7月5日至7日，國(guó)內(nèi)外300余家燃料電池及汽車相關(guān)企業(yè)齊聚參展“2023國(guó)際氫能與燃料電池汽車大會(huì)暨展覽會(huì)”（FCVC 2023），展出了從燃料電池汽車、燃料電池系統(tǒng)到燃料電池零部件，以及氫制取、氫儲(chǔ)運(yùn)等多個(gè)環(huán)節(jié)的新技術(shù)產(chǎn)品。

從展會(huì)上可以看到，隨著產(chǎn)業(yè)鏈的打通及規(guī)模化發(fā)展，商業(yè)模式及技術(shù)路線逐漸固定，燃料電池及汽車產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入了同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)階段；與此同時(shí)，雖然不易，但仍有一些值得關(guān)注的創(chuàng)新技術(shù)路徑及方案誕生，給燃料電池及汽車產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇及活力。

01 多種燃料電池汽車車型亮相，乘用車展出最多

(相關(guān)資料圖)

本次展會(huì)上共展出了6輛乘用車型，其他還有4款燃料電池貨車，1款叉車，1款固態(tài)儲(chǔ)氫拖車。

乘用車中，除了韓國(guó)NEXO與日本Mirai各1輛外，國(guó)產(chǎn)乘用車展出了4款，采用了60-90 kW的燃料電池系統(tǒng)，續(xù)航達(dá)到500-650 km，其中3款注明使用了70 MPa儲(chǔ)氫瓶。

2021年，國(guó)內(nèi)僅60 kW的燃料電池系統(tǒng)售價(jià)就可以高達(dá)48萬元，導(dǎo)致乘用車價(jià)格昂貴，不具有推廣力。到2023年，在燃料電池系統(tǒng)價(jià)格快速下降、示范城市群提供補(bǔ)貼等背景下燃料電池乘用車市場(chǎng)價(jià)格最低已降至了30萬元/輛左右，接近了電動(dòng)汽車的水平。加上全國(guó)加氫站數(shù)量快速突破，燃料電池乘用車推廣機(jī)遇期或?qū)砼R。

02 電堆及系統(tǒng)邁向大功率時(shí)代，場(chǎng)景探索更顯重要

本次展會(huì)中，多家展商重點(diǎn)展出了200 kW級(jí)以上的大功率電堆，最高達(dá)到了300 kW。其中，石墨板電堆與金屬板電堆數(shù)量參半。

而系統(tǒng)方面的展出則重點(diǎn)聚焦在200 kW以下。其中應(yīng)用于重卡、客車等領(lǐng)域的系統(tǒng)最多，功率多在90至160 kW之間；此外還有乘用車系統(tǒng)亮相，功率在70至90 kW之間。

除金屬板與石墨板電堆外，還有采用了硅基雙極板的硅基燃料電池電堆首次亮相。其中一款70 kW硅基電堆功率密度達(dá)到7.3 kW/L（不含端板），據(jù)現(xiàn)場(chǎng)介紹有潛力到8 kW/L以上，超過了目前所有已知的金屬板、石墨板電堆產(chǎn)品。

總體來看，金屬板與石墨板電堆及系統(tǒng)都在向300 kW級(jí)發(fā)展探索，以尋求新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但其應(yīng)用場(chǎng)景仍需進(jìn)一步開發(fā)。目前200 kW級(jí)系統(tǒng)已基本滿足包括重卡在內(nèi)的大部分商用車動(dòng)力需求，300 kW級(jí)系統(tǒng)需要向熱電聯(lián)供、大馬力輪船等新領(lǐng)域發(fā)展，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、商業(yè)模式等方面還需要進(jìn)行更多探索才能逐漸打開新的市場(chǎng)空間。

硅基燃料電池或許存在差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但仍然需要被驗(yàn)證和尋找到合適的應(yīng)用場(chǎng)景。能景研究認(rèn)為，硅基燃料電池主要亮點(diǎn)在于其高體積功率密度，在重卡等商用車領(lǐng)域相對(duì)于石墨板、金屬板并未形成顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而在乘用車、無人機(jī)、單車等領(lǐng)域的應(yīng)用更具潛力。

03 零部件同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)，持續(xù)優(yōu)化是發(fā)展脈絡(luò)

本次展會(huì)近一半?yún)⒄蛊髽I(yè)從事燃料電池配套零部件及其相關(guān)生產(chǎn)、檢測(cè)設(shè)備，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)壓力大，尤其是各BOP裝置、電堆雙極板。

