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制氢
来源:势银能链
时间:2021-03-25
鸿基创能科技(广州)有限公司成立于2017年12月,致力于质子交换膜氢燃料电池用高性能膜电极的大规模产业化,为国内外燃料电池厂商提供低成本、高性能的膜电极这一核心组件,解决国内在该技术领域的“卡脖子”问题。
鸿基创能膜电极年产能为30万平米,良品率达到99.9%,一致性良好,可满足5万辆燃料电池汽车的膜电极需求。
经国鸿氢能等电堆企业验证,与进口主流产品相当,鸿基创能膜电极产品整体性能与成本在国内居于前列。
电堆中膜电极
成本占比超过50%
氢燃料电池汽车成本结构中,燃料电池系统中电堆成本占比超过50%。而在电堆中,膜电极成本超过双极板并超过50%,因此膜电极的成本下降对电堆系统的成本下降起到决定性的因素。
目前,国内膜电极已实际生产并出货的企业较多,但在性能和稳定性上,与国外进口产品存在一定差距,并且国内膜电极生产企业大多数原材料依然依赖进口,这也是虽然国产化的企业较多,但是膜电极成本下降幅度有限的主要原因。
值得关注的是,鸿基创能在国产膜电极方面已取得长足发展。该公司自2019年9月投产至今,累计签订订单额已超过2亿元,产品应用的已上公告的车型包括31吨燃料电池自卸车、氢燃料电池厢式商用车、氢燃料电池城市客车等,应用实例数居全国前列。
膜电极主要原材料及国产化进程
目前,膜电极关键材料之一的质子交换膜短期无法实现进口替代,其成本下降空间暂时有限。未来随着东岳、科润等企业的质子膜产线投产并大量进入市场,可以倒逼进口质子交换膜,成本将出现大幅下降。
就膜电极另外一个关键材料——催化剂而言,近几年国内部分企业已经开始燃料电池催化剂的产业化布局。与国外相比,国内燃料电池催化剂技术已经处于中试到量产的过程。但值得注意的是,虽然有具备竞争力的产业化产品,但部分产品需求仍然依赖进口。
就气体扩散层而言,国内企业数量较少,技术水平虽然在不断完善并实现陆续出货, 但短期内实现进口替代难度较高。
在记者的调研中,鸿基创能科技(广州)有限公司副董事长兼首席技术官叶思宇强调,目前国内膜电极产业链企业需要加强技术交流与沟通,才能共同成长进步,一同打通技术瓶颈。
在这方面,鸿基创能已与通用氢能、济平新能源、东材科技签订战略合作协议,共谋膜电极及其核心材料自主化之路。
膜电极与原材料
同时国产化才是降本关键
记者了解到,与进口主流产品相比,目前鸿基创能膜电极产品整体性能提升35%,成本下降30%,同比千瓦成本下降50%,其成本性能居于国产膜电极前列。
但值得注意的是,国内大多数主流企业使用的原材料大部分依然是国外进口,而要从根本上大幅降低MEA生产成本,仅靠一家获少数几家企业并不容易,需要上游原材料国产化,但是上游原材料技术瓶颈与难度相对较高,技术的进步需要时间的沉淀以及后期试验跟踪改进产品。
目前,国内上游原材料企业已经开始调试生产并送样给MEA产商试图共同改进产品缺陷,提高产品性能,这将对全产业链发展起到积极的作用。根据记者预测,2021年在全产业链共同协作下,MEA成本保守估计将下降10%-20%;而在未来5年后,MEA销售价格将不到现在的一半。
近期,记者与鸿基创能叶思宇博士进行了一次深度调研访谈,就鸿基创能的产品研发与应用业绩等方面进行了深入交流。部分精彩内容如下:
叶思宇博士,加拿大工程院院士,在电化学尤其是燃料电池领域具有30余年研发和产业化经验。2018年回国后,积极推进燃料电池产业化进程,担任鸿基创能科技(广州)有限公司副董事长兼首席技术官,打破国外大公司对高性能、长寿命膜电极的技术垄断,成功实现燃料电池膜电极的大规模产业化。
鸿基创能膜电极生产设备
1.记者:叶博士,您对最近几年中国燃料电池行业发展有怎样的看法,尤其是2020年下半年政策出台后?
叶思宇博士:中国燃料电池的发展多多少少有点起伏,2018-2019更多的是行业的认可、资本的投资;2020年后,是政府参与指导,以奖代补政策后燃料电池算是上了新的台阶。产业和资本的进步,都为燃料电池未来发展做了最全面的铺垫和认可。
政策不光是方向性的指引,还明确全产业链给予不同的积分,核心零部件也首次在电堆中可以单独拿到补贴,这对于电堆核心零部件企业来说,意味着可以有更多的资金投入到研发之中,从而加快MEA国产化以及性能提高和成本下降。
2.记者:MEA主要技术难点在哪里?鸿基创能是怎样克服并解决这些难点的?
叶思宇博士:难点主要集中在设计层面、原材料的选型和优化。膜电极是燃料电池多重反应的一个交汇点,包括燃料电池的传质传热,需要把整个反应过程控制好,也对燃料电池性能和寿命起到至关重要的作用。所以,膜电极不管是在燃料电池电堆中的作用性以及成本来讲都非常重要。早期的发展中,主要是引进和消化巴拉德的技术,膜电极都是以进口采购为主。
在膜电极生产中,需要对浆料的制备、涂布过程环节、以及最后的组装都需要进行严格的把控;还需要对各种原材料的性能以及各种工况下出现的变化要有充分的了解,从而实现优化;并且需要多次试验,以及与上游下游企业公司多交流和学习进行经验积累,这样才能使产品的良品率、一致性和稳定性得到提高。
鸿基创能膜电极
3.记者:对比两年前,目前MEA成本有下降趋势吗?成本下降的驱动力是什么?
叶思宇博士:对比于两年前,MEA的成本出现明显下降,主要是因为国内燃料电池产业链在这几年出现了飞速发展,从国产化率来讲已经远远高于两年前。去年电堆厂商产品售价出现大幅下降,而MEA占据电堆产品近60%的成本,性能和寿命不光要符合客户需求,成本也需要大幅下降。但是产量比较小,单一客户只能实现小幅度成本下降,因此规模化和国产化才能真正实现MEA成本的大幅下降。
4.记者:从目前鸿基创能的MEA出货量来看,今年中国燃料电池市场趋势如何?鸿基创能如何看待未来MEA发展趋势?
叶思宇博士:目前鸿基创能的出货订单超过两个亿。从目前的出货量来看,2021年的燃料电池汽车市场发展将会超出大众预期,我们预计2021年中国燃料电池汽车肯定会在政策驱动下取得傲人的成绩。
未来MEA的发展方向定然是高性能、高可靠性、高稳定性和低成本,这其中也需要全产业链的协同发展,不光是要实现上游原材料的完全自主化国产化,也需要各个产业链能实现技术上的多交流多学习,这样才有利于达到技术共同进步、成本共同降低的目的。
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