近年來,國內燃料電池產業取得顯著發展,諸如新源動力、東方 電氣、愛德曼氫能、眾宇動力、上海神力、江蘇清能、江蘇氫電、氫璞 、弗爾賽、明天氫能等企業電堆技術都有長足的進步。
現階段,國內電堆市場仍以國外企業為主,國內外差距較大。在這種情況下,以市場換技術無可厚非,也應感謝國內投入巨資引進先進技術的企業們。
但即使現狀如此,國產化依然是必然的趨勢。
近年來,國內燃料電池產業取得顯著發展,諸如新源動力、東方 電氣、愛德曼氫能、眾宇動力、上海神力、江蘇清能、江蘇氫電、氫璞 、弗爾賽、明天氫能等企業的電堆技術都有長足的進步。
新源動力
新源動力股份有限公司成立于2001年,是國家燃料電池技術標準制定的副主任委員單位、“燃料電池及氫源技術國家工程研究中心”承建單位,現已初步完成產業化布局和15000kW/年的產能建設。
2018年5月,新源動力選擇美國戈爾公司作為新源動力HYMOD-300型車用燃料電池電堆質子交換膜核心合作供應商。在美國完成了車用燃料電池電堆5000小時耐久性測試驗證,同時還實現了電堆在-10℃環境下的低溫啟動,以及在-40℃下的氫氣儲存。
東方電氣
東方電氣經過近7年在燃料電池領域的自主創新與技術積累,已掌握從核心部件到電堆設計及系統控制與集成全套關鍵技術。
在2016年8月與成都客車股份有限公司開展深度合作,雙方發揮各自優勢,經過一年的艱苦攻關,成功開發出了滿足國家補貼政策的氫燃料電池客車。
2017年10月,由東方 電氣與成都客車股份有限公司聯合研發的氫燃料電池城市客車正式下線。
愛德曼氫能
愛德曼氫能源裝備有限公司主要生產金屬電極板、膜電極、燃料電池、燃料電池系統核心部件。
愛德曼氫能通過與德國合作,不斷創新,在國內建造了第一條金屬電極板燃料電池生產線,生產了30KW、35KW、40KW和45KW電堆,已經達到2000套/年產能。具有專業化的雙極板、膜電極、系統及核心零部件的設計、開發和生產能力,掌握了燃料電池金屬板的表面涂層及膜電極生產的核心工藝和技術,產品已達到和超過國家標準和DOE標準。
愛德曼氫能與東風汽車合作生產了7.5噸物流車和冷藏車,續航能力400公里,耗氫量為2-2.3公斤/百公里。
2018年5月,佛山市政府和愛德曼氫能源正式簽訂項目投資協議,將建成氫燃料電池及動力總成生產基地,計劃投資30億元,年產能8萬臺氫燃料電池。
眾宇動力
眾宇動力于2011年6月成立于武漢經濟技術開發區,是一家集研發、制造、銷售燃料電池動力系統的高科技企業,該公司自行設計并制造的風冷、水冷電堆產品,功率涵蓋范圍從20W到100kW。
2012年2月,眾宇動力開發出了基于水冷和風冷質子交換膜燃料電池的兩個技術平臺;
2013年8月,眾宇動力推出第一代燃料電池備用電源系統;
2017年11月,眾宇動力車用燃料電池動力系統通過樣車驗證,已經具備商業化條件;
2018年5月,眾宇動力車用動力系統通過國家檢測中心強檢,并在全國范圍內第一個通過了零下40度到零上60度的高低溫存儲補貼項試驗;
2018年11月,眾宇動力參與了第二屆中國(佛山)國際氫能與燃料電池技術及產品推介會,并在展會上首次展出了自主研發的液冷式GL2燃料電池電堆模塊、ML2燃料電池電堆模塊,以及TW4500燃料電池發動機。
ML2燃料電池電堆模塊,可擴展的功率輸出從10kW到50kW,作為核心發電模塊應用于燃料電池城市公交車、中/重型城市物流車等領域。
GL2燃料電池電堆模塊,兼具啟動模塊控制功能,可擴展的功率輸出從10kW到40kW,作為核心發電模塊應用于燃料電池商用車領域,也可以應用于備用電源、分布式微電網等領域。
上海神力
