核心提示 我国燃料电池产业发展趋势与现状
我国在很早之前就开展支持燃料电池及其应用研发。目前,燃料电池及燃料电池汽车技术水平已经有了很大进步,但与世界最先进的燃料电池技术相比,我国核心技术如燃料电池可靠性、耐久性、功率密度、整车冷启动温度等,仍存在较大差距。在我国,燃料电池产业培育还刚刚起步,产业链相对薄弱,产能不足,部分关键部件缺失。燃料电池使用催化剂、质子交换膜、炭纸等关键材料的开发多处于实验室和样品阶段;燃料电池电堆及系统产能仍不够;高转速高性能的空气压缩机、氢气循环泵、70MPa碳纤维缠绕塑料内胆气瓶(Ⅳ型)等核心部件还没有成熟技术及产品供应。
但我国连续多年是世界第一的氢产量大国,也是全世界可再生能源产能最大的国家,因此不仅具有丰富的副产氢气资源,而且还可从清洁的风力发电、光伏发电、水力发电等可再生能源中制取氢气,获取氢能资源的路径多种多样,发展燃料电池产业有着先天的优势。2017年,第十九届中国科协年会“未来出行——氢燃料电池及智能车辆技术”会议指出,我国将整合各方资源,积极参与国际合作。目前,我国已发起并组建国际氢能燃料电池协会,目标是建成一个覆盖全产业链、推进燃料电池商业化的国际化平台,加速推动国际氢能燃料电池技术和产业发展。
核心提示 燃料电池应用场景分析
国内燃料电池汽车领域发展目前还是以商用车为主。在商用车领域,目前有大通FCV80、12m燃料电池客车、8.5m燃料电池通勤车、12m燃料电池客车、燃料电池码头牵引车56KW电堆、城市邮政物流车10KW电堆;在乘用车领域,有荣威950;国内燃料电池工程机械领域还处于空白状态。
2017年10月,五洲龙10.5米氢燃料电池公交车亮相第十二届物博会。采用30kw氢燃料电池电堆+锰酸锂电池技术,一次加氢需 5min左右,续航里程约为430km,燃料电池装车使用寿命达10000h以上。2018年6月,五洲龙10.5米氢燃料电池公交车运抵大同,进行实车演示。
发展燃料电池客车具有必要性,一方面燃油大巴尾气排放政策缩紧;另一方面纯电动大巴本质上使用的还是化石能源,并不是真正无污染。同时,经各类型大巴运行成本对比(估算)后,发现发展燃料电池汽车具有可行性。预计2025年,燃料电池大巴的百公里运行成本将降至¥140左右,且2020年后,电动汽车充电将不再免收基本电费,执行大工业用电价格,电费有所上升。因此燃料电池大巴在运营方面将有一定成本优势。2017年11月,上汽大通FCV80正式上市,为中国首款商业化运营燃料电池宽体轻客,官方指导价130万元,补贴后售价30万元。2016年9月28日,全国首条氢能源公交车线路佛山开通。2017年9月7日,科技部/联合国开发计划署“促进中国燃料电池汽车商业化发展项目”佛山项目启动仪式暨佛山市南海区新能源汽车(氢能)产业招商推介会在佛山市南海区丹灶镇举行。项目计划投入17至20辆氢燃料电池公交车、20至30辆氢燃料电池中型客车、70至80辆氢燃料电池物流车,为“丹灶——桂城”、“丹灶——狮山”两条示范运行线路使用。
发展燃料电池重卡具有必要性,一方面燃油车政策缩紧,氢燃料电池重卡零排放无污染,进城无限制;另一方面纯电动重卡充电耗时长,且远距离运输中较难满足续驶里程要求。同时,也具有可行性,氢燃料电池重卡续驶里程长,满足远距离运输要求氢燃料电池重卡对基础设施要求较低;氢燃料电池重卡制动距离更短,提高安全性,有利于降低远距离运输中疲劳驾驶导致的事故发生率;若效仿Nico-la,初期由企业政府联合提供免费氢气,以全寿命周期计算,氢燃料电池重卡运行成本更低。燃料电池重卡适用于远距离运输,且相较燃油重卡、纯电动重卡有较大优势。尼古拉先后推出Nicola One、Nicola Two两款氢燃料电池重卡,代表了燃料电池在重卡领域应用的世界先进水平。在尼古拉发布Nicola One之前,丰田燃料电池重卡已经在洛杉矶和长滩港口投入试运行。目前已经运行超过4000英里。
世界领先的燃料电池叉车供应商是Plug Power。
2014年12月15日,燃料电池乘用车Mirai在日本正式上市;目前日本售价700万日元,补贴200万日元。2015年,Mirai进军美国;售价5.75万美元,或者选择为期三年的租赁方案(首付3649美元,每月租金499美元)。2017年,Mirai进入中国市场。
2015年,现代汽车在法国推广氢燃料电池车,目前巴黎拥有37辆现代汽车的氢燃料电池出租车,并拥有10万人以上的乘客使用量。相较家用乘用车,氢燃料电池出租车对加氢站建设要求更低,且加速快、加氢迅速、续驶里程长,有利于提高出租车效率。
核心提示 大同氢雄云鼎成果转化
2018年,雄韬股份联合上海田鼎投资管理有限公司、大同攸云企业管理有限公司投资成立大同氢雄云鼎氢能科技有限公司,统筹氢能产业规划与布局,实现城市绿色发展。
雄韬股份(002733)是国内最大的出口型蓄电池企业,也是横跨铅酸电池、锂电池与燃料电池三大类电池系统的资深上市公司,已经在低载铂量催化剂、膜电极、铝制氢等各个领域自行投入研发,并取得阶段性成果。
2018年1月,雄韬拟与大同市人民政府签订雄韬氢能大同产业园项目《投资合作协议》,项目总投资30亿元,规划年产能≥5万套氢燃料电池发动机系统(3年内),整车推广≥3000(全市)、≥5000(全省)。示范运行燃料电池公交车300辆、燃料电池物流车700辆,建成示范运行加氢站≥2座。到2020年底,实现全市>3000辆氢能整车示范运营;建成示范运行加氢站5-20座;建成产能5万套的发动机生产基地,年产值>110亿元;建成产能5万套的电堆生产基地,年产值>50亿元。
目前,该公司的产品有质子交换膜、Gen-3复合板燃料电池电堆、Gen-4金属板燃料电池电堆、HM-3 30kW燃料电池发动机等。在整车应用方面,该公司拥有中植新能源边轮驱动燃料电池电动城市客车、东风特汽7.6吨燃料电池物流车、九龙汽车公交车样车、五洲龙燃料电池电动通勤车,另有多家车厂如南京金龙(大巴)、江铃(SUV)等在合作进程中。
氢能被誉为“终极能源”。2020年,氢能产业或将进入爆发期。据氢能理事会预测,到2050年,氢能为全球4亿多辆汽车、1500万到2000万辆卡车和约500万辆公交车的全球车队提供动力,平均占到各自运输领域的20%到25%的份额。国产或进口的氢能约产生1500个TWh的电力,它可以提供全球家庭和工业部门所需的大约10%的热能和电力。必须由燃料电池商用车、工程机械推广带动加氢站建设,从而为燃料电池乘用车推广奠定坚实基础。逐步推广燃料电池备用电源、分布式发电等应用。


