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摘要：國內(nèi)燃料電池企業(yè)集體在向大功率快速迭代升級(jí)。

國內(nèi)燃料電池企業(yè)集體在向大功率快速迭代升級(jí)。

日前，捷氫科技旗下捷氫啟源系列燃料電池系統(tǒng)兩款產(chǎn)品通過強(qiáng)檢，其中一款是捷氫啟源P4Max的256kW燃料電池系統(tǒng)。1月，山東重工·山東港口首批氫能重卡示范運(yùn)營(yíng)交付儀式在濟(jì)南舉行，本次交付的氫能重卡搭載的是濰柴動(dòng)力200kW級(jí)車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

去年12月，億華通研發(fā)的240kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)“G20+”正式通過中汽中心檢測(cè)。同月，上燃動(dòng)力發(fā)布了200kW的高功率燃料電池系統(tǒng)。此前，風(fēng)氫揚(yáng)、重塑科技等多家燃料電池企業(yè)也均推出了大功率產(chǎn)品，并在研發(fā)更大功率的燃料電池。電堆企業(yè)中，氫璞創(chuàng)能、氫晨科技、新研氫能、清能股份、雄韜氫瑞、新源動(dòng)力也都向這一方向延伸。“大功率”已經(jīng)成為我國燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵詞之一。

燃料電池快速向大功率進(jìn)階

近年來國內(nèi)主流燃料電池電堆企業(yè)都在持續(xù)研發(fā)大功率產(chǎn)品，所布局的最新一代產(chǎn)品，均以大功率、長(zhǎng)壽命、高功率密度等性能亮相。

上述消息中，捷氫科技通過強(qiáng)檢的256kW氫燃料電池系統(tǒng)，搭載捷氫燃料電池電堆的功率密度達(dá)4.1kW/L，該燃料電池系統(tǒng)在25秒內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)零下30度低溫冷啟動(dòng)，最高工作溫度可達(dá)95度。

濰柴動(dòng)力200kW級(jí)車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，適配于牽引車、自卸車和環(huán)衛(wèi)車等重型卡車市場(chǎng)，采用超薄石墨板電堆，壽命超過30000h，采用智能化的水熱管理控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)-30℃的快速低溫啟動(dòng)，系統(tǒng)更可靠耐久。

億華通240kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)G20+是首款額定功率超過200kW的單系統(tǒng)車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，質(zhì)量功率密度達(dá)810W/kg，產(chǎn)品在低溫冷啟動(dòng)、低溫儲(chǔ)存、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等方面性能優(yōu)異，各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。億華通發(fā)布這一產(chǎn)品，標(biāo)志其自主大功率氫燃料電池技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)歷史性突破。

上燃動(dòng)力所發(fā)布的200kW高功率氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，最高效率達(dá)60%，質(zhì)量功率密度為760W/kg ，設(shè)計(jì)壽命15000小時(shí)。此外，風(fēng)氫揚(yáng)馬上將推出200kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)；氫藍(lán)時(shí)代已明確表示，今年將推出重卡用200kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

除了這些燃料電池系統(tǒng)企業(yè)，電堆企業(yè)大功率勢(shì)頭同樣明顯。2021年10月下旬，上海氫晨科技宣布，其單堆額定功率230千瓦的大功率金屬板電堆完成性能測(cè)試，預(yù)計(jì)今年上半年推向市場(chǎng)。氫璞創(chuàng)能、新研氫能、清能股份、新源動(dòng)力等國內(nèi)主流電堆企業(yè)的產(chǎn)品最高功率也均突破150kW。其中氫璞創(chuàng)能公開表示已在研發(fā)200kW的電堆；雄韜氫瑞J系列石墨電堆功率覆蓋100-200kW，目前J系列工程樣堆已做完，預(yù)計(jì)2022年將推出。

國內(nèi)主流燃料電池電堆及系統(tǒng)集體在向大功率快速迭代。眾所周知，2016年至2018年，燃料電池功率大都在30~60kW；從2019年起，國內(nèi)燃料電池功率開始“突飛猛進(jìn)”，到現(xiàn)階段，實(shí)際裝車應(yīng)用的產(chǎn)品功率較之前已實(shí)現(xiàn)數(shù)倍的增長(zhǎng)，且還在持續(xù)走高。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？

一方面，2021年以來，燃料電池系統(tǒng)最大補(bǔ)貼功率上限提升至110kW，與此同時(shí)，國家強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)推動(dòng)燃料電池在中重型商用車領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并向重型貨車傾斜，而重型貨車對(duì)更大功率燃料電池有實(shí)際應(yīng)用需求。

“基于長(zhǎng)途和重載的應(yīng)用，大功率成為一個(gè)必然的技術(shù)路線趨勢(shì)。比如49噸的牽引車如果真的跑干線的物流，哪怕不考慮超載的情況，200kW實(shí)際上只是起步。”一位業(yè)內(nèi)人士表示。

另一方面，除了交通領(lǐng)域，大功率燃料電池在船舶、儲(chǔ)能等領(lǐng)域也有市場(chǎng)潛力，可有效拓寬氫能的應(yīng)用邊界。市場(chǎng)潛力驅(qū)動(dòng)燃料電池企業(yè)追求大功率技術(shù)突破。

“降碳目標(biāo)下，航運(yùn)業(yè)減排壓力大，這給船舶應(yīng)用燃料電池帶來契機(jī)，前景廣闊。大型船舶對(duì)燃料電池的功率要求更高，因此現(xiàn)階段對(duì)大功率燃料電池的攻關(guān)，可為氫能船舶發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。”另一位業(yè)內(nèi)人士如是表示。

同時(shí)，燃料電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域可發(fā)揮調(diào)峰作用，即在白天光伏發(fā)電高峰時(shí)進(jìn)行電解水制氫儲(chǔ)存，晚上低谷時(shí)利用燃料電池發(fā)電，幫助電網(wǎng)調(diào)峰，這需要更大功率的燃料電池設(shè)備。

做好大功率產(chǎn)品還面臨諸多挑戰(zhàn)

燃料電池向大功率方向邁進(jìn)是趨勢(shì)，但是企業(yè)要真正做好大功率產(chǎn)品并不容易。

“不同功率的電堆差別不大，但從生產(chǎn)、技術(shù)角度來看，更大功率電堆意味著單節(jié)電池片數(shù)量增長(zhǎng)，將導(dǎo)致電池片的損壞概率更高，這對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、精度、一致性等工藝提出了更高要求。”一家燃料電池企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人告訴高工氫電。

同時(shí)，大功率產(chǎn)品在設(shè)計(jì)中需要考慮電堆體積比功率、散熱等多種條件的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜薄而強(qiáng)韌、催化劑活性越來越高，以及電流密度和工藝穩(wěn)定性等全方位的技術(shù)提升，同時(shí)縮短產(chǎn)品驗(yàn)證周期。這一點(diǎn)對(duì)相當(dāng)多的企業(yè)而言還是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

另從配套角度來看，國內(nèi)現(xiàn)有的BOP供應(yīng)鏈水平在可靠地滿足大功率系統(tǒng)需求上也還有一段路要走。

總體來看，隨著越來越多的企業(yè)積極開發(fā)大功率燃料電池，以及行業(yè)刮起大功率的浪潮，相信解決這些難題的速度應(yīng)該會(huì)比想象中要快。 

原標(biāo)題：燃料電池向大功率“快步進(jìn)階”