)發(fā)展面臨兩大瓶頸
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(jìn)水平仍存在較大差距。專家認(rèn)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(jìn)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?!蹦持麣淠茉雌髽I(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(jī),原來國內(nèi)找不到?,F(xiàn)在十余家做空壓機(jī)的公司找到我們,測試完樣品發(fā)現(xiàn)指標(biāo)不比國外的產(chǎn)品差,且成本下降60%以上?!?br/>
對于氫燃料電池?zé)岫壬仙脑颍瑯I(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(jī)、IDC、通信設(shè)備等領(lǐng)域潛力巨大。根據(jù)富士經(jīng)濟(jì)的預(yù)測,未來十年燃料電池市場空間將達(dá)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(rèn)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(jī)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(fù)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?!?br/>
推進(jìn)國產(chǎn)化進(jìn)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(jìn)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(rèn)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(jī),采用自主研發(fā)的國產(chǎn)電堆,功率密度達(dá)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(dá)到200g/天的規(guī)模。在質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層、催化劑、雙極板、密封膠等環(huán)節(jié),東岳集團(tuán)、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(jìn)程在不同程度地推進(jìn)。
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?!?br/>
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(fù)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。“這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(jìn)口。國產(chǎn)材料方面,目前大多停留在研究機(jī)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)鏈的根本突破,長期來看就是拼材料?!?br/>
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(biāo)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(rèn)為,加氫站建設(shè)在規(guī)劃、核準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),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(rèn)為,油氫混合站是未來的發(fā)展方向。“中國的土地這么貴,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?!?br/>
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(tuán)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(jìn)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(dá)5000元/kW以上,整車成本遠(yuǎn)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(kuò)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。