我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及問(wèn)題

在我國(guó)中東部沿海經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)的珠三角、長(zhǎng)三角和北京等地區(qū)，聚集了我國(guó)燃料電池發(fā)展的主要企業(yè)。并且，近?2?年燃料電池投資熱度升溫，由幾年前的數(shù)家發(fā)展到現(xiàn)在的近千家燃料電池企業(yè)。與國(guó)外豐田、現(xiàn)代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線不同，中國(guó)氫燃料電池汽車企業(yè)主要分布在商用車領(lǐng)域——?dú)淙剂想姵厣逃密囈褜?shí)現(xiàn)量產(chǎn)。氫燃料電池乘用車還處于示范運(yùn)行階段，其中上汽集團(tuán)對(duì)燃料電池乘用車投入力度最大，2017?年發(fā)布國(guó)內(nèi)第一款商業(yè)化燃料電池輕型客車——大通?V80。燃料電池叉車方面，我國(guó)已有東莞氫宇等企業(yè)布局，隨著氫能市場(chǎng)不斷成熟，我國(guó)叉車市場(chǎng)會(huì)是燃料電池另一個(gè)巨大的應(yīng)用場(chǎng)景。

加氫站方面，目前我國(guó)已形成了一批從加氫站設(shè)計(jì)到運(yùn)營(yíng)的企業(yè)，這些企業(yè)主要集中在北上廣地區(qū)。目前我國(guó)制氫、儲(chǔ)氫、加氫等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心設(shè)備，還不能全部“國(guó)產(chǎn)化”，成本難降。我國(guó)建成可運(yùn)行加氫站?12?個(gè)，在建?19?個(gè)，典型代表北京永豐加氫站和上海安亭加氫站均從國(guó)外引進(jìn)核心設(shè)備和技術(shù)咨詢服務(wù)。我國(guó)示范性加氫站及燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于?35?兆帕壓力技術(shù)水平。為與客車配套，現(xiàn)有加氫站采用?45?兆帕隔膜式壓縮機(jī)、45?兆帕儲(chǔ)氫罐和?35?兆帕氫氣加注機(jī)等設(shè)備，壓力標(biāo)準(zhǔn)提升還有待未來(lái)?70?兆帕燃料電池汽車普及。

國(guó)內(nèi)燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀及問(wèn)題

在系統(tǒng)方面，國(guó)內(nèi)燃料電池開發(fā)以車用質(zhì)子交換膜燃料電池為主，已經(jīng)具有系統(tǒng)自主開發(fā)能力且生產(chǎn)能力較強(qiáng)。以新源動(dòng)力、億華通、氟爾賽、重塑科技和國(guó)鴻重塑為代表的企業(yè)，具備年產(chǎn)萬(wàn)臺(tái)燃料電池系統(tǒng)的批量生產(chǎn)能力。然而在燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵零部件方面，中國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平差距較大，基本沒(méi)有成熟產(chǎn)品。

在電堆方面，國(guó)內(nèi)燃料電池電堆正在逐漸起步，電堆及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量逐漸增長(zhǎng)，產(chǎn)能量級(jí)提升，到?2018?年國(guó)內(nèi)電堆產(chǎn)能超過(guò)?40?萬(wàn)千瓦。目前，國(guó)內(nèi)電堆廠商主要有兩類：①自主研發(fā)，以新源動(dòng)力、神力科技和明天氫能為代表；②引進(jìn)國(guó)外成熟電堆技術(shù)，以廣東國(guó)鴻為代表，其余企業(yè)有濰柴動(dòng)力、南通百應(yīng)等。

在雙極板方面，由于機(jī)加工石墨板成本高，復(fù)合材料雙極板近年來(lái)開始走向應(yīng)用，如石墨／樹脂復(fù)合材料、膨脹石墨／樹脂復(fù)合材料、不銹鋼／石墨復(fù)合材料等。國(guó)內(nèi)新源動(dòng)力開發(fā)的不銹鋼／石墨復(fù)合雙極板電堆已經(jīng)應(yīng)用于上汽大通?V80?輕型客車上。廣東國(guó)鴻引進(jìn)加拿大?Ballard?公司膨脹石墨／樹脂復(fù)合雙極板生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)電堆已經(jīng)裝備數(shù)百輛燃料電池車。乘用車燃料電池具有高能量密度需求，金屬雙極板相較于石墨及復(fù)合雙極板具有明顯優(yōu)勢(shì)。金屬雙極板的設(shè)計(jì)及加工技術(shù)主要掌握在國(guó)外企業(yè)，國(guó)內(nèi)企業(yè)尚處于小規(guī)模開發(fā)階段，但是明天氫能科技公司正在建設(shè)年產(chǎn)萬(wàn)臺(tái)級(jí)自動(dòng)化生產(chǎn)線。

在膜電極方面，以新源動(dòng)力、武漢理工新能源為代表，初步具備了不同程度的生產(chǎn)線，年產(chǎn)能在數(shù)千平方米到萬(wàn)平方米，但還需要開發(fā)以狹縫涂布為代表的大批量生產(chǎn)技術(shù)。市場(chǎng)上主要生產(chǎn)全氟磺酸膜的企業(yè)主要來(lái)自于美國(guó)、日本、加拿大及中國(guó)。我國(guó)已具備質(zhì)子交換膜國(guó)產(chǎn)化能力，山東東岳集團(tuán)質(zhì)子交換膜性能出色，具備規(guī)?；a(chǎn)能力。目前，東岳?DF260?膜厚度可做到?15?μm，在?OCV?情況下耐久性大于?600?小時(shí)。

在催化劑方面，海外企業(yè)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)正起步。國(guó)內(nèi)尚處于研究階段的單位有兩類：①國(guó)內(nèi)企業(yè)，如貴研鉑業(yè)。貴研鉑業(yè)主營(yíng)汽車尾氣鉑催化劑，和上汽共同研發(fā)燃料電池催化劑。②研究機(jī)構(gòu)，如中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等。例如，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所制備的?Pt₃Pd／C合金催化劑，已應(yīng)用于新源動(dòng)力生產(chǎn)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

在碳紙產(chǎn)品方面，主要由日本?Toray?公司等幾個(gè)國(guó)際大生產(chǎn)商壟斷，國(guó)內(nèi)碳紙產(chǎn)品尚處于研發(fā)及小規(guī)模生產(chǎn)階段。

在系統(tǒng)部件方面，氫氣循環(huán)泵主要依賴進(jìn)口，空壓機(jī)還沒(méi)有能夠大批量生產(chǎn)，缺少低功耗高速無(wú)油空壓機(jī)產(chǎn)品。

總而言之，我國(guó)在整車、系統(tǒng)和電堆方面均已有所布局，但零部件方面的相關(guān)企業(yè)仍較少，特別是最基本的關(guān)鍵材料和部件，如質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑、空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵等；國(guó)內(nèi)雖有相關(guān)企業(yè)開始介入，但與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品相比，可靠性和耐久性仍存在較大差距，大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口。

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