氢燃料电池：从热门词走向产业化

2019年对于氢及燃料电池产业来说，是立于风口的一年。 

势起风至

自今年3月，氢能被首次写入政府工作报告以来，氢能及燃料电池产业进入迅猛发展，地方政府和民营企业都开始积极探索。数据显示，2019国内氢能和燃料电池领域的投资项目已经超过千亿，其中包含了多个百亿级项目，企业新势力更是如雨后春笋般冒出来。

回看4年前，行业内远未有这般热闹，那时亿华通在申请挂牌新三板时披露的《公开转让说明书》中，还是写着公司主营业务氢燃料电池动力系统在国内行业中领先，尚无有力竞争对手。

时至今日，当亿华通从新三板转战科创板时，在招股书里指出了有7家行业竞争对手，包括新源动力、大洋电机、雄韬股份、上海重塑、国鸿氢能、弗塞尔和江苏清能。可以见得，涉足氢燃料电池动力系统领域的企业实力也越来越强，数量也越来越多，更多的企业看中了氢能及燃料电池产业这片蓝海，试图在万亿市场里分得一杯羹。

“目前涉及燃料电池的企业有100多家，今年年底能活下多少不好说，很多企业都在等政策。”新研氢能科技有限公司总经理间首席技术官齐志刚在第二届国际氢能及燃料电池产业发展技术峰会（2019IHFCS）上说到。

高补贴是目前氢燃料电池产业发展的依赖，在今年更多燃料电池企业快速扩张的背后，是国家层面补贴的缺席。

2016—2017年，氢燃料电池按车型分类进行补贴：乘用车20万元/辆；小型货车、客车30万元/辆；大中型客车、中重型货车50万元/辆。

2018年，氢燃料电池乘用车的补贴调整为按燃料电池系统的额定功率进行补贴，标准为6000元/kW补贴，其余车型的补贴保持不变。在此基础上，地方政府按国家补贴的1:1或0.5:1发放地方补贴，最高时，一辆氢燃料客车补贴可达100万。

2019年，财政部、工业和信息化部、科技部和发展改革委于联合发布了《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，规定2019年3月26日至6月25日为补贴过渡期，过渡期后新能源汽车补贴标准降低，燃料电池汽车补贴标准另行通知。

然而，“另行通知”迟迟未到。临近年底，看上去燃料电池汽车的“火”越烧越旺，但实际上大部分公司的仍处于生存与发展的境遇，技术发展看似突飞猛进毗邻国际水平，但部分还处于实验室阶段，工业量产难。

追逐国际脚步

齐志刚在业内被趣称为“燃料电池界的网红”，曾就职于美国的燃料电池企业H Power Corp.、Plug Power Inc.、 MTI Micro Fuel Cells Inc.到中国的武汉银泰科技、武汉众宇动力。齐志刚已经在燃料电池行业“摸爬滚打”了二十多年，他相信燃料电池产业化时机已经到来。

能源变革一触即发，全球更多的国家意识到了氢能的重要性，欧洲、美国、澳大利亚、日韩等国家纷纷出台了氢能规划，氢能正在全球范围内掀起飓风。

图丨全球部分国家燃料电池汽车产业发展总览

从全球范围来看，欧美日韩等国家都已经达到了领先水平，但中国与其仍存在一定差距，部分核心技术和关键材料我国还未掌握。

齐志刚指出“发展氢能除了政策补贴，重要的还在于掌握了多少核心技术。而目前核心技术是国内氢能发展的最大掣肘。”

图丨国内外氢燃料电池系统核心指标

未来已来

电堆是氢燃料电池产业链中至关重要的技术环节，涉及很多关键材料。虽然与国际技术仍有差距，但在齐志刚看来，2019年地方政府、相关企业的自主研发意识都有所加强。

“国内多家企业已经有了自主研发或者组装电堆的能力，包括上海治臻、爱德曼、新研创能、明天氢能、武汉众宇、新源动力、捷氢科技、上海氢晨、北京氢璞、上海交通大学、大化所、同济大学等等。”

以新研氢能为例，新研氢能已经掌握了金属板及电堆核心制备技术，具备40kW金属板电堆量产能力，峰值体积功率可达2.9kW/L，并在18年攻破了80kW电堆。目前其子公司大同新研正在建设一个占地165.6亩的产业化基地，规划燃料电池电堆年产能10000套。

图丨新研氢能基本信息

对于国内行业开发电堆的难点，齐志刚分享了几点经验。

“我们公司主要做金属板电堆，实践来看，金属板的难点主要有四：一，阴极板与阳极板相互关联，不能完全独立，设计阴极板流道时要构架好阳极板；二，冷却液流场由阴极流场背面和阳极流场背面决定，不能单独设计；三，极板在几个工序都有变形的可能性：冲压、焊接、镀层，设计中要设计若干版，反复进行模拟仿真计算，宁可慢一点，也要设计出最优结构，而不是简单地增加单电池数量来提高电堆功率；四，需要考虑板材的特性与加工难度，不能有分子水平大小的针眼。目前我们还未掌握快速、连续检查分子大小针眼的方法，所以，要尽量保证冲压成品率高。”

针对如何提高金属板电堆水平，他提出了七点建议：

1. 使用超薄金属极板（≤0.1mm）

2. 使用超薄质子交换膜（如≤10μm）

3. 使用高效催化剂（如Pt合金）

4. 采用特殊流道（如丰田的3D流场）

5. 提高极板的活性面积比例

6. 降低端板的质量和体积

7. 优化电堆的紧固方式

 从2015年只有一两台车，到2019年前三季度全国销量过千辆，中国氢燃料电池汽车发展成果来之不易。齐志刚感慨到，“燃料电池行业的风口已来，产业化不远了。”