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【先導智能 年度盤點】電堆“激戰”

今年是國産電堆集體向上躍升的一年:一方面,國内很多企業在大功率電堆研發上進步很快,同時随着電堆應用驗證更加充分、新材料的疊代、控制技術的進步,電堆壽命也在逐漸提升;另一方面,國産電堆出貨量相比去年大幅增加。

本文盤點了氫璞創能、雄韬氫瑞、國鴻氫能、神力科技、氫晨科技、清能股份、新研氫能、天能氫能源、明天氫能、新源動力、航天氫能等11家電堆企業(部分企業也做系統業務)在市場應用、技術研發、融資等方面的最新動态,可以一窺國産電堆發展程序。

1、氫璞創能

在2021高工氫電年會現場,氫璞創能董事長歐陽洵博士表示,今年出貨量達到千套以上的系統、電堆、零部件企業比去年增多,包括氫璞創能也突破了千套産品的出貨,這些都意味着行業逐漸從早期的不成熟逐漸走向規模化發展。

今年以來,氫璞創能圍繞着物流應用場景展開了深入探索,從叉車到冷鍊車再到重卡牽引車,均實作了批量配套及落地。比如公司電堆配套氫能重卡分别在天津及河北正式投運,配套氫能叉車已在北京房山的燕山石化展開營運。2021氫璞電堆主打車型及商業場景如下:

【先導智能 年度盤點】電堆“激戰”

技術方面,自2010年成立以來,氫璞創能一直緻力于燃料電池的研發及産業化,是國内為數不多的擁有核心技術自主知識産權的燃料電池廠家,目前已經擁有相關技術專利及保密技術百餘項。氫璞創能現已開發完成5代碳複合闆電堆和3代金屬闆電堆。産品在單堆功率、功率密度等關鍵技術名額層面處于行業領先地位。

2、雄韬氫瑞

在2021高工氫電年會現場,雄韬氫瑞總工程師高鵬然透露:“燃料電池産品開發測試周期長,研發投入大。以雄韬氫瑞的一款産品為例,從概念設計到産品開發,到最終産業化落地,曆經80多個流程節點,耗時2-3年,投入約1個億。公司目前有三個電堆産品,相關基礎研究投入已達到3億元。”

目前雄韬氫瑞也取得了優秀成果:電堆內建方面,公司采用先進的內建MES系統機器人全自動裝備工藝,由中央視覺系統,自動控制電堆組裝尺寸公差小于0.1mm;電堆測試方面,雖然現階段業界對于工況要求沒有統一的标準,但公司會結合國标以及客戶的工況做嚴格測試;電堆性能方面,目前公司A系列電堆的體積功率密度能達到3.5kW/L,在研A2系列電堆的體積功率密度是4.3 kW/L。

衆所周知,燃料電池關鍵技術還需要持續疊代,而行業普遍面臨人才短缺問題。對此,雄韬一方面積極聯合高校産學研合作,占領前瞻技術高地,打破技術瓶頸,以推動産業高品質發展;另一方面,公司十分重視對人才培養的投入,為燃料電池産業持續不斷地輸入新鮮血液。

3、國鴻氫能

自成立至今的六年時間裡,國鴻氫能實作了階梯式成長:推動國内首條商業化氫能公交示範線的營運、建成全球最大的燃料電池生産線、率先實作低成本柔性膨脹石墨雙極闆批量生産、助力國内首批燃料電池客車出口國外、車用電堆産品連續4年國内市場占有率第一。

2021年,國鴻氫能依然是國内燃料電池企業中布局動作頻繁、強勢領跑的企業。截至目前,國鴻氫能産品為全國近5000輛燃料電池汽車提供氫動力,覆寫16個省34個市,助力當地加快建構氫能産業體系,加速邁進綠色發展時代。

今年國内氫能重卡發展提速。搭載國鴻燃料電池産品的氫能重卡陸續在北京、山東、浙江、河北、内蒙古、廣東、山西等地實作示範營運,應用場景涵蓋鋼鐵廠、港口、礦山等。國鴻燃料電池産品在不同場景、不同工況下依然能夠保持高一緻性和穩定性,綜合性能卓越,深受客戶好評。

4、神力科技

自2018年以來,在全國9個省市自治區共有超過1000輛搭載神力科技電堆的燃料電池汽車每天在路上行駛,累計行駛裡程超過3000萬公裡;在即将到來的2022北京冬奧會上,将有400多輛搭載有神力科技電堆的車輛在冬奧賽場上承擔媒體、運動員、從業人員、志願者和生鮮食物的運送。

從出貨量來看,自2018年批量化傳遞以來,神力科技電堆累計出貨量超過119MW,到年末有望累計達140MW。除了在車用領域批量化供應以外,神力科技還在燃料電池熱電聯供、固定式發電、工程機械、船舶等領域進行耕耘,并實作了相關産品的傳遞。

5、氫晨科技

作為一家專注于高密度燃料電池電堆研發、生産、銷售及總體方案的高科技企業,氫晨科技始終堅持正向研發與自主創新。公司基于H2技術開發的80kW、100kW、120kW和150kW等四款大功率電堆均已實作百台級裝車,目前運作狀态良好。公司所開發的H3技術在H2技術上實作了性能、壽命和可靠性的大幅度提升,單堆230kW的大功率電堆已經完成性能測試。

