“減碳政策是氫能發(fā)展的原動(dòng)力,能源結構變化是氫能發(fā)展的驅動(dòng)力,規模降本是氫能發(fā)展的增長(cháng)力,從整體來(lái)看,原動(dòng)力、驅動(dòng)力還有增長(cháng)力給予了我們足夠的市場(chǎng)信心?!眳f(xié)氫新能源營(yíng)銷(xiāo)總監袁勝表示。
12月14日,由北京國化新材料技術(shù)研究院主辦,國元新能源科技發(fā)展(武漢)有限公司、ACMI化工新材料研究所(氫能研究所)、全球氫能團隊承辦的“2023儲氫與氫兩輪車(chē)耦合發(fā)展沙龍”在浙江杭州隆重召開(kāi)。
會(huì )上,協(xié)氫(上海)新能源科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“協(xié)氫新能源”)營(yíng)銷(xiāo)總監袁勝帶來(lái)了《小型風(fēng)冷氫燃料電池發(fā)展趨勢及規模應用》這一精彩演講。該報告聚焦雙碳目標下兩輪車(chē)電池的突圍路徑、小型燃料電池的技術(shù)發(fā)展與燃料電池兩輪車(chē)的運營(yíng)模式探索三大方向,展現協(xié)氫在氫燃料電池兩輪車(chē)應用領(lǐng)域的探索與突破。
氫燃料電池能否重新演繹鋰電的輝煌?
作為戰略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向,在即將過(guò)去的2023年,氫能發(fā)展應用顯著(zhù)提速,諸多應用場(chǎng)景中,氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展勢頭強勁,領(lǐng)跑產(chǎn)業(yè)應用發(fā)展。根據中汽協(xié)會(huì )數據,今年1-11月,我國累計生產(chǎn)燃料電池汽車(chē)5261輛,同比增長(cháng)35%,發(fā)展勢頭良好。
既為新能源動(dòng)力的主力軍成員,市場(chǎng)時(shí)常會(huì )將氫燃料電池、鋰電池、鈉電池進(jìn)行對比。沙龍上,不少嘉賓也對此發(fā)表了自己的見(jiàn)解,從商業(yè)化程度、市場(chǎng)規模、電池續航、安全性、冷啟動(dòng)、循環(huán)壽命、轉換效率等角度各抒己見(jiàn)。
對此,袁總從另一個(gè)角度進(jìn)行了闡述,他提到《歐盟電池與廢電池法規》這一文件,“關(guān)于歐盟對于電池的一個(gè)要求,即這個(gè)碳足跡的聲明,從25年的2月份開(kāi)始,2000W以上的電池需提供碳足跡、碳標簽、碳的數字護照。從28年2月份開(kāi)始就要設立最大排放閾值。而動(dòng)力電池整個(gè)生命周期碳足跡大約100-120kg CO2-eq/kWh,其中80%碳排放集中在原材料獲取階段,因為鋰電池的原材料原材料重金屬特別多,需要很多的礦消耗大量的二氧化碳。而這些就會(huì )進(jìn)一步壓縮鋰電池原有能源結構的一些市場(chǎng)費用,對氫能的發(fā)展有著(zhù)相應的促進(jìn)作用?!?/p>
袁總表示,氫燃料電池能否重新演繹鋰電的輝煌,企業(yè)還有很長(cháng)的一段路要走,比如產(chǎn)業(yè)鏈之路,比如技術(shù)發(fā)展之路,比如規模降本之路,2022年初以來(lái),氫能企業(yè)的設立呈爆發(fā)態(tài)勢,為產(chǎn)業(yè)鏈貢獻了資本、人才、技術(shù)等資源,產(chǎn)業(yè)鏈之路逐步完善。
當前,在政策細則落地疊加產(chǎn)業(yè)鏈成熟度提高背景下,技術(shù)發(fā)展之路持續迭代,行業(yè)放量增長(cháng)確定性強,氫燃料電池系統的平均價(jià)格逐年下降,降幅明顯,從2017年前后的1.6萬(wàn)元/千瓦-2萬(wàn)元/千瓦,已降至去年的2800元/千瓦,且未來(lái)還會(huì )持續下降,燃料電池整個(gè)系統成本也會(huì )相應降低?!拔覀兘裉炀蛯儆诘诙€(gè)階段,技術(shù)發(fā)展,達到整體的規模降低之后,降本之路會(huì )越走越寬,與鋰電同步競爭是指日可待?!痹偙硎?。
