氫能商業(yè)化的“行者之路”:燃料電池降本提速 儲運(yùn)瓶頸仍待突破
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者曹恩惠 上海報(bào)道
7月5日至7日,位于上海市嘉定區(qū)的汽車會展中心迎來了數(shù)萬觀眾。烈日當(dāng)頭,場館內(nèi)參展商與觀眾團(tuán)的情緒同樣火熱——時(shí)隔一年后,來自全球各地的氫能從業(yè)者匯聚于此,熱議氫能商業(yè)化進(jìn)程。
【資料圖】
中國氫能產(chǎn)業(yè)起步雖晚,但已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前全球最受矚目的氫能區(qū)域市場。尤其是自2022年《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》正式發(fā)布后,我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展得到了頂層設(shè)計(jì)的支持,開始提速。
然而,氫能商業(yè)化的進(jìn)程依然是一條“行者之路”:中上游氫氣儲運(yùn)環(huán)節(jié)依然薄弱,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有待加強(qiáng);下游燃料電池價(jià)格雖然進(jìn)入快速下降的通道,但仍在等待終端更大規(guī)模化應(yīng)用的刺激。
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到,在2023國際氫能與燃料電池汽車大會暨展覽會(FCVC 2023)上,來自政府、學(xué)界、企業(yè)、協(xié)會等多方人士呼吁,強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同以及做好技術(shù)協(xié)同協(xié)作。
價(jià)格大降的燃料電池環(huán)節(jié)還有“煩惱”
近幾年來,得益于電堆、雙極板等零部件的國產(chǎn)化替代以及BOP(電池堆及輔助系統(tǒng))相關(guān)零部件技術(shù)的不斷成熟,燃料電池系統(tǒng)價(jià)格快速下降。根據(jù)億華通(02402.HK)此前在投資者互動平臺上披露,現(xiàn)階段燃料電池系統(tǒng)行業(yè)價(jià)格大概在4000至5000元/kW。該公司相信,“燃料電池系統(tǒng)的價(jià)格還會逐步下降?!?/p>
在FCVC 2023展會上,21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者現(xiàn)場看到國內(nèi)外主要燃料電池系統(tǒng)廠商均攜帶最新產(chǎn)品現(xiàn)身,功率也越做越大。
中國科學(xué)院院士、國際氫能燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高在評價(jià)本次展會各大企業(yè)所展出的燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品時(shí)表示,“車用燃料電池取得重大突破,(本次展會上展出的)所有燃料電池系統(tǒng)都不差了?!?/p>
“燃料電池系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入成本快速下降的通道,因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)起來了,規(guī)模上去我們成本就往下走,這是一個(gè)必然趨勢,所以我們對于燃料電池系統(tǒng)成本的下降應(yīng)該是充滿信心的?!睔W陽明高認(rèn)為。
需注意的是,歐陽明高所提及的:規(guī)模“上去”,燃料電池成本就“往下走”。這恰恰是目前任何一種創(chuàng)新技術(shù)在走向商業(yè)化過程中不可回避的“雞與蛋之爭”。近期,億華通在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)雖然表達(dá)了對燃料電池系統(tǒng)價(jià)格進(jìn)一步下降的樂觀預(yù)期,但前提也是“主要通過產(chǎn)品的規(guī)?;瘉韺?shí)現(xiàn)”。
這是目前燃料電池環(huán)節(jié)繼續(xù)前進(jìn)過程中的煩惱。
不可否認(rèn)的是,對于國內(nèi)氫燃料電池企業(yè)而言,其在燃料電池系統(tǒng)降本上取得了可見的成效。例如,捷氫科技目前推出的最新一代PROME M4燃料電池電堆平臺產(chǎn)品和PROME P4燃料電池系統(tǒng)平臺產(chǎn)品,在電堆功率密度、系統(tǒng)功率范圍、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)壽命以及成本等方面均有了明顯的進(jìn)步。
某頭部燃料電池廠商相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)稱,目前燃料電池廠商大致都在圍繞提升核心技術(shù)、加快量產(chǎn)產(chǎn)品迭代、推動供應(yīng)鏈國產(chǎn)化以及引入車規(guī)級零部件供應(yīng)商等四方面來進(jìn)行降本。這其中,在供應(yīng)鏈國產(chǎn)化方面,現(xiàn)階段部分膜電極核心原材料仍依賴于價(jià)格較高的進(jìn)口產(chǎn)品,原材料的國產(chǎn)替代將有效降低其成本價(jià)格,帶來可觀的降本空間。
不過,該負(fù)責(zé)人也指出,規(guī)模化量產(chǎn)依然是燃料電池環(huán)節(jié)快速降本的主要途徑,這需與整車廠商共同協(xié)作。據(jù)悉,該企業(yè)目前的經(jīng)驗(yàn)是從成立之初便引入有整車零部件量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商?!啊奈濉陂g,公司供應(yīng)鏈體系中有整車零部件量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的供應(yīng)商比例將從70%提升至90%,進(jìn)一步促進(jìn)規(guī)?;悴考慕当?。”該負(fù)責(zé)人表示。
