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燃料电池前途光明,任重道远

   2023-10-26 高工氢电齐志刚36280
核心提示:谁将胜出?很明显,是有资金、有资源的企业

回头看过去走过的路是为了以后能走得更稳,走得更远,复盘中国燃料电池电池走过的5年,既取得过令人兴奋的成绩,也存在种种困扰行业发展的问题。作为一名燃料电池行业的老兵也浅谈一点自己的思考,希望能对政策制定者和正在埋头“爬坡”的创业者带来一点启发。

首先,需要肯定的是,中国燃料电池产业取得的成绩,5年的持续追赶,已经让我们有了跟国际品牌同台竞技的能力和机会。

中国燃料电池,尤其是质子交换膜燃料电池,在过去五年得到了突飞猛进的发展,每千瓦电堆和系统的成本下降超3/5,单堆的功率达300kW,实现低于-50℃的无助低温冷启动,堆芯的体积功率密度超6kW/L,系统功率超250kW,系统的质量功率密度超0.8kW/kg,这些性能指标均处于国际领先水平。

在关键材料与核心部件国产化方面成绩也很突出,空压机、DC-DC、加湿器、电压巡检模块、氢气循环泵和引射器、测试装备全部实现国产化,极板和膜电极均实现了年产超百万片的自主生产,国产碳纸、质子交换膜和催化剂的试用力度也在逐渐加大,离批量化使用不会很远。关键材料、核心部件、电堆和系统的设计、控制和加工制造技术和工艺水平显著提升,可靠性和寿命得到明显改善,燃料电池汽车运行几万公里基本不会出现大的问题。中国在这五年左右取得的成绩令世人瞩目!

燃料电池产业在国产化和降本方面取得成绩的同时,也存在若干问题,只有解决了这些问题,才能促进燃料电池产业的良性发展。

现阶段,燃料电池的市场推广仍很艰难,主要原因包括成本较高、可靠性较差、基础设施匮乏、车企积极性不高、资金回笼时间过长、政府支持力度不足、企业疲于应付。年产5千套燃料电池系统被几十个单位一分,每个企业的年产量最多不超过几百套,很难产生规模效应;靠技术进步降低成本这几年虽然效果不错,但很难持续下去,在量没有明显突破的情况下,后续降本的难度会越来越大。总体上看,主要存在三大问题:

其一,缺乏长期上路运行的数据和经验积累。全国目前燃料电池累积装车量虽然达到1.6万辆,占全球总装车量的20%左右,但实际上坚持长期跑的车不多,对各种问题的积累统计偏少,统计的问题也多局限于装车过程中遇到的燃料电池系统和整车的匹配和调试问题,以及一些短期运行出现的问题,长时间运行后会出现的问题还没有出现就停止了跑车运行,寿命还仅仅停留在“设计”阶段,缺乏实实在在的数据。现阶段,加氢站等基础设施的匮乏导致加氢不便、氢价偏高,在完成补贴等要求的公里数后,车辆拥有者不愿继续使用氢气运行车辆,也就难以积累长期的运行数据。对于一个车企来说,一年装几百辆燃料电池车并不能给企业带来多大的经济效益,也改变不了企业的经营状态,所以,车企主动尝试燃料电池的动力不足。

其二,补贴发放滞后,企业资金压力大,负重前行。现阶段的情况是不论有没有政府补贴,燃料电池系统企业都需要先行垫资,资金何时回笼甚至能不能回笼都是未知数,导致企业的现金流压力很大,而且在质保期内更换电堆或系统还会带来不菲的额外开销。不论在不在3+2示范城市群中,地方政府虽然很想支持燃料电池的发展,但由于资金有限而花钱的地方又很多,地方政府在资金上对燃料电池行业的支持力度总体不大。

其三,城市群方案的实施,使得地方保护主义更加严重,绝大多数企业很难拿到订单。企业要想拿到一点订单还得先在当地建厂,建完厂后有没有后续的订单难以预测,资金何时回笼也不确切,等等,迫使一个小小的企业到处建厂或想办法打一枪换一个地方,导致企业骂娘、政府失望、行业彷徨。

总体上看,燃料电池企业的生存压力越来越大。目前这个行业没有利润可言,人才少,能解决实际问题的人更少,而能提出创新性想法的人寥寥无几。不论是个人还是机构投资者,都是为利而来,而且希望获利的时间越短越好,这是投资之常情,通过这几年的了解,加之若干头部企业上市连连遇挫,投资者已经很清楚短期内从燃料电池行业获利很难,所以更不愿轻易下手。同时,行业内消息也是真真假假、虚虚实实,别说行业外的人,就是行业内的人也被搞得晕头转向。

谁将胜出?很明显,是有资金、有资源的企业,即使由于某些原因使这些企业的效率和创新能力可能偏低,但他们可以通过时间和空间来换取强大的生存能力。对于先天不足的弱小私企,唯有立足务实创新,才能寄希望通过在某一技术方面的优势获得生存的空间和时间。

氢能是全球构建新能源体系必不可少的一环,燃料电池是利用氢气发电的最佳方式,中央和地方政府对其都非常关注,两者的未来一定都很光明,但还有很长、很艰难的路要走。

作者简介

齐志刚博士在国内外燃料电池领域深耕近30年,对燃料电池从关键材料到系统控制集成都有深刻的理解和实际工作经验,解决了若干关键难题,不少全球首创的技术和方法等已经实实在在地应用到了燃料电池的生产实践中,并带领团队创造了燃料电池多旋翼无人机室外不间断飞行331分钟的世界纪录和燃料电池堆-52℃无助冷启动的世界纪录。

他有10项美国和75项中国专利,出版1本个人专著《Proton Exchange Membrane Fuel Cells》,参与了国内外50余项燃料电池标准的制修订,荣获2021年度 IEC “1906 Award”。他是国际电工协会(IEC)燃料电池技术分会(TC105)AG1顾问组的召集人及MT101和WG304两个工作组的召集人,中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟专家委员会秘书长,及多个学术团体的委员。

 
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