作為國內最早開(kāi)發(fā)風(fēng)冷燃料電池系統的原創(chuàng )發(fā)明人、小型兩輪車(chē)用氫燃料電池國內第一發(fā)明人,協(xié)氫(上海)新能源科技有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“協(xié)氫新能源”)研發(fā)團隊在小型燃料電池領(lǐng)域擁有領(lǐng)先的研發(fā)基礎和專(zhuān)利申請量,公司依托清華大學(xué)的研發(fā)生態(tài)支持,以氫能無(wú)人機、氫能兩輪車(chē)等作為切入點(diǎn),致力于成為全球領(lǐng)先的小型燃料電池系統提供商。
據袁總介紹,團隊認為事實(shí)上,小型風(fēng)冷氫燃料電池解決了“鋰電池” 6大痛點(diǎn):
補能時(shí)間。鋰電池充電時(shí)間長(cháng),易發(fā)生線(xiàn)路過(guò)熱、過(guò)充等風(fēng)險;氫燃料電池補能時(shí)間短,加氫或換罐僅需 10 秒鐘。
續航里程。鋰電車(chē)普遍續航里程 50-90公里左右,鋰電無(wú)人機普遍續航 1-1.5 小時(shí);氫動(dòng)車(chē)同類(lèi)型續航超過(guò) 130 公里,氫能無(wú)人機續航達 3-5 小時(shí)。
電池重量。電動(dòng)車(chē)20Ah,電池超過(guò)6公斤;氫動(dòng)車(chē)同類(lèi)型燃料電池系統僅2公斤,無(wú)人機氫燃料電池系統可以減重60%。
成本下降速度。由于上游鋰材料漲價(jià),且汽車(chē)等需求大,成本下降難;氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化后成本下降空間大,下降快,規?;髢r(jià)格將低于鋰電。
處置不環(huán)保。鋰電池生產(chǎn)和處置對環(huán)境影響大;氫燃料電池雙極板、膜電極回收利用率極高,環(huán)境影響小。
低溫運行。鋰電在低溫環(huán)境下,效率大幅降低,零度以下不能正常工作;氫燃料電池在零下10度時(shí)仍可滿(mǎn)功率正常運行。
技術(shù)發(fā)展方面,當前協(xié)氫新能源掌握的核心的關(guān)鍵技術(shù)主要是以下三個(gè)方向:
納米催化劑。合金催化,PT/C,完全替代進(jìn)口;目前正在開(kāi)發(fā)合金催化,實(shí)驗室狀態(tài)的鐵基催化劑;效率更高、成本更低。
CCM膜電極。采用雙面直涂工藝,較上一代效率提升30%,實(shí)現卷對卷批量制備,團隊持續提升材料利用率以實(shí)現更低的成本。
耐溫性電堆。環(huán)境耐溫性-10℃-60℃范圍更廣,低溫啟動(dòng)更迅速,促進(jìn)無(wú)人機、兩輪車(chē)等應用更寬泛的適用區域。
此外,團隊已在上海市松江區設立應用測試中心,開(kāi)展小型風(fēng)冷氫燃料電池研發(fā)和應用測試,今年12月6日正式投產(chǎn)的協(xié)氫新能源棗莊睿創(chuàng )2.0智能生產(chǎn)基地,將以機器人、智能視覺(jué)、數模堆疊等技術(shù),實(shí)現生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化、數據化和可塑化,帶來(lái)氫燃料電池智造領(lǐng)域新的跨越。該生產(chǎn)系統由四組機器人完成整套小型燃料電池的裁切、點(diǎn)膠、裝堆、檢測等流程,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程與數據鏈銜接,實(shí)現數據互聯(lián)互通,與ERP,MES等系統融合,充分利用視覺(jué)定位系統、機器人精準操控,實(shí)現百萬(wàn)級零缺陷,達到行業(yè)領(lǐng)先的智能化生產(chǎn)系統水平。
