回頭看過去走過的路是為了以后能走得更穩,走得更遠,復盤中國燃料電池電池走過的5年,既取得過令人興奮的成績,也存在種種困擾行業發展的問題。作為一名燃料電池行業的老兵也淺談一點自己的思考,希望能對政策制定者和正在埋頭“爬坡”的創業者帶來一點啟發。
首先,需要肯定的是,中國燃料電池產業取得的成績,5年的持續追趕,已經讓我們有了跟國際品牌同臺競技的能力和機會。
中國燃料電池,尤其是質子交換膜燃料電池,在過去五年得到了突飛猛進的發展,每千瓦電堆和系統的成本下降超3/5,單堆的功率達300kW,實現低于-50℃的無助低溫冷啟動,堆芯的體積功率密度超6kW/L,系統功率超250kW,系統的質量功率密度超0.8kW/kg,這些性能指標均處于國際領先水平。
在關鍵材料與核心部件國產化方面成績也很突出,空壓機、DC-DC、加濕器、電壓巡檢模塊、氫氣循環泵和引射器、測試裝備全部實現國產化,極板和膜電極均實現了年產超百萬片的自主生產,國產碳紙、質子交換膜和催化劑的試用力度也在逐漸加大,離批量化使用不會很遠。關鍵材料、核心部件、電堆和系統的設計、控制和加工制造技術和工藝水平顯著提升,可靠性和壽命得到明顯改善,燃料電池汽車運行幾萬公里基本不會出現大的問題。中國在這五年左右取得的成績令世人矚目!
燃料電池產業在國產化和降本方面取得成績的同時,也存在若干問題,只有解決了這些問題,才能促進燃料電池產業的良性發展。
現階段,燃料電池的市場推廣仍很艱難,主要原因包括成本較高、可靠性較差、基礎設施匱乏、車企積極性不高、資金回籠時間過長、政府支持力度不足、企業疲于應付。年產5千套燃料電池系統被幾十個單位一分,每個企業的年產量最多不超過幾百套,很難產生規模效應;靠技術進步降低成本這幾年雖然效果不錯,但很難持續下去,在量沒有明顯突破的情況下,后續降本的難度會越來越大。總體上看,主要存在三大問題:
其一,缺乏長期上路運行的數據和經驗積累。全國目前燃料電池累積裝車量雖然達到1.6萬輛,占全球總裝車量的20%左右,但實際上堅持長期跑的車不多,對各種問題的積累統計偏少,統計的問題也多局限于裝車過程中遇到的燃料電池系統和整車的匹配和調試問題,以及一些短期運行出現的問題,長時間運行后會出現的問題還沒有出現就停止了跑車運行,壽命還僅僅停留在“設計”階段,缺乏實實在在的數據。現階段,加氫站等基礎設施的匱乏導致加氫不便、氫價偏高,在完成補貼等要求的公里數后,車輛擁有者不愿繼續使用氫氣運行車輛,也就難以積累長期的運行數據。對于一個車企來說,一年裝幾百輛燃料電池車并不能給企業帶來多大的經濟效益,也改變不了企業的經營狀態,所以,車企主動嘗試燃料電池的動力不足。
其二,補貼發放滯后,企業資金壓力大,負重前行。現階段的情況是不論有沒有政府補貼,燃料電池系統企業都需要先行墊資,資金何時回籠甚至能不能回籠都是未知數,導致企業的現金流壓力很大,而且在質保期內更換電堆或系統還會帶來不菲的額外開銷。不論在不在3+2示范城市群中,地方政府雖然很想支持燃料電池的發展,但由于資金有限而花錢的地方又很多,地方政府在資金上對燃料電池行業的支持力度總體不大。
其三,城市群方案的實施,使得地方保護主義更加嚴重,絕大多數企業很難拿到訂單。企業要想拿到一點訂單還得先在當地建廠,建完廠后有沒有后續的訂單難以預測,資金何時回籠也不確切,等等,迫使一個小小的企業到處建廠或想辦法打一槍換一個地方,導致企業罵娘、政府失望、行業彷徨。
總體上看,燃料電池企業的生存壓力越來越大。目前這個行業沒有利潤可言,人才少,能解決實際問題的人更少,而能提出創新性想法的人寥寥無幾。不論是個人還是機構投資者,都是為利而來,而且希望獲利的時間越短越好,這是投資之常情,通過這幾年的了解,加之若干頭部企業上市連連遇挫,投資者已經很清楚短期內從燃料電池行業獲利很難,所以更不愿輕易下手。同時,行業內消息也是真真假假、虛虛實實,別說行業外的人,就是行業內的人也被搞得暈頭轉向。
誰將勝出?很明顯,是有資金、有資源的企業,即使由于某些原因使這些企業的效率和創新能力可能偏低,但他們可以通過時間和空間來換取強大的生存能力。對于先天不足的弱小私企,唯有立足務實創新,才能寄希望通過在某一技術方面的優勢獲得生存的空間和時間。
氫能是全球構建新能源體系必不可少的一環,燃料電池是利用氫氣發電的最佳方式,中央和地方政府對其都非常關注,兩者的未來一定都很光明,但還有很長、很艱難的路要走。
作者簡介
齊志剛博士在國內外燃料電池領域深耕近30年,對燃料電池從關鍵材料到系統控制集成都有深刻的理解和實際工作經驗,解決了若干關鍵難題,不少全球首創的技術和方法等已經實實在在地應用到了燃料電池的生產實踐中,并帶領團隊創造了燃料電池多旋翼無人機室外不間斷飛行331分鐘的世界紀錄和燃料電池堆-52℃無助冷啟動的世界紀錄。
他有10項美國和75項中國專利,出版1本個人專著《Proton Exchange Membrane Fuel Cells》,參與了國內外50余項燃料電池標準的制修訂,榮獲2021年度 IEC “1906 Award”。他是國際電工協會(IEC)燃料電池技術分會(TC105)AG1顧問組的召集人及MT101和WG304兩個工作組的召集人,中關村氫能與燃料電池技術創新產業聯盟專家委員會秘書長,及多個學術團體的委員。