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平台化+绿氢:燃料电池汽车产业新风向
 时间:2021-11-24 09:30:23 来源: 中国汽车报 点击: 

  近日,上海捷氢科技有限公司重磅发布首个燃料电池电堆平台M4,并同步推出基于该平台的首款燃料电池电堆捷氢启源M4H以及燃料电池系统捷氢启源P4H、P4L。

 

 

  近年来,我国不断推进氢燃料电池汽车产业发展,在国家和地方政策的助推下,捷氢科技制定了长远的发展战略。捷氢科技总经理卢兵兵告诉《中国汽车报》记者,燃料电池电堆平台的推出,标志着我国相关技术的发展迈上一个新台阶。

 

  电堆平台化是大势所趋

 

  捷氢科技是一家年轻的企业,2018年成立,在燃料电池布局上的动作却很快,去年推出了新一代燃料电池电堆PROME M3H,今年更进一步发布首个M4燃料电池电堆平台。据介绍,此次亮相的捷氢科技M4平台,亮点在于实现了燃料电池核心零部件膜电极的自研自制。

 

  膜电极关系着燃料电池的功率大小、循环寿命等多项关键指标,多年来全球多家企业和科研机构都在主攻这一领域。长期以来,国内企业依靠进口膜电极生产燃料电池电堆,不仅成本高,在维修保养上也受到掣肘。卢兵兵说:“捷氢科技研发出了膜电极,而且在上海新园区建成了首条万台级‘卷对卷’膜电极生产线,这对降低成本和保障供应有着重大意义。”

 

  据悉,在高性能膜电极、非贵金属涂层双极板、智能高效制造技术等自主核心技术赋能下,基于全新M4电堆平台所打造的燃料电池产品,功率范围将全面覆盖30~230kW,拥有超过1.5万小时的超长寿命,额定功率密度达4.2kW/L,峰值功率密度达5.1kW/L。

 

  卢兵兵告诉记者,一款生产平台的水平如何,关键要看推出的系列产品性能。此次M4电堆平台推出了三个系列产品,以满足不同场景的消费需求。

 

  捷氢启源M4H燃料电池电堆与上一代产品相比,氢气消耗更少,功率却提升了52%,峰值功率高达198kW,电堆功率密度提升了34%,峰值功率密度高达5.1kW/L。

 

  捷氢启源P4H燃料电池系统功率由上一代的92kW提升至130kW。不仅拥有高性能输出,还采用了PROME Smart智能算法,让系统效率大大提升,体积功率密度达1020W/L,质量功率密度达722W/kg。高集成设计使得一级子零部件减少42%,进一步降低了产品尺寸和质量。

 

  氢能的应用范围很广,不只局限于汽车领域,工程机械、特种设备等都可以使用。捷氢启源P4L燃料电池系统就是为满足用户个性化需求打造的产品,额定功率为80kW。

 

  卢兵兵介绍称,以前国内企业做的电堆基本上只能用于商用车,如果做成像丰田Mirai那样功率的电堆,体积太大,乘用车放不下。捷氢启源的燃料电池系统不仅商用车可以采用,配装在乘用车上也没有问题。

 

 

  政策推动产业稳步发展

 

  在实现“双碳”目标的背景下,绿色能源日益受到重视,氢能以其优势受到人们的广泛关注,多个国家和地区制定了发展氢能的战略,我国也不例外。在国家和地方政策的推动下,我国氢能及燃料电池汽车产业发展很快。据资料显示,截止2020年,我国燃料电池汽车保有量达到7729辆,2020年销量为1177辆,在全球市场中占有一席之地。

 

  此前,我国已通过多项政策文件推动燃料电池汽车产业发展。不久前,财政部、工信部、科技部、国家发改委、国家能源局正式批复了燃料电池汽车示范应用首批示范城市群。

 