以BOP裝置增濕器為例，本次相關(guān)展商達(dá)到了5家以上，各廠家展品最高可匹配200 kW級(jí)以上電堆，體積大小相近。

膜電極方面已無顯著技術(shù)、性能壁壘，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，市面各廠商制備工藝水平相近，功率面密度多達(dá)到1.4-1.6 W/cm2，也可根據(jù)定制需要提高至1.8 W/cm2水平。

質(zhì)子交換膜及氣體擴(kuò)散層方面則仍待性能優(yōu)化及國(guó)產(chǎn)化突破，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，質(zhì)子交換膜與氣體擴(kuò)散層的國(guó)內(nèi)產(chǎn)線已陸續(xù)建成，產(chǎn)品正處于向膜電極、燃料電池廠商送樣實(shí)驗(yàn)階段，但由于在性能、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等方面的差距進(jìn)口品牌仍是市場(chǎng)首選。

整體來看，各零部件產(chǎn)品基本處于批量化生產(chǎn)、技術(shù)路線固定的階段，展會(huì)上未發(fā)現(xiàn)新的較大技術(shù)突破，部分完成國(guó)產(chǎn)化的BOP系統(tǒng)、雙極板、膜電極等進(jìn)入了同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)階段。

在此背景下，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累打磨產(chǎn)品制造工藝、提高產(chǎn)品性能、保持或提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力或是零部件環(huán)節(jié)下一步的發(fā)展脈絡(luò)。

04 輸氫拖車向大儲(chǔ)量發(fā)展，方案創(chuàng)新是突破點(diǎn)

本次展會(huì)除30 MPa長(zhǎng)管拖車外，多家展商還展出了高壓集裝格以及固態(tài)儲(chǔ)氫等新方案。

集裝格方案方面，儲(chǔ)氫壓力提高到45至50 MPa，瓶體材料應(yīng)用III型瓶或IV型瓶，載氫量可突破1噸，是長(zhǎng)管拖車的2-3倍。

固態(tài)儲(chǔ)氫方案方面，本次展出了一款鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫車，利用鎂基儲(chǔ)氫合金常壓儲(chǔ)氫，整車載氫量達(dá)到1噸以上。

氫儲(chǔ)運(yùn)已成為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的卡脖子環(huán)節(jié)，當(dāng)前我國(guó)采用的20 MPa長(zhǎng)管拖車載氫僅300-400 kg級(jí)別，儲(chǔ)運(yùn)及加氫成本可占到終端槍口氫價(jià)的20%以上。將載氫量提高到1噸以上可將輸氫成本降低60%左右，降低加氫站氫價(jià)。

05 電解水設(shè)備新技術(shù)路線參展，場(chǎng)景應(yīng)用優(yōu)化是亮點(diǎn)

本次展會(huì)聚焦于氫能下游汽車領(lǐng)域，因此堿性電解槽參展較少，但仍有創(chuàng)新型是電解槽產(chǎn)品亮相。

本次展會(huì)中展出的一款可逆氫氧燃料電池概念性實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品，利用PEM燃料電池與PEM電解槽的相似結(jié)構(gòu)將二者結(jié)合起來，面向氫儲(chǔ)能場(chǎng)景，削峰時(shí)作為PEM電解槽制氫儲(chǔ)能，填谷時(shí)作為PEM燃料電池用氫發(fā)電。

此外，會(huì)上還展出了一款負(fù)載范圍5%至115%的5標(biāo)方/時(shí)AEM電解槽，外觀上類似堿性電解槽。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溝通，該電解槽亮點(diǎn)在于大電流及更好應(yīng)對(duì)風(fēng)光電力波動(dòng)性的寬負(fù)載范圍。

06 小結(jié)

從本次展會(huì)可以看出，國(guó)內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)已具備了從零部件生產(chǎn)設(shè)計(jì)、到燃料電池系統(tǒng)及汽車制造的完整產(chǎn)業(yè)鏈，各環(huán)節(jié)上均存在一批具有核心技術(shù)實(shí)力的企業(yè)，技術(shù)路線已經(jīng)相對(duì)固定，在產(chǎn)品上有著同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)的跡象。

盡管如此，本次展會(huì)上仍展出了一些創(chuàng)新亮點(diǎn)，在燃料電池、制氫、儲(chǔ)運(yùn)等方面展現(xiàn)出了新的產(chǎn)品或解決方案。這些創(chuàng)新或許由于技術(shù)路徑競(jìng)爭(zhēng)、商業(yè)模式探索等因素?zé)o法對(duì)已有技術(shù)形成替代式優(yōu)勢(shì)，但在某些優(yōu)勢(shì)場(chǎng)景應(yīng)用下意味著新機(jī)遇、新變化。