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摘要：國內(nèi)燃料電池企業(yè)集體在向大功率快速迭代升級。

國內(nèi)燃料電池企業(yè)集體在向大功率快速迭代升級。

日前，捷氫科技旗下捷氫啟源系列燃料電池系統(tǒng)兩款產(chǎn)品通過強檢，其中一款是捷氫啟源P4Max的256kW燃料電池系統(tǒng)。1月，山東重工·山東港口首批氫能重卡示范運營交付儀式在濟南舉行，本次交付的氫能重卡搭載的是濰柴動力200kW級車用燃料電池發(fā)動機。

去年12月，億華通研發(fā)的240kW燃料電池發(fā)動機“G20+”正式通過中汽中心檢測。同月，上燃動力發(fā)布了200kW的高功率燃料電池系統(tǒng)。此前，風氫揚、重塑科技等多家燃料電池企業(yè)也均推出了大功率產(chǎn)品，并在研發(fā)更大功率的燃料電池。電堆企業(yè)中，氫璞創(chuàng)能、氫晨科技、新研氫能、清能股份、雄韜氫瑞、新源動力也都向這一方向延伸。“大功率”已經(jīng)成為我國燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程中的關鍵詞之一。

燃料電池快速向大功率進階

近年來國內(nèi)主流燃料電池電堆企業(yè)都在持續(xù)研發(fā)大功率產(chǎn)品，所布局的最新一代產(chǎn)品，均以大功率、長壽命、高功率密度等性能亮相。

上述消息中，捷氫科技通過強檢的256kW氫燃料電池系統(tǒng)，搭載捷氫燃料電池電堆的功率密度達4.1kW/L，該燃料電池系統(tǒng)在25秒內(nèi)可以實現(xiàn)零下30度低溫冷啟動，最高工作溫度可達95度。

濰柴動力200kW級車用燃料電池發(fā)動機，適配于牽引車、自卸車和環(huán)衛(wèi)車等重型卡車市場，采用超薄石墨板電堆，壽命超過30000h，采用智能化的水熱管理控制技術，可實現(xiàn)-30℃的快速低溫啟動，系統(tǒng)更可靠耐久。

億華通240kW燃料電池發(fā)動機G20+是首款額定功率超過200kW的單系統(tǒng)車用燃料電池發(fā)動機，質量功率密度達810W/kg，產(chǎn)品在低溫冷啟動、低溫儲存、動態(tài)響應等方面性能優(yōu)異，各項參數(shù)達到行業(yè)領先水平。億華通發(fā)布這一產(chǎn)品，標志其自主大功率氫燃料電池技術開發(fā)實現(xiàn)歷史性突破。

上燃動力所發(fā)布的200kW高功率氫燃料電池發(fā)動機，最高效率達60%，質量功率密度為760W/kg ，設計壽命15000小時。此外，風氫揚馬上將推出200kW燃料電池發(fā)動機；氫藍時代已明確表示，今年將推出重卡用200kW燃料電池發(fā)動機。

除了這些燃料電池系統(tǒng)企業(yè)，電堆企業(yè)大功率勢頭同樣明顯。2021年10月下旬，上海氫晨科技宣布，其單堆額定功率230千瓦的大功率金屬板電堆完成性能測試，預計今年上半年推向市場。氫璞創(chuàng)能、新研氫能、清能股份、新源動力等國內(nèi)主流電堆企業(yè)的產(chǎn)品最高功率也均突破150kW。其中氫璞創(chuàng)能公開表示已在研發(fā)200kW的電堆；雄韜氫瑞J系列石墨電堆功率覆蓋100-200kW，目前J系列工程樣堆已做完，預計2022年將推出。

國內(nèi)主流燃料電池電堆及系統(tǒng)集體在向大功率快速迭代。眾所周知，2016年至2018年，燃料電池功率大都在30~60kW；從2019年起，國內(nèi)燃料電池功率開始“突飛猛進”，到現(xiàn)階段，實際裝車應用的產(chǎn)品功率較之前已實現(xiàn)數(shù)倍的增長，且還在持續(xù)走高。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？

一方面，2021年以來，燃料電池系統(tǒng)最大補貼功率上限提升至110kW，與此同時，國家強調(diào)重點推動燃料電池在中重型商用車領域產(chǎn)業(yè)化應用，并向重型貨車傾斜，而重型貨車對更大功率燃料電池有實際應用需求。

“基于長途和重載的應用，大功率成為一個必然的技術路線趨勢。比如49噸的牽引車如果真的跑干線的物流，哪怕不考慮超載的情況，200kW實際上只是起步。”一位業(yè)內(nèi)人士表示。

另一方面，除了交通領域，大功率燃料電池在船舶、儲能等領域也有市場潛力，可有效拓寬氫能的應用邊界。市場潛力驅動燃料電池企業(yè)追求大功率技術突破。

“降碳目標下，航運業(yè)減排壓力大，這給船舶應用燃料電池帶來契機，前景廣闊。大型船舶對燃料電池的功率要求更高，因此現(xiàn)階段對大功率燃料電池的攻關，可為氫能船舶發(fā)展奠定技術基礎。”另一位業(yè)內(nèi)人士如是表示。

同時，燃料電池在儲能領域可發(fā)揮調(diào)峰作用，即在白天光伏發(fā)電高峰時進行電解水制氫儲存，晚上低谷時利用燃料電池發(fā)電，幫助電網(wǎng)調(diào)峰，這需要更大功率的燃料電池設備。

做好大功率產(chǎn)品還面臨諸多挑戰(zhàn)

燃料電池向大功率方向邁進是趨勢，但是企業(yè)要真正做好大功率產(chǎn)品并不容易。

“不同功率的電堆差別不大，但從生產(chǎn)、技術角度來看，更大功率電堆意味著單節(jié)電池片數(shù)量增長，將導致電池片的損壞概率更高，這對企業(yè)的產(chǎn)品質量、精度、一致性等工藝提出了更高要求。”一家燃料電池企業(yè)技術負責人告訴高工氫電。

同時，大功率產(chǎn)品在設計中需要考慮電堆體積比功率、散熱等多種條件的優(yōu)化整合，實現(xiàn)質子交換膜薄而強韌、催化劑活性越來越高，以及電流密度和工藝穩(wěn)定性等全方位的技術提升，同時縮短產(chǎn)品驗證周期。這一點對相當多的企業(yè)而言還是一個很大的挑戰(zhàn)。

另從配套角度來看，國內(nèi)現(xiàn)有的BOP供應鏈水平在可靠地滿足大功率系統(tǒng)需求上也還有一段路要走。

總體來看，隨著越來越多的企業(yè)積極開發(fā)大功率燃料電池，以及行業(yè)刮起大功率的浪潮，相信解決這些難題的速度應該會比想象中要快。 

原標題：燃料電池向大功率“快步進階”