  在这方面,地方政府也起到推波助澜的作用。11月3日,上海市发展改革委、市财政局等相关部门印发了《关于支持本市燃料电池汽车产业发展若干政策》(以下简称《政策》),分为6个部分——整车购置、关键零部件、车辆运营、支持公交车运营、加氢站建设、氢气零售价格补贴,从不同角度鼓励氢能及燃料电池产业发展。

 

  《政策》有一些鲜明的特点,既与国家鼓励政策挂钩,又结合了本地特色。“双积分”政策已成为我国发展新能源汽车的重要推手,《政策》多处与“双积分”政策挂钩,比如,按照每1积分20万元标准奖励相关车辆生产厂商,每1积分3万元标准奖励关键零部件企业,。

 

  燃料电池汽车不能只是摆设,要投入实际运营中才能发展真正的价值。《政策》就体现了这个思路,每个年度内行驶里程超过2万公里的燃料电池货车、商业通勤客车给予运营奖励,避免了有些企业为了补贴而生产。

 

  有车没有气,燃料电池汽车照样寸步难行,《政策》对加氢站也给予投资额30%的补贴,每座加氢站补贴资金最高分别不超过500万元、400万元、300万元,资金分3年拨付。这将提高民间资本投资建设加氢站的积极性。

 

  目前,氢气的价格较高,限制了不少用户的热情。为了解决这个问题,《政策》对氢气零售价格给予补贴,不过这并非一成不变,而是逐级退坡,2021年度补贴标准为每公斤20元,以后逐级退为15元、10元。

 

  同济大学教授、校长助理兼智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平说:“在发展燃料电池汽车的初期,政策鼓励起着重要的作用。有了政策环境,企业也要紧紧抓住机会,加大研发投入力度,推进燃料电池汽车使用‘绿氢’,让燃料电池汽车产业真正成为实现‘双碳’目标的重要抓手。”

 

  我国“绿氢”潜力巨大

 

  数据显示,2019年,我国氢气产能约4100万吨,产量3342万吨。其中,煤制氢2124万吨,天然气制氢460万吨,工业副产氢708万吨,电解水制氢约50万吨。

 

  余卓平说:“尽管我国氢气产量很大,但低碳氢占比很少。生产氢气的含碳量将是衡量‘绿氢’的重要标准,我国电解水制氢仅占1.52%。”

 

  据介绍,2030年实现碳达峰时,我国氢气的年需求量将达到3715万吨。在终端能源消费中占比约为5%,可再生氢气产量约为500万吨。在2060年实现碳中和时,我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨,在终端消费中占比约为20%。

 

  我国工业领域用氢量占比仍然最大,大约为7794万吨,占氢总需求量的60%,交通运输领域用氢4051万吨,建筑领域用氢585万吨,发电与电网平衡用氢约600万吨。

 

  有预测称,2035年,我国燃料电池商用车保有量达到120万辆,加氢站规模近万座;2060年,中重型燃料电池商用车占全部中重型商用车的占比接近65%,在乘用车领域,燃料电池汽车占比约为15%。“结合燃料电池与电动化技术综合来看,2050年,道路交通有望实现近零排放,氢气需求量约为3570万吨。要实现‘绿氢’,就必须加大风电、太阳能发电制氢量。”余卓平认为。

 

  2030年,我国风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿~16亿千瓦。据介绍,按照可再生能源电解水制氢5%配置,装机规模有望达到70GW,可再生氢产量500万吨/年,占氢气年度总需求的13%。2035年,我国可再生氢产量有望达到1500万吨/年。与此同时,化石能源制氢将逐步配套CCS(二氧化碳捕获和封存)技术,与可再生氢为代表的清洁氢共同成为我国氢源供应主体。2060年,我国电解槽装机有望达到400GW,可再生氢产量提升至1亿吨,占氢气年度总需求的80%。

 

  “总的来看,我国‘绿氢’的潜力巨大。燃料电池已从单品研发走向平台化,加上‘绿氢’被广泛使用,我国氢能及燃料电池汽车产业发展将前途广阔。”余卓平说。

 

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