據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者了解,目前業(yè)內(nèi)對于整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的降本過程已經(jīng)形成共識:從技術(shù)降本到產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化快速降本再到規(guī)?;当?。亦有觀點(diǎn)對這三階段降本進(jìn)行了時(shí)間點(diǎn)分割——2022年前主要是技術(shù)降本,2022至2025年主要是產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化降本,2025年后更多是規(guī)?;当?。
而按照此前業(yè)內(nèi)預(yù)測,在2025年前后,我國燃料電池系統(tǒng)成本可降至1000元/kW。
薄弱的儲運(yùn)環(huán)節(jié)亦是降本攻堅(jiān)點(diǎn)
經(jīng)過近十年的發(fā)展,我國燃料電池汽車主要部件在技術(shù)性能、產(chǎn)業(yè)鏈的投資布局、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模與關(guān)鍵零件的降本等方面都取得了長足的進(jìn)步。然而,從氫能的技術(shù)鏈來看,當(dāng)前我國氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)卻相對薄弱,并進(jìn)而制約著下游應(yīng)用的推廣。
“氫源成本較高、加氫站數(shù)量少、氫能基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善等問題是當(dāng)前氫能商業(yè)化發(fā)展過程中的突出難點(diǎn)?!庇袠I(yè)內(nèi)人士對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示。
在本次FCVC 2023展會上,中國工程院院士、中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理、總工程師陳學(xué)東便指出,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)需統(tǒng)籌考慮市場需求與技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
“從成本來看,當(dāng)前綠電制氫的成本依然很高,還很難走入市場?!标悓W(xué)東認(rèn)為,此外,氫能儲運(yùn)技術(shù)短板也制約著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
氫氣的制取、儲存、運(yùn)輸和加注,被視作氫能能否大規(guī)模應(yīng)用的基座。
數(shù)據(jù)顯示,目前我國已成為世界上最大的制氫國。2022年,我國氫氣年產(chǎn)量超3500萬噸,已規(guī)劃建設(shè)超300個(gè)可再生能源制氫項(xiàng)目,72個(gè)在建、建成的項(xiàng)目總產(chǎn)能超20萬噸/年,在氫能供給上具有巨大潛力。但是,在氫氣的供給結(jié)構(gòu)上看,目前業(yè)內(nèi)期待的綠氫占比極低——2022年,我國氫氣供給以煤制氫、天然氣制氫為主,合計(jì)占比達(dá)80%,工業(yè)副產(chǎn)氫占比18%,電解水制氫占比不到2%。
“面向未來,綠色氫能是一個(gè)重要的目標(biāo),是我們氫能全產(chǎn)業(yè)鏈真正大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵?!睔W陽明高認(rèn)為。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為未來可再生能源發(fā)電制氫(即綠氫)的潛力較大。對此,信達(dá)證券分析指出,“一方面,作為全周期零碳排放技術(shù),隨著可再生能源發(fā)電平價(jià)上網(wǎng),電解水制氫成本有望持續(xù)下降;另一方面,當(dāng)波動性可再生能源在電源結(jié)構(gòu)中占到較高比重時(shí),長周期儲能或?qū)⒊蔀檎{(diào)峰的主要手段,氫儲能是其中較好的選擇?!?/p>
事實(shí)上,當(dāng)前制約綠氫大規(guī)模使用的關(guān)鍵問題還是成本,而在評估氫供應(yīng)成本時(shí)除了需考慮制取環(huán)節(jié)外,氫儲運(yùn)、氫加注這兩個(gè)過程的成本因素也占據(jù)大頭。尤其是氫儲運(yùn)環(huán)節(jié),依然是國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈降本的主要攻堅(jiān)點(diǎn)。
21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到,隨著《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》在今年6月份正式發(fā)布,更高壓、更輕便、更安全、更經(jīng)濟(jì)的IV型儲氫瓶未來將有望接棒儲氫瓶市場。
一位跨國企業(yè)氫能業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示,中國氫能市場的持續(xù)擴(kuò)張正在推動中游氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)的快速發(fā)展。但考慮到儲運(yùn)環(huán)節(jié)占?xì)錃饪偝杀窘咏?0%,這一環(huán)節(jié)的降本壓力仍然較大。
在本次FCVC 2023展會上,陳學(xué)東針對氫氣“儲運(yùn)加”環(huán)節(jié)的難點(diǎn)進(jìn)行了梳理,“在氣氫站方面,大容積儲氫壓力容器的成本仍需進(jìn)一步降低。在液氫站方面,液氫離心泵、往復(fù)泵、閥門、汽化器等關(guān)鍵裝備仍存不足之處。車載用氫方面的70MPa IV型儲氫瓶、70MPa瓶口組合閥、車載液氫瓶,以及公路運(yùn)氫中的50MPa大容量IV型瓶管束集裝箱均有待進(jìn)一步的研究。在氫液化方面,大規(guī)模低能耗氫液化工藝、氫膨脹機(jī)、液氫液位計(jì)技術(shù)均有進(jìn)步空間。此外,高壓大流量氫氣壓縮機(jī)、緊湊型氫氣預(yù)冷器、高壓臨氫閥門、高效冷箱換熱器、深冷液氫球罐等裝備有待完善。”
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