上海神力科技有限公司成立于1998年,截至2016年底,神力科技已獲授權專利317項,其中發明專利135項,美國專利4項,牽頭起草和參與制定的燃料電池國家標準,已有22項頒布實施,獲得注冊商標4個。
2015年,神力科技成為北京億華通科技股份有限公司的控股子公司,迎來了新的發展機遇。
神力科技自主研發的SL-C系列水冷質子交換膜燃料電池電堆能夠根據客戶應用功率需求靈活、有針對性的定制,該系列電堆是一款完全自主知識產權的產品,可輕松應用于客車、物流車、乘用車、備用電源等領域。
目前,神力科技已經同上汽集團、上海大眾、鄭州宇通、北汽福田、中通客車、中國中車、上海申龍、蘇州金龍、奇瑞汽車、長城汽車等國內知名的整車廠合作,成功開發了燃料電池新能源汽車,并在北京、上海、美國加州、英國和韓國等國家和地區成功示范運行。
江蘇清能
江蘇清能新能源技術股份有限公司于2003年成立,是一家致力于燃料電池電堆及燃料電池系統的研發、生產與銷售的企業。
江蘇清能的燃料電池電堆主要采用國際上先進的質子交換膜技術,目前主要產品有空冷型燃料電池電堆和水冷型燃料電池電堆。
該公司的核心產品燃料電池電堆有H系列電堆(如 H-12、H-20、H-30、H-100、H-200、H-300、H-500、H-1000、H-2000、H-3000 以及 H-5000 等)、T 系列和XP 系列。燃料電池系統主要有 MFC mini(100w 以下)、MFC(100W-200W)、MFC(1KW 以上);RFC-120 系列;電動車用燃料電池系統 VL30KW 系列等。
江蘇氫電
江蘇氫電新能源有限公司是一家專業從事燃料電池研發、制造和銷售的技術型企業,目前已經實現燃料電池主要原料、核心部件的產業化。該公司工程技術中心擁有齊全的燃料電池原材料開發及測試設備。
目前,公司申請發明專利27項,實用新型23項,其中:發明專利授權21項,實用新型授權23項。公司通過自主創新,所有產品均擁有核心知識產權。
氫璞創能
北京氫璞創能科技有限公司成立于2010年,一直致力于水冷燃料電池和甲醇制氫技術的研發和產業化,是為數不多的擁有核心技術自主知識產權及產業化技術的燃料電池廠家,擁有數十項燃料電池電堆及生產線發明專利與保密技術。
氫璞創能的水冷燃料電池技術已達到國際一流水平,產品包括石墨板、復合板和金屬板電堆。
另外,氫璞創能主導開發了國內行業首個自主知識產權電堆自動化生產線,大大提高了產品質量、一致性。該產線通過自動化生產減小了采購環節和人工成本,大幅度的降低了電堆的生產成本。電堆年產值可達60MW。
2010年至2012年間,氫璞創能完成了第一代甲醇制氫及燃料電池電堆研發工作;
2014年,氫璞創能的第二代核心部件研制成功,電堆生產完成部分自動化,并且成功完成首輛燃料電池汽車的測試工作;
2015年,氫璞創能成功研制第一代燃料電池控制器。并且完成了對燃料電池產品的車載應用升級;
2016年,氫璞創能研制出第三代水冷電堆,并開始自動化電堆生產線的部署;
2017年,氫璞創能建成了中國第一條自主知識產權電堆自動化生產線,并在同年成功研制了第一代金屬板電堆;
2018年氫璞創能開始開發適用于車載100kW及以上高功率密度金屬板電堆。
弗爾賽能源
弗爾賽能源已形成車用燃料電池和固定電源系統兩大產品開發平臺,燃料電池模塊、車用燃料電池發動機、固定式燃料電池電源三大產品系列,是掌握氫能燃料電池核心技術并具備綜合能源氣體解決方案提供能力的國家高新技術企業。
2009年,弗爾賽成功研制國內首臺中小功率車用增程式緊湊型電堆。同年成功開發國內首臺自主開發通信用燃料電池備用電源實驗室樣機;
2010年,弗爾賽將200+套車用電堆服務上海世博會、廣州亞運會200天的示范運行,累計運行里程57.9萬km,單車最大運營里程9736km;
