2018年中國車用燃料電池系統(tǒng)技術(shù)與市場發(fā)展回顧
氫能產(chǎn)業(yè)是從氫氣生產(chǎn)、儲運到應(yīng)用的龐大產(chǎn)業(yè)鏈。在氫能下游應(yīng)用領(lǐng)域,目前最廣為人知的是氫燃料電池汽車,行業(yè)普遍認(rèn)為氫燃料電池汽車與純電動汽車具有互補關(guān)系,對于商用車尤其是長途運輸應(yīng)用,氫燃料電池汽車更具優(yōu)勢。
車用燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池電堆、空氣供應(yīng)系統(tǒng)、儲氫和氫循環(huán)裝置、DC/DC轉(zhuǎn)換器等,占燃料電池整車成本的50%以上。燃料電池堆主要由單電池以堆棧的方式構(gòu)成,單電池包括雙極板、膜電極(MEA)和密封圈。膜電極包括質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴(kuò)散層。
氫能理事會(Hydrogen Council)于2017年11月發(fā)布的報告顯示,氫能將占2050年全球總能源消耗的約20%,每年減排60億噸CO2,氫能產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達(dá)2.5萬億美元。
中國汽車工程協(xié)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》指出,到2030年中國加氫站數(shù)量將超過1000座,氫燃料電池車將超過百萬輛。亞化咨詢認(rèn)為,中國氫氣生產(chǎn)、儲運,燃料電池及燃料電池車將形成萬億規(guī)模的產(chǎn)業(yè)鏈,為行業(yè)內(nèi)的項目投資者、工程公司和設(shè)計單位、技術(shù)和設(shè)備供應(yīng)商帶來巨大的市場機遇。
亞化咨詢《中國氫能與燃料電池年度報告2018》研究表明,2018年,中國燃料電池電堆技術(shù)與市場發(fā)展情況如下所示:
燃料電池電堆
新源動力
2018年10月,在國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項的支持下,新源動力公司項目團(tuán)隊在高功率密度燃料電池電堆技術(shù)開發(fā)上取得重要進(jìn)展。
項目團(tuán)隊重點針對整車開發(fā)對高性能大功率燃料電池電堆的需求,基于具有自主知識產(chǎn)權(quán)、經(jīng)過商業(yè)化應(yīng)用驗證的燃料電池電堆技術(shù),通過結(jié)構(gòu)與過程仿真,指導(dǎo)改進(jìn)電堆及其關(guān)鍵部件的設(shè)計和制造水平,完成了I型電堆功能樣機的開發(fā),電堆功率密度超過2.0kW/L,可以于-30℃存儲和-20℃啟動,并進(jìn)行了相當(dāng)于轎車工況5萬公里的耐久性考核,目前電堆耐久性和可靠性驗證仍在持續(xù)進(jìn)行,該型電堆預(yù)計在2018年可實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。同時,針對以更高功率密度(3.1kW/L)為目標(biāo)的II電堆開發(fā)工作也取得了明顯進(jìn)展,電極鉑用量已經(jīng)大幅降至0.33g/kW,并且在無外增濕條件下電極功率密度超過1W/cm2,按計劃,此型電堆將在2021年實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
新研氫能源
2018年8月,新研氫能源科技有限公司的全資子公司大同新研氫能源公司與山西大同市政府簽訂投資合作協(xié)議。根據(jù)協(xié)議,大同新研擬投建氫能和燃料電池生產(chǎn)基地項目。該項目總投資8億元,建設(shè)規(guī)模年產(chǎn)10000套燃料電池電堆。
雄韜股份
2018年3月,雄韜氫燃料電池產(chǎn)業(yè)園項目湖北武漢開工。
項目總投資115億元,其中一期投資12億元。該項目將從事燃料電池的催化劑、質(zhì)子交換膜、電堆、電池控制系統(tǒng)、氫燃料發(fā)動機系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和制氫系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)、運營和銷售以及加氫站的建設(shè),并與南京金龍、東風(fēng)特汽等合作開發(fā)、生產(chǎn)氫燃料電池大客車。
膜電極
鴻基創(chuàng)能
2018年10月,鴻基創(chuàng)能質(zhì)子交換膜燃料電池用高性能膜電極項目開工。
此前于2018年2月,廣東廣州黃埔區(qū)政府、廣州開發(fā)區(qū)管委會與鴻基創(chuàng)能科技有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。根據(jù)協(xié)議,雙方將共同投資建設(shè)氫燃料電池膜電極產(chǎn)業(yè)化項目。
該項目總投資約8億元,產(chǎn)能規(guī)劃為10萬平方米/年,產(chǎn)品的功率密度達(dá)到1.2W/平方米,力爭2018年底試生產(chǎn),2019年實現(xiàn)年產(chǎn)10萬平方米膜電極的規(guī)模,2020年實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
昆山桑萊特
2018年9月,昆山桑萊特膜電極性能再創(chuàng)新高,車用水冷膜電極單電池極化曲線性能超過1.0W/cm2@0.65V;所制備水冷電堆壽命測試時間達(dá)6000h以上。
催化劑
