我国在氢能制备、储运、基础设施建设等方面已取得多个突破性进展。技术方面,已掌握一批电解水制氢装置、储运设备和燃料电池等先进技术;氢制取方面,绿氢项目在华北和西北等地在积极推进,电解水制氢成本稳中有降;应用方面,长三角、粤港澳大湾区、环渤海三大区域氢能产业逐步呈集群化发展态势等。
这种局面的形成,得益于政策推动,更得益于产业链企业的不懈努力。产业链企业持续进行产品的创新迭代,是产业稳健前行的关键。在国内产业链企业中,苏州云帆氢能科技有限公司(简称“云帆氢能”)值得一提。
一方面,其从创立到现在,以钛金属双极板研发与制造为基点,不断进行核心产品的创新延展,现已形成PEM电解水双极板组件、燃料电池双极板组件、AEM电解水双极板组件三个产品线,实现全场景、全功率覆盖,在行业极为少见;一方面,其推进技术降本,产品价格实惠,性能稳定,在行业已成为众多客户的第一选择。据悉,今年上半年,该公司PEM电解水双极板和小型燃料电池双极板的销量是去年下半年的3倍!
新品迭出
云帆氢能是国内少有的专注于钛金属双极板研发与制造的科技型企业,位于苏州吴江,现已建成钛金属双极板生产线,拥有完整的成型、焊接、镀层、密封、测试能力。公司在业务模式上既能够为客户提供标准板型双极板产品,还可提供产品开发服务和代工服务。
2024年以来,氢能应用多元化的特点进一步显现,针对这种形势,云帆氢能根据市场需求,在产品创新上花大力气,巩固核心竞争力,连续推出多款新品。
上半年,云帆氢能推出了覆盖1~5kW的AP061系列的闭式风冷双极板。开式风冷板的低温特性和耐久性不是特别好,在无人机、三轮车、备用电源场景的投放和应用范围受到了限制;而闭式风冷双极板在这两个特性上明显优于开式,而且具有性价比优势,同样与国内头部的膜电极厂家配合,开式的燃料电池双极板功率密度约为0.6W/cm²,但闭式的AP061的功率密度达到了0.82W/cm²,优势非常明显。
“经过半年左右的推广和迭代优化,产品已日趋稳定,成为众多客户的第一选择,市场反应很好。”云帆氢能董事长刘建飞透露。
此外,基于AEM兼具ALK的低成本和PEM的高性能,被业界所看好,布局企业越来越多。云帆氢能还推出了两款AEM双极板——P031和Q101,现在已开始配合部分实验室和新进创业团队验证AEM的技术路线和零部件。刘建飞表示,虽然AEM在价格和耐久性上当前优势不大,但是发展速度很快,公司也在全力支持客户的发展,下半年会投入更多的资源优化产品、服务客户。
在材料方面,云帆氢能自主开发的PEM电解水用变密度扩散层也已经开始给重点用户送样测试,公司会针对PEM电解水行业从纤维选择、工艺控制、微孔层制备、镀层优化几个方面定向优化产品,将为行业用户提供一款性能优异、价格便宜的扩散层,进一步为用户提高性能、降低零部件成本。
伴随燃料电池在飞行器方向应用越来越多,今年年底,云帆氢能还计划推出专门为大型载货和载人飞行器开发的闭式风冷燃料电池双极板,单堆最高支持到30kW,通过多堆并联可以实现燃料电池在吨级载货和载人飞行器上的应用。“燃料电池在飞行器上相对于锂电池和发动机具有明显的质量优势,非常看好这个方向,今年也投入了大量的人力物力进行适配性研发。”刘建飞告诉高工氢电。
整体上,云帆氢能已经基于钛板碳镀层推出了八款燃料电池双极板组件,基于钛基一体化技术推出了五款PEM电解水极板组件,基于镍基推出了两款AEM电解水极板组件,真正的做到了全场景覆盖,为客户提供丰富的产品选择。
产业新局
基于在产品方面的创新性与丰富性,2024年上半年,云帆氢能实现销售的大幅增长,特别是电解水双极板和小型燃料电池双极板,约是去年下半年的3倍。另外,其新推出的AEM电解水双极板组件,咨询的客户也越来越多,现在已接到多笔样品和实验订单。
对于氢能产业链各细分赛道的发展,刘建飞有深入思考与自己的判断。他指出,今年PEM电解水的市场明显打开了,尤其是10-40标方的PEM电解水需求旺盛。这是因为这类产品相比于碱性电解水具有了一定的性价比优势,它价格比碱性电解水仅贵10%~20%,但出口气体更加干净、随用随制,使用也更加的安全,在化工、医药、半导体等传统制氢市场已经有明显的增长势头。
另外,他表示,虽然PEM采用贵金属催化剂,这导致其价格更高,但好消息是,目前市场PEM电解水在以超预期的速度降本。
一方面是性能在快速提升。目前可以看到,PEM商业槽的额定点已经由10000A/m²提升到了20000A/m²,而实验室的小型槽已经提升到了30000A/m²,同样的材料,额定点翻一番,则单位功率的成本降低一半;另一方面,国产原材料在崛起,客户对于国产催化剂和质子交换膜认可度大幅提升,以和云帆氢能双极板配套的电解水膜电极厂家为例,采用国产催化剂和质子膜的订单已经超过了一半,预计未来还会继续提升。
此外,量产数量的增加使得各个零部件厂家进一步分摊了研发成本、模具成本、设备成本,产业链和制造过程的大幅优化使得双极板的降本幅度超过了40%。综上所述,云帆氢能预计明年下半年市场上将会出现大功率PEM电解水报价为碱性电解水三倍以内的订单,大功率PEM电解水的商业化通道将会逐渐打开。
“PEM电解水设备的寿命客户一般要求是40000~60000小时,所以产品的研发和验证阶段很长,这在一定程度上体现出PEM的商业化速度似乎比较慢,但实际上并不慢。从今年的招投标来看,在大型项目中采用碱水和PEM搭配的技术格局已经越来越多地受到客户认可,随着PEM电解水的进一步降本,预计碱性为主、PEM为辅,相互搭配的市场格局将会成为主流。”刘建飞判断。
而对于AEM的发展,他表示,AEM发展很快,但受限于研发和验证周期的影响,这种技术还需要更多的时间才能赶上来。不过由于PEM在小功率的电解水设备上已经相对于当前的碱性电解水设备具有性价比优势,因此AEM在小功率电解水设备上的突破会更加的艰难,AEM需要尽快的做到大标方,这样的竞争策略可能是更好的,我们也在密切注意AEM电解水技术的发展,全力支持电解水设备厂家的研发与技术迭代。