氫燃料電池如何降本?上海捷氫科技總經理:燃料電池進乘用車

2020-12-18 澎湃新聞

7月29日,在上海寶山中國寶武吳淞氫能產業園舉辦的長江經濟帶氫能產業生態圈峰會暨第二屆寶山氫能論壇上,上海捷氫科技有限公司總經理盧兵兵表示,通過規模化量產降低氫燃料電池成本的一個邏輯是,要讓燃料電池系統進入乘用車,以乘用車進一步的性能提升行業,以乘用車的規模效應進一步降低燃料電池系統成本,「這個行業才能見到真正的未來。」

上海捷氫科技有限公司(下稱「捷氫科技」)成立於2018年6月,註冊資本58000萬元,目前掌握從電堆核心零部件開發(雙極板、膜電極)、電堆集成、燃料電池系統集成到動力系統集成、整車集成的完全正向開發能力,已完成多款燃料電池電堆和系統的產品開發,功率涵蓋30kW~130kW以上。

氫燃料電池車依靠氫燃料電池電堆中氫氣與氧氣發生電化學反應產生的電能驅動。它也可以看作是自帶氫燃料發電機的電動車,但與電動車充電不同,氫燃料電池車的加氫過程與燃油車的加油過程相似,加一次氫一般需3-5分鐘。

不過,目前氫燃料電池的發展面臨一些核心瓶頸,盧兵兵提到,包括進口依賴,成本降低,氫氣的可獲得性也就是加氫站的建設,另外還包括制氫儲氫運氫加氫以及車載系統標準規範等法律法規的完善。

其中,法律法規方面相關部門正著手推進,在加氫站基礎設施建設方面,他認為目前出現的可喜變化是氫氣已逐步作為民用燃料而存在,在確定審批等事項後,加氫站的建設將加快。

在成本方面,燃料電池最核心部件電堆是成本的大頭。電堆是氫氣和氧氣發生電化學反應產生電能的場所,它包括膜電極、雙極板、質子交換膜、氣體擴散層和催化劑。

「電堆佔燃料電池系統70%的成本。而燃料電池電堆裡的膜電極佔電堆成本的70%,雙極板佔成本的20%。」盧兵兵坦言,燃料電池要和鋰電池的價格保持一致,目前的確還有差距。但他認為,在行業共同努力下,仍然有機會降低氫氣和電堆系統成本。

「降本不外乎這麼幾個手段,第一通過大批量生產把成本降下來,第二工藝技術材料的突破,第三進口替代,汽車行業這三四十年的快速發展,進口替代是很重要的降本環節。」除此之外,產業協同增強溝通,同步協調加快問題解決。

在盧兵兵看來,通過規模化量產降低成本的一個邏輯是要讓燃料電池系統進入乘用車,通過乘用車進一步的性能提升行業,以乘用車帶來的規模量產促進燃料電池系統降成本。

基於目前技術和基礎設施水平,燃料電池汽車會在機場、港口、鋼鐵行業園區、化工園區,煤炭園區、城市公交以及相對封閉的物流園區等場景得到率先應用。「雖然通過商用車可以拉動一部分規模進而降低成本,但這還遠遠不夠。」

以2018年全國整車銷量為例,盧兵兵粗略估算過商用車和乘用車的銷量比例約為1:6。「只有讓燃料電池系統進入乘用車,只有通過乘用車進一步的性能拉動整個行業的提升,再通過乘用車規模進一步降低燃料電池系統的成本,這個行業才能見到真正的未來。」

此外,在工藝技術的突破上,盧兵兵表示,捷氫科技可自主合成膜電極,也具備雙極板設計和供應商整合能力,並預留了雙極板生產場地,「這一切既是為了良好的性能和品質,也是為了更長久的成本考量。」

目前捷氫科技新一代車用質子交換膜燃料電池系統P390,系統功率為92kW,具有一體化集成、高功率密度、高耐久性、高可靠性和強環境適應性等優點,已應用於燃料電池乘用車、城市客車、中重型卡車等領域。

「我們制定了從第三代燃料電池系統到第四代,再到第五代的降本方案,目標是在第三代的基礎上,第四代降低40%的成本,第四代的基礎上,第五代再降低30%-40%的成本。」盧兵兵表示,一方面這可以提高性能,另一方面通過性能提高功率密度,這也是降低成本的方法之一。

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