沿着大功率、长寿命方向发展,氢燃料电池电堆产业正在快速升级

来源:高工氢电网

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发布日期:2022年11月23日

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  燃料电池电堆是燃料电池系统中的核心构件,由膜电极、双极板、集流板、绝缘板、端板和紧固件等组成,起到为燃料电池发动机提供动力的作用,其成本约占燃料电池系统成本的 65% 左右。一般而言,理想的燃料电池电堆需要具备高功率密度、长使用寿命、良好的低温启动能力和低成本等特性。GGII 统计显示,目前国内企业研发生产的电堆功率主要集中在 50kW 到 150kW 区间。


  按照双极板类型不同,燃料电池电堆可分为石墨板电堆和金属板电堆两种。石墨板电堆的优势在于耐腐蚀,寿命长,金属板电堆的主要优点在于功率密度高,因此,目前市面上的大功率电堆以金属板电堆为主,主要应用于乘用车,中小功率电堆以石墨板电堆为主,主要面向于商用车。


  就出货情况来看,根据 GGII 最新数据,2022H1 中国氢燃料电池电堆市场规模约为 5.4 亿元,同比上年同期增长 15%,排名前十的企业中石墨(复合)板电堆企业与金属板电堆企业数量相同均为 5 家,相比 2021 年六 / 四开的比例,金属板电堆企业的出货量正在快速增长。


  此外,作为电堆中的关键零部件,膜电极、双极板等技术壁垒较高,早期主要依赖进口,成本高昂,近年来国内的电堆企业或通过推进电堆关键零部件研发生产自主化,或通过资本整合进行氢能全产业链布局来降低电堆成本,提升市场竞争力。


  接下来,本文将根据公开资料,从出货类型、产品性能、现有产能等方面对国内主要的氢燃料电池电堆供货商进行梳理和简要分析。


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  广东国鸿氢能科技有限公司成立于 2015 年 6 月,是国内领先的氢燃料电池电堆生产商,其车用电堆产品自 2017 年开始连续 5 年国内市占第一。产品包括柔性石墨双极板、石墨(复合)板电堆、燃料电池系统、燃料电池空气过滤器等。由其研发的最新一代电堆产品鸿芯 GIII 单堆输出功率超过 200kW,比功率密度超过 4.5kW/L,可在零下 35 ℃低温启动,使用寿命超 30000 小时,可满足乘用车和重卡、自卸车等商用车的使用需求。此外国鸿氢能推出的电堆产品还包括 2.4kW-4.8kW 风冷电堆产品鸿枫 G、6-84kW 液冷电堆产品鸿芯 GI。公司电堆产品目前覆盖全国 20 省 40 地市,实现近 5000 辆商用车用氢燃料电池系统的交付使用,覆盖客车、货运车、轨道交通、船舶、备用电源等领域。


  目前国鸿氢能已实现电堆年产能 100 万 kW,累计生产柔性石墨板电堆超过 250MW。最新资料显示,国鸿氢能正在考虑明年香港 IPO 上市,如果顺利,国鸿氢能将成为香港第一家氢燃料电池技术上市公司,但公司对此消息暂未作出回应。


  上海氢晨新能源科技有限公司成立于 2017 年,主营大功率燃料电池电堆、PEM 电解槽和膜电极等基础零部件等的研发生产、销售,现已累计完成 3 轮融资。核心技术依托于上海交通大学与临港集团科技成果转化,掌握大功率电堆核心材料与核心部件的研发与制造技术,形成了近 200 项专利的完整知识产权体系。其燃料电池电堆产品采取金属板路线,现已开发出 80kW、100kW、120kW、150kW、230kW 五款车用燃料电池电堆,应用于商用车、公交车、BRT 和重卡等场景,客户包括东风、长城、中车、北汽、万象等,另有单堆 300kW 产品即将发布。此外,氢晨科技还开发有适用于叉车、船舶、发电等特殊场景的燃料电池电堆。


  氢晨科技在上海临港拥有 10000 台套 / 年的全自动氢燃料电池电堆产线,2021 年氢燃料电池电堆出货量排名国内第二。


  2022 年 5 月,氢晨科技全资收购催化剂和膜电极企业擎动科技,实现了电堆中核心部件膜电极的国产化替代。


  上海神力科技有限公司成立于 1998 年,主营燃料电池电堆及其测试设备的研发生产和销售,在燃料电池电堆方面拥有 178 项自主知识产权,现已累计完成 5 轮融资。由神力科技研发的燃料电池电堆类型为石墨板电堆,额定功率覆盖 10kW-150kW,运用于大巴,卡车,乘用车、固定式电站、船舶等领域,其中 SFC-BP9 系列可实现 -35 ℃无辅热低温冷启动,堆芯功率密度达 4kW/L,设计寿命超过 15000 小时。合作伙伴有上汽、上海大众、郑州宇通、北汽福田、中通客车、中国中车、上海申龙、苏州金龙、奇瑞、长城等主机厂。


  自 2018 年批量化交付以来,神力科技电堆累计出货量超过 100MW,年产能约 200MW,2021 年氢燃料电池电堆出货量 70MW,排名国内第三。


  2022 年 9 月,神力科技与三一氢能科技签署战略合作协议,双方将共同推进氢能和燃料电池商业化,并计划在未来三年内,共同推广不低于 500 台燃料电池系统的应用。


  爱德曼氢能源装备有限公司成立于 2016 年,是一家氢能源燃料电池系统供应商,产品包括金属双极板、膜电极、金属板电堆等。具备核心装备、核心零部件(双极板、膜电极)及系统自研自产的能力,开发量产了 30kW-233kW 电堆系列产品,完成共 8 次产品迭代,其中最新一代 233kW 单电堆燃料电池体积功率密度 5.18kW/L,已通过国家机动车检测中心强检,将应用于大载重重型卡车。


  截止 2021 年底,氢燃料电池电堆累计出货量 970 台套,电堆总功率超过 100MW,累计装车 770 辆。2021 年氢燃料电池电堆出货量排名国内第四。


  2022 年 2 月宣布完成超 4 亿元 B 轮系列融资,元禾重元和华控基金领投。


  江苏清能新能源技术股份有限公司成立于 2003 年,是一家大功率燃料电池电堆和系统供应商。主要研发及生产基地在中国,并在新加坡、美国、澳大利亚等地设有多家子公司。采用 " 钛板 + 石墨板 " 复合电堆,重点发展以商用车为主的燃料电池电堆及系统,出货产品以大功率为主,国外市场出货量占总电堆出货量 30%。由清能股份研发的第三代复合板水冷电堆, 单堆额定功率达 250kW,体积功率密度 4.7kW/L,低温自启

集流板绝缘板紧固件
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