燃料电池用途广泛,如潜艇、隐蔽通信站动力、家庭用小型三联供等领域。电动车领域是燃料电池应用的主要方向,市场已有采用燃料电池发电的电动车出现。 赛迪经智近日在京发布《中国燃

【本网讯】燃料电池用途广泛,如潜艇、隐蔽通信站动力、家庭用小型三联供等领域。电动车领域是燃料电池应用的主要方向,市场已有采用燃料电池发电的电动车出现。

赛迪经智近日在京发布《中国燃料电池产业发展战略研究(2013年)》。研究报告在深入研究世界燃料电池产业发展趋势、中国燃料电池产业政策和应用市场、燃料电池的产业链发展状况的基础上,提出了未来几年中国燃料电池产业发展趋势,为地方政府和企业布局中国燃料电池产业提供决策参考和发展建议。

燃料电池热度再起,欧美加强产业化支持力度

欧美有关政府今年开始重视燃料电池的产业化,燃料电池的热度再起。美国能源部将启动一项名为H2USA的项目,支持氢燃料电池研发。英国政府2013年2月宣称氢燃料电池汽车发展计划是UKH2Mobility(UKH2Mobility是英国政府和跨产业合作计划的代号)的一部分,政府将从2015年起实现氢燃料电池汽车本土化生产,并自行研发相关技术,另外还将建设氢燃料补给站。荷兰政府2013年4月份表示今后两年荷兰将通过多项措施推广氢燃料电池车(hydrogen fuel cell car),计划在鹿特丹和埃因霍恩建设两座氢燃料添加站,同时对阿姆斯特丹、阿勒姆现有氢燃料添加站进行升级,还将加强安全和税收等方面的配套建设。

表 1欧美主要国家燃料电池发展规划

外主要车企推进燃料电池新能源汽车的产业化进程,合作开发的模式成为主流。韩国现代汽车3月份在蔚山工厂举行了氢燃料电池电动车量产仪式,从本月末起将正式生产途胜ix氢燃料电池电动车,途胜ix氢燃料电池电动车上将安装现代汽车独立研发的100公里级Stack燃料电池和压缩为700个大气压的氢罐,一次充电可行驶594公里。铃木与Intelligent Energy组建的合资公司——SMILE FC系统公司日前在日本横滨建成一座燃料电池生产厂,该工厂可随时量产燃料电池以向铃木供应用于整合汽车的燃料电池堆。宝马公司2013年3月正式宣布在南卡罗莱纳州Spartanburg的宝马汽车厂内扩大燃料电池的使用规模,到2013年公司的FCV已经达到了230辆。宝马与丰田宣布合作共同研发燃料电池,戴姆勒宣布将与福特及日产联手共同针对燃料电池领域展开研发工作,计划在五年之内联合推出价格合理的燃料电池汽车,并共享其燃料电池技术,以通过规模效应来降低昂贵的生产成本。

表2燃料电池产业供应链(全球主要参与厂商)

中国燃料电池产业规模逐步增大,产业链处于完善过程中

中国燃料电池行业受到宏观环境和政府政策的推动,近年保持强劲的增长速度。即使在2008年全球燃料电池因金融风暴增速下降时,中国燃料电池市场因国内新能源动力电池市场强劲保持高速增长态势。

从燃料电池应用领域和机构研究热点来看,根据赛迪经智统计,与国外不同的是,中国燃料电池市场重点在运输工具领域,占到整个应用领域的74%,便携式电源占16%,而发电系统电源占10%左右。与此相对应的是,中国燃料电池投入最大的的领域在于PEM,以适用于车用燃料电池市场。同时,制约燃料电池另外两大瓶颈,燃料储存和燃料基础设施的研究投入也占相当大的比例,分别占投入的15%和8%。

目前,燃料电池行业重在研发而非产业化,国内有60多家机构在从事燃料电池的研究。这些机构中的大多数为研究所,大多数研究的重点是PEM技术。

表3中国燃料电池主要研究机构

国内实现产业化生产的燃料电池企业很少,规模较大的主要有大连新源动力股份有限公司、上海神力科技有限公司等,它们的产品主要集中在质子交换膜燃料电池,包括此类燃料电池的双极板、质子交换膜和有关的实验设备等。所生产出的燃料电池往往出售给政府部门、科研院所、高校等机构,如应用于运输工具的燃料电池主要是通过政府、大型国企采购销售的,主要以公交车和政府用车为市场切入点。

国内车企和研究机构脱节开发,技术进展缓慢

中国车企的氢燃料电池技术,已落后于欧美日车企,特别是在电池寿命与成本上。国内相关企业氢燃料电池的稳定寿命还在2000小时左右,而国际先进技术已经可以达到8000小时左右。氢燃料电池设计寿命要达到5000小时才能达到产业化目标要求,而德国戴姆勒公司开发燃料电池B级车、丰田开发燃料电池SUV、本田公司的FCX clarity轿车和美国通用公司的Equinox SUV都已达到相关要求。

氢燃料电池汽车成本过高是全球车企需要共同面对的问题,但中国相关数据早在2008年就已经被拉开较大差距。根据国际氢能与燃料电池伙伴组织报告,当年燃料电池系统成本数据显示,美国为73美元/kW,韩国66美元/kW,而中国为130美元/kW。列入量产化计划的国际巨头正致力于成本的降低。丰田汽车宣称其氢燃料电池SUV在2015年价格可由13万美元降低至5万美元;奔驰在今年年初计划与福特、日产共享氢燃料电池汽车技术,目的之一也为降低成本。