10月,IDG資本宣布完成對氫晨科技的A+輪投資,氫晨科技本輪融資由IDG資本、臨港智兆、北京京能、自貿股權基金等共同領投。

6、清能股份

近三年來,清能股份車用電堆出貨量累計超80MW,已配套近800台車用系統,廣泛應用于全國及海外多地牽引車、自卸車、公共汽車、箱式貨車等燃料電池車示範項目。除此之外,公司還大力拓展燃料電池在固定式發電、分布式發電、無人機及教具等多個領域的應用,并基于不同領域的細分,擁有了各自的代表産品。

衆所周知,燃料電池向大功率方向快速邁進,市場應用明顯擴大。作為大功率電堆領先企業,自去年以來,清能股份已經為投放廣州、寶武等地運作的氫能重卡規模化配套了燃料電池電堆。公司已經出貨的車用電堆中,150kW及以上的電堆占據了一半左右。

7、新研氫能

新研氫能擁有北京新研、大連擎研、大同新研三家子公司,分别側重于金屬極闆設計及電堆研發、燃料電池系統控制內建和測試台、産業基地營運。深厚的技術沉澱、完善的工藝鍊條、出色的測試能力及規模化的産能建設,構築了新研氫能強大的綜合競争優勢,也是以得到了資本方的青睐。今年以北京亦莊國際投資發展有限公司為領頭的新投資方給公司注資,為公司更好更快地發展起到強有力的推動作用。

今年以來,新研氫能在技術開發上也取得了顯著成果:完成85kW和115kW金屬闆電堆及其相應的70kW和90kW燃料電池系統的開發,利用90kW雙堆結構開發出180kW級燃料電池子產品及其對應的140kW級燃料電池系統;單電池均一性良好,電堆功率密度4.4kW/L,燃料電池子產品的絕緣電阻大幅提升,燃料電池系統的內建度提高、控制邏輯更加完善。

8、天能氫能源

天能氫能源是天能股份為推進氫能的研發與應用所設立的子公司,該公司依托于母公司的大力支援,在核心零部件及材料等關鍵技術上已實作突破,成功研發出多款石墨闆電堆及百千瓦級(100~150kW)大功率金屬闆電堆。

應用層面,天能氫能源配套的8台公交大巴将在浙江長興龍之夢專線進行示範營運;與徐州徐工特種工程機械合作正式釋出了“力鼎”系列叉車用氫燃料電池系統;與雅迪科技簽訂了戰略合作協定,共同推進氫能源電動自行車商業化程序;自主研發的高性能TNFC-LP2020型号水冷電堆産品經過不間斷測試驗證後,已正式比對德燃動力的FCV6座版觀光車,在嘉興基地示範營運。

9、明天氫能

産品層面,明天氫能實作30kW、40kW、50kW、60kW、80kW等燃料電池系統的批量化供應,累計裝機量位居行業前列。目前,公司正在調整裝備工藝,有望在近期推出120-140kW燃料電池系統,同時實作産品的批量化供應。

應用層面,明天氫能推動安徽省開通首條氫能公交示範運作路線,并聯手整車企業首批投放15輛氫能公交;截止到今年11月15日,這批車搭載明天氫能燃料電池系統的氫能公交單車最高行駛裡程已經超過12萬公裡,平均氫耗4.5kg/公裡,單日營運裡程接近300公裡,車輛整體運作狀态良好。至今明天氫能共計為超200輛氫燃料電池車輛配套,其中僅今年,配套車輛數量就達100輛。同時公司産品還已廣泛應用于軌道交通、分布式發電等領域。

10、新源動力

今年新源動力釋出了兩款新品:一款是燃料電池子產品HYMOD-150,峰值輸出功率可達150kW;另一款是燃料電池系統HYSYS-120,額定功率達到115kW。公司也在燃料電池核心技術開發和驗證方面取得重大進展:其一,在高性能低鉑膜電極方面完成驗證,功率密度提升至1.5W/cm @2.6A/cm ;鉑用量降低至0.11gPt/kW;其二,金屬雙極闆燃料電池子產品成功實作-40℃無輔助低溫啟動;其三,金屬雙極闆燃料電池電堆耐久性突破10000小時(按照10%衰減)。

從市場應用來看,目前新源動力産品累計裝車1000餘輛,燃料電池車隊在11個城市營運,累計營運曆程超過1500萬公裡。

11、航天氫能

航天氫能是上海空間電源研究所(即現在的上海航天技術研究院8院811所)基于60年航天電源工程經驗和20餘年燃料電池技術沉澱,聯合上海中振交通裝備有限公司、上海重塑能源集團有限公司于2020年5月正式成立,公司定位為氫電能源綜合解決方案提供商,緻力于推動燃料電池技術和氫能産業發展。

近期航天氫能斬獲超2億金額訂單。訂單合同涉及航天氫能燃料電池發動機系統,該系統将在2022年配套公交、通勤、物流、環衛等6款道路車型和叉車等2款工程車型,總計100輛車開展綜合示範營運。

針對客戶要求,航天氫能80kW和110kW高性能液冷金屬雙極闆燃料電池系統産品已認證第三方強檢和主機廠測試,獨有的5kW陰極閉式空冷金屬雙極闆燃料電池系統産品性能優異,日後将在3T級叉車和無人清掃車上一展身手。

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