未來(lái),協(xié)氫新能源將以棗莊睿創(chuàng )2.0智能生產(chǎn)基地為重要引擎之一,不斷激發(fā)強大的生產(chǎn)力和創(chuàng )新力,不斷提供安全、可靠、高效的氫燃料電池產(chǎn)品,不斷實(shí)現規?;当?,以綠色科技和數字賦能引領(lǐng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
小型燃料電池有著(zhù)眾多應用場(chǎng)景,憑借能量密度高、續航長(cháng)、重量輕、補能快,以及規模量產(chǎn)后成本下降快等優(yōu)勢,可以應用到兩輪車(chē)、無(wú)人機、移動(dòng)電源、小型游船、UPS、無(wú)人快遞車(chē)等眾多場(chǎng)景。
聚焦小型風(fēng)冷氫燃料電池,協(xié)氫新能源在兩輪車(chē)、無(wú)人機、移動(dòng)電源、小型游船、無(wú)人快遞車(chē)等應用場(chǎng)景不斷探索,積累了豐富的經(jīng)驗,此次沙龍,袁總分享了協(xié)氫新能源在商業(yè)化應用發(fā)展過(guò)程中的真知灼見(jiàn)。
“要是儲運環(huán)節的大家費老大勁把問(wèn)題給我們解決了,我們利用率沒(méi)有上來(lái)的話(huà),那肯定也是一種浪費,所以我們的產(chǎn)品要做到極致,不僅要做小,效率還要保證,還要提升?!痹偙硎?。
掌握核心技術(shù),每一個(gè)細節都要做到極致,協(xié)氫新能源的小型氫燃料電池具有以下領(lǐng)先優(yōu)勢:
比功率領(lǐng)先。公司開(kāi)發(fā)的燃料電池具有優(yōu)異的比功率密度和穩定性,石墨板電堆比功率可高達1000W/KG。
材料利用率領(lǐng)先。通過(guò)膜電極等材料研發(fā)和匹配,電堆效率提升,材料有效面積利用率高達80%
發(fā)電系統效率領(lǐng)先。優(yōu)異的發(fā)電系統效率,高達55%
氫氣利用率領(lǐng)先。多年積累的電堆結構技術(shù)優(yōu)化,帶來(lái)優(yōu)異的氫氣利用率,利用率高達97%
資料顯示,在產(chǎn)品布局方面,協(xié)氫新能源打造出不同型號的多款產(chǎn)品。在兩輪車(chē)用電池領(lǐng)域包括麒麟 HITS-350、麒麟 HITS-500 等,氫氣利用率均達到 97%,發(fā)電效率均為 55%,穩定運行 5000小時(shí)以上。在無(wú)人機燃料電池系統方面,公司產(chǎn)品包括 2.6KW 無(wú)人機氫燃料電池和 15 升碳纖維纏繞瓶,可實(shí)現3小時(shí)續航。
據透露,協(xié)氫新能源的小型燃料電池技術(shù)持續迭代升級,目前已經(jīng)掌握第三代兩輪車(chē)、無(wú)人機用燃料電池核心技術(shù),同第二代技術(shù)相比,電池功率密度提升 30%,穩定性壽命提升一倍以上,成本下降 30%,技術(shù)優(yōu)勢明顯。同時(shí),協(xié)氫新能源正在研發(fā)的第四代燃料電池,體積更小,發(fā)電效率更高,材料成本更低。公司通過(guò)自主研發(fā)和生產(chǎn)膜電極、碳紙、催化劑等,推動(dòng)小型燃料電池電堆匹配和效率提升,并通過(guò)材料端的研發(fā)優(yōu)化,不斷降低電堆制造成本。
經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)積累,協(xié)氫新能源作為較早切入氫兩輪車(chē)賽道的玩家“身經(jīng)百戰”、經(jīng)驗豐富,在2023年這一年突破不斷。
8月初,協(xié)氫新能源、臺鈴集團聯(lián)合在世界氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)博覽會(huì )上發(fā)布了一款風(fēng)冷氫能共享兩輪車(chē),350W氫燃料電池重量?jì)H為500克,發(fā)電效率高達 55%,整套系統較鋰電減重60%,技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先地位。該氫能共享兩輪車(chē)具有長(cháng)續航、耐低溫、低衰減等優(yōu)勢,應用前景廣闊。
