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氢燃料电池降本要过三道坎

   日期:2020-09-30     来源:中国能源报    浏览:4623    评论:1    
作为氢燃料电池汽车应用的核心环节,燃料电池系统成本当前依然无法与动力锂电池相抗衡。在近日举办的“珠三角地区燃料电池系统技术发展与政策应对”论坛上,相关专家表示,需要多环节、多举措促进氢燃料电池降本。

1规模化量产推动成本下降

据国外机构对于80kW质子交换膜(PEM)燃料电池系统成本的预测,年产10万台氢燃料电池汽车,系统成本约50美元/千瓦,年产50万台氢燃料电池汽车,系统成本将降至45美元/千瓦。通过产业聚集和规模化量产的方式可以显著降低氢燃料电池成本。

“对于原材料价格昂贵或工艺不完善的催化剂和双极板,可以通过优化制造材料、改进制备工艺的方式降低成本,而技术已经较为成熟的部件则可以通过建立标准化平台化产品体系,并利用大规模化量产的效应有效建立成本优势。”深圳氢蓝时代高级副总裁吴国平认为,“还要加强产业的集群化,建设战略性产业伙伴关系。”

吴国平表示,目前我国氢燃料电池汽车正处于导入期,产业的兴起带动了产业链的发展,同时形成了东北、华北、华东、华中、华南和西南六个主要地区的氢能产业集群。“这些集群无论是在上下游配套零部件还是在整车方面,都形成了较为完善的氢燃料电池产业链,各地均具备不同的地域优势,这有利于在降低氢燃料电池系统成本同时,推动地方产业发展。”

2优化系统设计挖掘降本空间

由于处于市场导入期,我国氢燃料电池系统在有效性、可靠性方面还有待提升,特别是电池造价成本居高不下,是业内所面对的共同难题。虽然在个别场景下,氢燃料电池已经初步具备经济性,但如何在电池系统上大幅优化设计来实现降本增效,提高竞争力,依然是氢燃料电池产业走向成熟的关键。

“氢燃料电池系统设计的优化主要包含三方面。首先,通过对氢燃料电池系统设计的不断简化,降低电池的系统成本。目前对大功率氢燃料电池系统而言,氢回路引射器的应用逐步取代了传统的空气循环泵,这就降低了一部分加工成本。”吴国平说。

“其次,通过对氢燃料电池各个子系统的模块化设计来降低成本。”吴国平举例说,“例如,对进氢、调压、分水和排氢等氢气循环回路的集成化模块设计,可以有效减少零部件的数量及所占空间,有效降低氢燃料电池系统的空间成本。”

最后,通过氢燃料电池系统中结构材料的轻量化替代来降低成本。“例如,将常用的金属材料优化为高性能的塑料材质,提高氢燃料电池的单位质量能量密度,从而降低单位功率的燃料电池成本。”

3国产化替代降低成本压力

氢燃料电池系统占整车成本的63%,其中,电堆占比49%、空气循环系统占比21%、氢气循环系统占比5%、热力管理系统占比9%。就氢燃料电池系统技术发展水平来看,有证券行业分析师认为,虽然国产系统进步较快,但核心零部件依赖进口。因此,关键核心零部件的国产化对于氢燃料电池降本来说至关重要。

吴国平表示,一旦当构成电堆的质子交换膜、催化剂和氢气循环泵等零部件实现国产化后,氢燃料电池成本将出现大幅下降。“以空压机为例,过去我国进口一台50kW级系统使用的离心式空气轴承空压机的价格为几十万元,而当实现国产化后,其价格已降至5万元以内。”

新思界行业分析人士表示:“我国科研机构事实上已经具备实验室生产催化剂的能力,但由于尚未产业化,导致氢燃料电池生产企业仍需依靠进口产品。”

由此看来,我国氢燃料电池核心零部件的研发成果与产业化生产之间仍存在较大鸿沟,如何将实验室成果转化为商业产品,从而减轻进口所带来的成本压力,是行业必须解决的课题。 
 

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