中国车企在轻燃料电池技术上的落后,源于研发模式的不合理。中国采用了机构、高校负责氢燃料电池汽车研发的模式,没有鼓励企业参与研发,企业积极性不高,导致市场化研发缺位。政府过去几年在政策上冷落氢燃料电池汽车是企业过于单一迷恋纯电动汽车的一个重要原因。2008年后,新能源汽车发展路线选择时,中国政府引导政策主要针对纯电动汽车制定,基本放弃氢燃料电池汽车。

中国燃料电池产业的发展建议

1、实现车企和研究机构合作开发模式,重点突破关键技术

燃料电池汽车是一个“机-电-液-氢”相互耦合作用复杂系统,是一个依赖机械、化工、电力电子、材料等工业基础的复杂系统,是一个涉及车辆工程、机械工程、材料工程、管理工程、信息工程、交通工程等多学科交叉融合的系统,是一个涉及基础科学研究、前沿技术开发和新技术应用的科学技术问题综合体。燃料电池的研发一定要实现车企和科研院所的联合开发。

2、国家政策需要持续支持,重点在研发领域进行投入

在国内主流大型整车企业疲于建立传统汽车自主创新能力,小型汽车生产商研发热情高涨但技术研发基础薄弱尴尬情况下,国家政府部门应站在加强自主创新能力,持续支持加大新能源汽车研发。我国在燃料电池汽车整体研发基础薄弱现状下,研发投入仍然明显低于世界主要国家的燃料电池汽车研发投入。在国外汽车生产商纷纷将2014~2016年作为燃料电池汽车市场导入起点情况下,我国政府更应加大研发投入力度,抓住留给我国约4~6年时间迎头赶上,提升我国燃料电池汽车技术水平, 实现新能源汽车跨越式发展。

国家颁布的《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》,燃料电池轿车获得了国家财政补贴25万元/辆、6万元/辆和3000元/kWh标准。从补贴额度上看,燃料电池汽车获得了更多的国家财政补贴额度,但是从财政补贴与整车成本差值平均值看,由于燃料电池汽车整车成本高,在获得相应国家补贴之后,仍然存在很大的差额,这必将阻碍燃料电池汽车示范推广。因此,政府应调整新能源汽车财政补贴标准,引导燃料电池汽车发展。

3、完善电池标准先行,开展燃料电池汽车标准体系建设

经过联系两个五年电动汽车科技计划攻关,我国累计颁布了56条国家或行业电动汽车技术标准,初步建立了电动汽车技术标准体系,基本能够满足当前电动汽车科学研究、产品试验、产业化生产指导、产品市场准入和商业化示范推广应用需要,被公认为处于世界前列。但分析已颁布技术标准发现,我国燃料电池汽车相关技术标准只有8项,而同期ISO有19项,美国SAE有16项,中国燃料电池汽车技术标准严重缺乏,如表5。与此同时,在现有8项燃料电池汽车技术标准中,其中5项主要围绕氢能基础设施,而燃料电池汽车整车和零部件分别只有1项,燃料电池汽车整车及关键零部件技术标准严重缺乏,因此在“十二五”期间,国家应该加大投入,进行燃料电池汽车(含整车和关键零部件的设计、生产和试验等)技术标准研究,建立燃料电池汽车技术标准体系。

4、规划先行,筹划未来燃料电池汽车氢气供给网络

目前全世界已经有200余个加氢站,与此同时,欧洲计划在2015年前投资5欧亿元建设40个加氢站,韩国拟建50个加氢站,意大利拟建25个加氢站,日本于2012年前再增加10个加氢站,并于2015年前在东京、名古屋、大阪和福冈四大城市市区和高速公路建设100座加氢站,德国巴符能源公司(德国第三大电力公司)、奥地利OMV石油公司、壳牌公司、法国道达尔公司(全球第四大石油化工公司)和瑞典Vattenfall(欧洲第五大能源公司)等全球大型能源公司签订备忘录,决定在德国建设燃料电池汽车基础设施以促进燃料电池汽车在德国的推广。我国在2008北京奥运会和2010年上海世博会大型国际活动背景下共建设了3座加氢站,研制了2辆移动加氢车。随着燃料电池汽车由技术验证和试验考核阶段向市场培育过渡,“能源供应商-基础设施制造商-基础设施运营商-城市规划、环境测评等政府部门”应以价值链为纽带联合起来,结合我国能源分布、产业聚集和现有工作基础,统筹规划,以点带线,以线构面,建立“点-线-面”结合的氢气“制取-运输-存储-加注”网络。在项目初期,应参考日本等经验,设立“氢气社区”项目,探索氢气制取-运输-使用一体化智能社区。

5、面向国际,积极参与国际技术竞争与合作

为共同推进燃料电池和氢能技术进步,德国、日本、英国、加拿大、欧盟、美国、韩国、中国等国家和组织联合成立了国际氢能合作组织,开展学术交流和研发信息共享。与此同时,世界主要国家为促进本国氢能和燃料电池技术创新,设立了形式各样的合作交流平台,如美国FCHEA、日本NEDO、德国NOW、加拿大和英国的HFCA等。相关机构依托该平台开展政府攻关、企业技术服务和学术科研交流等活动。中国作为世界燃料电池和氢能重要力量,应积极主动参与国际合作分工,与上述机构开展合作,并积极参与欧盟第七框架计划、联合国环境署、政府间合作协定项目申报和具体实施。在坚持自主创新基础上,实施开发,引入竞争,跟踪并引领燃料电池汽车和氢能技术进步。

[责任编辑:赵卓然]

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