2011年,弗爾賽能源成功研制世界(國內)首臺通信用30kw級燃料電池應急發電車;
2012年,弗爾賽的10套燃料電池備用電源進站運行;
2013年,弗爾賽在國內首條雙極版自動化產線投產;
2015年,弗爾賽成功掛牌新三板,并建成全國最大的燃料電池備用電源在線運行網絡,弗爾賽120+套設備實現在線運營;
2016年,濰柴入股弗爾賽,弗爾賽的25kw級燃料電池發動機通過國家公告檢測;
2017年,弗爾賽的30kw級燃料電池發動機產品通過公告檢測,成功應用于亞星客車、陜重汽灑水車和安凱中巴等多種車型。
明天氫能
安徽明天氫能科技股份有限公司成立于2017年8月,該公司已經建成了(部分在建)燃料電池系統的研發和制造基地,擁有雙極板、MEA、電堆、壓縮機、氫氣循環裝置和燃料電池系統集成與控制等全產業鏈的關鍵核心技術。
明天氫能依托中國科學院大連化學物理研究所在質子膜燃料電池技術領域二十多年的研究和開發成果,成功開發出商業化的金屬雙極板的燃料電池電堆,其體積比功率高于3.0kW/L;電堆功率范圍覆蓋20-100kW;能源利用效率高,氫氣利用率大于90%。
目前,可以根據用戶需求進行不同型號車用電堆及發電用燃料電池模塊的開發、研制。
眾多電堆企業獲得投資
中國許多電堆企業也獲得了資本的加持。
2007年4月18日上汽集團同新源動力公司簽訂了上汽集團入股的協議,此后,又于2007年7月19日同新源動力再次簽訂入股協議,根據這次協議內容,上汽集團持有新源動力股份有限公司34.19%的股份,成為新源動力第一大股東。2012年新源動力被授予上汽新能源戰略合作伙伴。
2016年11月16日,濰柴動力股份有限公司與蘇州弗爾賽能源科技股份有限公司簽署股份認購協議,認購總價為4995萬元人民幣,將占弗爾賽總股本的33.5%。
2016年,雄韜股份通過全資子公司鵬遠自動化投資2500萬元,持有氫璞創能21.74%的股份。
企業之間的資本合作,技術領先是一方面,供應鏈配套、市場資源、售后服務以及企業之間的互相信任,都會影響企業之間資本合作的走向。
中國應用企業應采用更多具有自有核心技術的中國產電堆
回顧過去外國燃料電池企業與中國的合作,如巴拉德自2013年起多次與中國公司合作,在雙極板和電堆生產這類關鍵技術轉移方面,外國公司多將燃料電池電堆的核心技術握在手中,并不對中國開放。
而這些關鍵技術正是中國燃料電池發展的瓶頸,如同電子領域的芯片技術。如果長期依賴外國技術,非技術授權性地采購外國電堆,會處處受制于人。想要突破燃料電池的發展瓶頸,核心技術的自主可控至關重要。
目前,已經有多家公司在關鍵材料、關鍵部件、整堆系統等各個層面擁有了獨立自主的知識產權,完成了雙極板、膜電極等燃料電池核心部件的技術攻關,這是國產電堆打破技術壟斷的創舉。
在核心技術問題上,國內應用企業需要在處理與先進技術合作伙伴關系的前提下,保持研發投入,加速關鍵技術的國產化能力,逐漸擺脫核心技術受制于人的窘境。
只有在我國燃料電池核心技術自主、自立、自強的前提下,國內燃料電池行業才可能沖破桎梏,取得更大的發展。
因此,我們呼吁更多應用企業采用具有自有核心技術的中國產電堆。
政府應給予相關政策配套,以利于國產電堆推廣
事實上,除了呼吁更多應用企業采用具有自有核心技術的中國產電堆外,我們也呼吁國家對國產電堆企業和采用國產電堆的企業提供一系列相應的配套政策。
參考新材料保險政策,我們呼吁相關國家機構為燃料電池產品定制相應保險政策,燃料電池電堆生產企業自主投保,中央財政適當補貼投保企業保費。其核心是發揮財政資金杠桿作用,利用保險手段降低用戶風險,推動燃料電池電堆國產化應用發展。
中國燃料電池產業因為起步晚,基礎相對薄弱,但我們欣喜地看到眾多中國企業在這個領域努力耕耘,在為中國在這個領域里爭得國際話語權的路上不斷奮進。我們應該給產業和這些企業更多的時間與包容。