2018年4月,武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司自主研發(fā)的燃料電池Pt/C催化劑量產(chǎn)技術(shù)取得突破。該催化劑采用清華大學(xué)催化劑制備工藝。
技術(shù)突破
1. 采用連續(xù)合成工藝,實現(xiàn)產(chǎn)品性能的高一致性,各項指標(biāo)可控制在±1%以內(nèi)。
2. 產(chǎn)能達(dá)到1200g/日規(guī)模,完全具備工業(yè)化生產(chǎn)及營銷所需各項條件。
3. 采用優(yōu)化載體處理工藝,載體循環(huán)壽命達(dá)到國際商用同等催化劑的5倍以上,極大提高了催化劑在車用工況下的使用壽命。
4. 催化劑綜合性能(極化、電化學(xué)活性面積、質(zhì)量比活性)均達(dá)到或超過國際商用同等級催化劑性能。
5. 系列化催化劑產(chǎn)品通過了清華大學(xué)分析中心的檢測和歐盟CE認(rèn)證,各項性能指標(biāo)符合設(shè)計要求。
量產(chǎn)Pt/C催化劑主要包括40wt%、50wt%、60wt%、70wt%幾種規(guī)格,具有高活性、高穩(wěn)定性、低成本優(yōu)勢。
質(zhì)子交換膜
東岳集團(tuán)
2018年9月,東岳集團(tuán)150萬平米/年燃料電池膜及配套化學(xué)品產(chǎn)業(yè)化項目山東淄博簽約。
燃料電池與燃料電池系統(tǒng)
濰柴動力
2018年11月,濰柴動力股份有限公司通過全資子公司濰柴動力(香港)國際發(fā)展有限公司以1.64億元認(rèn)購加拿大巴拉德動力系統(tǒng)有限公司19.9%股份完成交割。
股權(quán)合作之后,雙方將隨即進(jìn)入實質(zhì)性業(yè)務(wù)合作階段,戰(zhàn)略聚焦中國市場,開發(fā)下一代氫燃料電池產(chǎn)品,快速實現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)先技術(shù)在中國商業(yè)化和工程化落地。具體包括:
1)共同成立合資公司:
雙方將共同出資11億元人民幣成立合資公司,濰柴動力占51%股權(quán),巴拉德占49%股權(quán)。合資公司將擁有巴拉德下一代質(zhì)子交換膜燃料電池電堆及模組技術(shù)產(chǎn)品在中國客車、商用卡車和叉車市場的獨家權(quán)利。
2)聯(lián)合開發(fā)和產(chǎn)品采購:
合資公司將支付巴拉德9000萬美元,聯(lián)合開發(fā)下一代質(zhì)子交換膜燃料電池電堆和模組。合資公司將擁有上述技術(shù)在中國客車、卡車和叉車市場的獨家權(quán)利,巴拉德將擁有上述技術(shù)在中國境外市場的獨家權(quán)利。同時,雙方已就4.0kW/L電堆技術(shù)及4.0kW/L以上未來技術(shù)的合作框架達(dá)成一致。在2021年底之前,濰柴計劃與合資公司共同協(xié)作,使用巴拉德的技術(shù)為國內(nèi)市場提供2000臺燃料電池模組。該等模組預(yù)計2018年年底即可投放市場。
雄韜氫雄
2018年9月,由雄韜氫雄投資建設(shè)的山西省首條燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)線投產(chǎn)儀式在山西省大同市舉行。
該項目為雄韜氫雄大同氫能產(chǎn)業(yè)園項目一期工程,規(guī)劃年產(chǎn)能3萬套;2020年項目全部投產(chǎn),年產(chǎn)能將達(dá)到10萬套。
上海神力
2018年6月,上海神力科技自主開發(fā)的C290-30燃料電池模塊通過國家強制檢驗檢測,其低溫/高溫儲存通過國家最新標(biāo)準(zhǔn)要求,在不增濕條件下,電堆功率密度實現(xiàn)2.0kW/L。
愛德曼
2018年5月,愛德曼廣東氫能源裝備公司氫燃料電池生產(chǎn)項目投資協(xié)議簽訂儀式在廣東佛山南海區(qū)舉行。
該項目選址為南海區(qū)丹灶鎮(zhèn),計劃建設(shè)氫燃料電池及動力總成生產(chǎn)基地。項目總投資30億元,分三期建設(shè),總計年產(chǎn)能8萬臺氫燃料電池,首期項目將于2018年投產(chǎn)。
新源動力
2018年3月,中國首例自主研發(fā)的超5000小時耐久性的燃料電池產(chǎn)品完成壽命測試和整車應(yīng)用驗證。
資料顯示,該HYMOD®-300型車用燃料電池電堆模塊由新源動力股份有限公司開發(fā),采用高穩(wěn)定性、高性能的膜基催化層膜電極設(shè)計和高可靠性的復(fù)合雙極板結(jié)構(gòu),經(jīng)壽命測試和整車應(yīng)用驗證,突破了車用燃料電池5000小時的耐久性難關(guān)。同時該產(chǎn)品實現(xiàn)了電堆在-10℃環(huán)境下的低溫啟動,以及在-40℃下的儲存。
該電堆模塊已成功應(yīng)用于榮威750以及上汽大通FCV80。
2019車用燃料電池系統(tǒng)與關(guān)鍵部件論壇將于2019年3月7-8日在湖北武漢召開。會議將探討全球與中國車用燃料電池系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與市場展望,燃料電池動力系統(tǒng)與關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化與智能制造,電堆與膜電極、雙極板技術(shù)進(jìn)展,車載儲氫、供氫與氫氣循環(huán)系統(tǒng),燃料電池空壓機技術(shù)研究與性能提升,熱管理與水管理設(shè)計與優(yōu)化,車載大功率DC/DC應(yīng)用進(jìn)展,燃料電池車用電控系統(tǒng)、驅(qū)動電機及儲能電池等。