10月12日,武研院就推進(jìn)氫能創(chuàng )新應用中心小型燃料電池兩輪車(chē)項目與協(xié)氫(上海)新能源科技有限公司、鐵塔能源有限公司湖北省分公司在武漢理工大學(xué)開(kāi)展座談交流,武研院將與協(xié)氫(上海)新能源科技有限公司共建氫能創(chuàng )新應用中心,進(jìn)一步加快小型燃料電池兩輪車(chē)項目的推進(jìn)。
10月,協(xié)氫新能源完成數千萬(wàn)元Pre-A輪融資。本輪投資方為泉為科技等,本輪資金主要用于建設小型風(fēng)冷氫燃料電池生產(chǎn)線(xiàn),以及布局膜電極、碳紙等前端材料。據透露,公司即將于近期內完成 PreA+輪融資,同時(shí)將在2024年開(kāi)啟 A 輪融資,計劃融資1.5億元,用于擴大研發(fā)、建立生產(chǎn)基地、融入核心材料和部件的產(chǎn)業(yè)鏈,不斷打造競爭優(yōu)勢。
12月,在各方努力推動(dòng)下,由協(xié)氫新能源與喵走出行合作推出的氫能共享兩輪車(chē),正式啟動(dòng)在六城投放應用。據透露,協(xié)氫新能源在兩輪車(chē)領(lǐng)域與三大車(chē)企雅迪、 臺鈴、愛(ài)瑪都已開(kāi)展合作,共同開(kāi)發(fā)樣車(chē),助推小型氫燃料電池在兩輪車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展。同時(shí),協(xié)氫新能源與喵走出行、星駕等深度合作,共同推動(dòng)小型氫燃料電池在共享、快遞外賣(mài)氫動(dòng)兩輪車(chē)的規模應用。
此外,不僅僅是氫能兩輪車(chē),在其他適合的小型燃料電池應用場(chǎng)景,協(xié)氫新能源亦是碩果累累。
無(wú)人機應用方面,協(xié)氫與無(wú)人機企業(yè)展開(kāi)深度合作,比如與國內工業(yè)無(wú)人機的頭部企業(yè)開(kāi)展合作,樣機將用于公安、電力、漁業(yè)、快遞等領(lǐng)域。
12月16日,協(xié)氫新能源發(fā)布國內首款超長(cháng)續航的氫能工業(yè)級無(wú)人機入云龍Ⅱ六旋翼無(wú)人機。該款氫能工業(yè)級六旋翼無(wú)人機搭載麒麟HITS-2600氫燃料電池系統,實(shí)現了輕量化、小體積、高性能,相關(guān)性能指標均達到行業(yè)領(lǐng)先水平,尤其是續航可達3小時(shí)以上,為鋰電無(wú)人機續航的3倍以上,具有超長(cháng)續航、載重量大、應用環(huán)境廣、高智能化等特點(diǎn)。
移動(dòng)電源方面,團隊自行研發(fā),可根據用電量需求配置矩陣,打造個(gè)性化儲能產(chǎn)品,同時(shí)與華清大運合作,提供電堆用于生產(chǎn)出口日本的移動(dòng)電源。
三輪車(chē)應用方面,協(xié)氫新能源與三輪頭部企業(yè)合作,探索“60秒換氫能”氫能解決方案,解決物流員充電慢問(wèn)題,實(shí)現多天、不間斷、持續配送能力。
安防場(chǎng)景方面,團隊與海神共同研發(fā)氫能無(wú)人安防車(chē),共同推進(jìn)小型燃料電池在安防領(lǐng)域的應用,續航能力增加120Km。
對于未來(lái),袁總表示干勁滿(mǎn)滿(mǎn):“2024年我們還會(huì )持續擴大產(chǎn)能,當然也會(huì )繼續降本,還希望可以和其他的企業(yè)伙伴共同配合,合作開(kāi)發(fā),共同面對不斷增長(cháng)的市場(chǎng)需求和挑戰?!?/p>
零碳出行,探索不止。面向未來(lái),協(xié)氫新能源將打造百億規模的小型風(fēng)冷氫燃料電池產(chǎn)業(yè),形成長(cháng)續航、耐低溫、更環(huán)保的綠色氫能產(chǎn)業(yè),為國家”碳達峰”“碳中和”目標的實(shí)現貢獻協(xié)氫力量。