現階段,國內電堆市場仍以國外企業為主,國內外差距較大。在這種情況下,以市場換技術無可厚非,也應感謝國內投入巨資引進先進技術的企業們。
但即使現狀如此,國產化依然是必然的趨勢。
近年來,國內燃料電池產業取得顯著發展,諸如新源動力、東方 電氣、愛德曼氫能、眾宇動力、上海神力、江蘇清能、江蘇氫電、氫璞 、弗爾賽、明天氫能等企業的電堆技術都有長足的進步。
新源動力
新源動力股份有限公司成立于2001年,是國家燃料電池技術標準制定的副主任委員單位、“燃料電池及氫源技術國家工程研究中心”承建單位,現已初步完成產業化布局和15000kW/年的產能建設。
2018年5月,新源動力選擇美國戈爾公司作為新源動力HYMOD-300型車用燃料電池電堆質子交換膜核心合作供應商。在美國完成了車用燃料電池電堆5000小時耐久性測試驗證,同時還實現了電堆在-10℃環境下的低溫啟動,以及在-40℃下的氫氣儲存。
東方電氣
東方電氣經過近7年在燃料電池領域的自主創新與技術積累,已掌握從核心部件到電堆設計及系統控制與集成全套關鍵技術。
在2016年8月與成都客車股份有限公司開展深度合作,雙方發揮各自優勢,經過一年的艱苦攻關,成功開發出了滿足國家補貼政策的氫燃料電池客車。
2017年10月,由東方 電氣與成都客車股份有限公司聯合研發的氫燃料電池城市客車正式下線。
愛德曼氫能
愛德曼氫能源裝備有限公司主要生產金屬電極板、膜電極、燃料電池、燃料電池系統核心部件。
愛德曼氫能通過與德國合作,不斷創新,在國內建造了第一條金屬電極板燃料電池生產線,生產了30KW、35KW、40KW和45KW電堆,已經達到2000套/年產能。具有專業化的雙極板、膜電極、系統及核心零部件的設計、開發和生產能力,掌握了燃料電池金屬板的表面涂層及膜電極生產的核心工藝和技術,產品已達到和超過國家標準和DOE標準。
愛德曼氫能與東風汽車合作生產了7.5噸物流車和冷藏車,續航能力400公里,耗氫量為2-2.3公斤/百公里。
2018年5月,佛山市政府和愛德曼氫能源正式簽訂項目投資協議,將建成氫燃料電池及動力總成生產基地,計劃投資30億元,年產能8萬臺氫燃料電池。
眾宇動力
眾宇動力于2011年6月成立于武漢經濟技術開發區,是一家集研發、制造、銷售燃料電池動力系統的高科技企業,該公司自行設計并制造的風冷、水冷電堆產品,功率涵蓋范圍從20W到100kW。
2012年2月,眾宇動力開發出了基于水冷和風冷質子交換膜燃料電池的兩個技術平臺;
2013年8月,眾宇動力推出第一代燃料電池備用電源系統;
2017年11月,眾宇動力車用燃料電池動力系統通過樣車驗證,已經具備商業化條件;
2018年5月,眾宇動力車用動力系統通過國家檢測中心強檢,并在全國范圍內第一個通過了零下40度到零上60度的高低溫存儲補貼項試驗;
2018年11月,眾宇動力參與了第二屆中國(佛山)國際氫能與燃料電池技術及產品推介會,并在展會上首次展出了自主研發的液冷式GL2燃料電池電堆模塊、ML2燃料電池電堆模塊,以及TW4500燃料電池發動機。
ML2燃料電池電堆模塊,可擴展的功率輸出從10kW到50kW,作為核心發電模塊應用于燃料電池城市公交車、中/重型城市物流車等領域。
GL2燃料電池電堆模塊,兼具啟動模塊控制功能,可擴展的功率輸出從10kW到40kW,作為核心發電模塊應用于燃料電池商用車領域,也可以應用于備用電源、分布式微電網等領域。
上海神力
上海神力科技有限公司成立于1998年,截至2016年底,神力科技已獲授權專利317項,其中發明專利135項,美國專利4項,牽頭起草和參與制定的燃料電池國家標準,已有22項頒布實施,獲得注冊商標4個。
2015年,神力科技成為北京億華通科技股份有限公司的控股子公司,迎來了新的發展機遇。
神力科技自主研發的SL-C系列水冷質子交換膜燃料電池電堆能夠根據客戶應用功率需求靈活、有針對性的定制,該系列電堆是一款完全自主知識產權的產品,可輕松應用于客車、物流車、乘用車、備用電源等領域。
目前,神力科技已經同上汽集團、上海大眾、鄭州宇通、北汽福田、中通客車、中國中車、上海申龍、蘇州金龍、奇瑞汽車、長城汽車等國內知名的整車廠合作,成功開發了燃料電池新能源汽車,并在北京、上海、美國加州、英國和韓國等國家和地區成功示范運行。
江蘇清能
江蘇清能新能源技術股份有限公司于2003年成立,是一家致力于燃料電池電堆及燃料電池系統的研發、生產與銷售的企業。
江蘇清能的燃料電池電堆主要采用國際上先進的質子交換膜技術,目前主要產品有空冷型燃料電池電堆和水冷型燃料電池電堆。
該公司的核心產品燃料電池電堆有H系列電堆(如 H-12、H-20、H-30、H-100、H-200、H-300、H-500、H-1000、H-2000、H-3000 以及 H-5000 等)、T 系列和XP 系列。燃料電池系統主要有 MFC mini(100w 以下)、MFC(100W-200W)、MFC(1KW 以上);RFC-120 系列;電動車用燃料電池系統 VL30KW 系列等。
江蘇氫電
江蘇氫電新能源有限公司是一家專業從事燃料電池研發、制造和銷售的技術型企業,目前已經實現燃料電池主要原料、核心部件的產業化。該公司工程技術中心擁有齊全的燃料電池原材料開發及測試設備。
目前,公司申請發明專利27項,實用新型23項,其中:發明專利授權21項,實用新型授權23項。公司通過自主創新,所有產品均擁有核心知識產權。
氫璞創能
北京氫璞創能科技有限公司成立于2010年,一直致力于水冷燃料電池和甲醇制氫技術的研發和產業化,是為數不多的擁有核心技術自主知識產權及產業化技術的燃料電池廠家,擁有數十項燃料電池電堆及生產線發明專利與保密技術。
氫璞創能的水冷燃料電池技術已達到國際一流水平,產品包括石墨板、復合板和金屬板電堆。
另外,氫璞創能主導開發了國內行業首個自主知識產權電堆自動化生產線,大大提高了產品質量、一致性。該產線通過自動化生產減小了采購環節和人工成本,大幅度的降低了電堆的生產成本。電堆年產值可達60MW。
2010年至2012年間,氫璞創能完成了第一代甲醇制氫及燃料電池電堆研發工作;
2014年,氫璞創能的第二代核心部件研制成功,電堆生產完成部分自動化,并且成功完成首輛燃料電池汽車的測試工作;
2015年,氫璞創能成功研制第一代燃料電池控制器。并且完成了對燃料電池產品的車載應用升級;
2016年,氫璞創能研制出第三代水冷電堆,并開始自動化電堆生產線的部署;
2017年,氫璞創能建成了中國第一條自主知識產權電堆自動化生產線,并在同年成功研制了第一代金屬板電堆;
2018年氫璞創能開始開發適用于車載100kW及以上高功率密度金屬板電堆。
弗爾賽能源
弗爾賽能源已形成車用燃料電池和固定電源系統兩大產品開發平臺,燃料電池模塊、車用燃料電池發動機、固定式燃料電池電源三大產品系列,是掌握氫能燃料電池核心技術并具備綜合能源氣體解決方案提供能力的國家高新技術企業。
2009年,弗爾賽成功研制國內首臺中小功率車用增程式緊湊型電堆。同年成功開發國內首臺自主開發通信用燃料電池備用電源實驗室樣機;
2010年,弗爾賽將200+套車用電堆服務上海世博會、廣州亞運會200天的示范運行,累計運行里程57.9萬km,單車最大運營里程9736km;
2011年,弗爾賽能源成功研制世界(國內)首臺通信用30kw級燃料電池應急發電車;
2012年,弗爾賽的10套燃料電池備用電源進站運行;
2013年,弗爾賽在國內首條雙極版自動化產線投產;
2015年,弗爾賽成功掛牌新三板,并建成全國最大的燃料電池備用電源在線運行網絡,弗爾賽120+套設備實現在線運營;
2016年,濰柴入股弗爾賽,弗爾賽的25kw級燃料電池發動機通過國家公告檢測;
2017年,弗爾賽的30kw級燃料電池發動機產品通過公告檢測,成功應用于亞星客車、陜重汽灑水車和安凱中巴等多種車型。
明天氫能
安徽明天氫能科技股份有限公司成立于2017年8月,該公司已經建成了(部分在建)燃料電池系統的研發和制造基地,擁有雙極板、MEA、電堆、壓縮機、氫氣循環裝置和燃料電池系統集成與控制等全產業鏈的關鍵核心技術。
明天氫能依托中國科學院大連化學物理研究所在質子膜燃料電池技術領域二十多年的研究和開發成果,成功開發出商業化的金屬雙極板的燃料電池電堆,其體積比功率高于3.0kW/L;電堆功率范圍覆蓋20-100kW;能源利用效率高,氫氣利用率大于90%。
目前,可以根據用戶需求進行不同型號車用電堆及發電用燃料電池模塊的開發、研制。
眾多電堆企業獲得投資
中國許多電堆企業也獲得了資本的加持。
2007年4月18日上汽集團同新源動力公司簽訂了上汽集團入股的協議,此后,又于2007年7月19日同新源動力再次簽訂入股協議,根據這次協議內容,上汽集團持有新源動力股份有限公司34.19%的股份,成為新源動力第一大股東。2012年新源動力被授予上汽新能源戰略合作伙伴。
2016年11月16日,濰柴動力股份有限公司與蘇州弗爾賽能源科技股份有限公司簽署股份認購協議,認購總價為4995萬元人民幣,將占弗爾賽總股本的33.5%。
2016年,雄韜股份通過全資子公司鵬遠自動化投資2500萬元,持有氫璞創能21.74%的股份。
企業之間的資本合作,技術領先是一方面,供應鏈配套、市場資源、售后服務以及企業之間的互相信任,都會影響企業之間資本合作的走向。
中國應用企業應采用更多具有自有核心技術的中國產電堆
回顧過去外國燃料電池企業與中國的合作,如巴拉德自2013年起多次與中國公司合作,在雙極板和電堆生產這類關鍵技術轉移方面,外國公司多將燃料電池電堆的核心技術握在手中,并不對中國開放。
而這些關鍵技術正是中國燃料電池發展的瓶頸,如同電子領域的芯片技術。如果長期依賴外國技術,非技術授權性地采購外國電堆,會處處受制于人。想要突破燃料電池的發展瓶頸,核心技術的自主可控至關重要。
目前,已經有多家公司在關鍵材料、關鍵部件、整堆系統等各個層面擁有了獨立自主的知識產權,完成了雙極板、膜電極等燃料電池核心部件的技術攻關,這是國產電堆打破技術壟斷的創舉。
在核心技術問題上,國內應用企業需要在處理與先進技術合作伙伴關系的前提下,保持研發投入,加速關鍵技術的國產化能力,逐漸擺脫核心技術受制于人的窘境。
只有在我國燃料電池核心技術自主、自立、自強的前提下,國內燃料電池行業才可能沖破桎梏,取得更大的發展。
因此,我們呼吁更多應用企業采用具有自有核心技術的中國產電堆。
政府應給予相關政策配套,以利于國產電堆推廣
事實上,除了呼吁更多應用企業采用具有自有核心技術的中國產電堆外,我們也呼吁國家對國產電堆企業和采用國產電堆的企業提供一系列相應的配套政策。
參考新材料保險政策,我們呼吁相關國家機構為燃料電池產品定制相應保險政策,燃料電池電堆生產企業自主投保,中央財政適當補貼投保企業保費。其核心是發揮財政資金杠桿作用,利用保險手段降低用戶風險,推動燃料電池電堆國產化應用發展。
中國燃料電池產業因為起步晚,基礎相對薄弱,但我們欣喜地看到眾多中國企業在這個領域努力耕耘,在為中國在這個領域里爭得國際話語權的路上不斷奮進。我們應該給產業和這些企業更多的時間與包容。