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國内氫燃料電池産業發展現狀
國内氫燃料電池産業發展現狀
更新时间:2025-07-11 17:04:18

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國内氫燃料電池産業發展現狀(氫燃料電池突圍)1

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目前,絕大部分燃料電池汽車采用質子交換膜技術,質子交換膜的質量直接影響着電池性能、壽命及整車成本。近期,我國首條全自主可控30萬平方米質子交換膜生産線正式投産,實現了氫燃料電池核心部件國産化,意味着我國在質子交換膜高端産品領域有了自主生産能力,将由此推動我國燃料電池核心材料産業大步向前。

作為氫燃料電池核心部件,質子交換膜好比電腦的中央處理器,其質量直接影響着電池性能、壽命及成本。早期,我國所用的質子交換膜幾乎全靠進口,1平方米折合20多克,價格堪比同等重量的黃金。而今,僵局被打破。

近日,我國首條全自主可控30萬平方米質子交換膜生産線在武漢投産,這也是該領域目前技術最先進、一次性成膜最大的生産線。“項目打破了市場長期被國外廠家壟斷的局面,達産後可同時滿足2萬輛氫燃料電池汽車的用膜需求,也可用于固定式電站、備用電源、無人飛機等其應用場景。”國家電投氫能公司武漢綠動總經理劉真介紹。

實現燃料電池關鍵材料和零部件國産化、批量生産,有助于大幅降低整車成本。記者了解到,以上述項目為代表,國産化力量正在加速突圍。

性能更優的同時,價格較國外同類産品減半

目前,絕大部分燃料電池汽車采用質子交換膜技術,但要想兼顧高性能、長壽命與低成本卻非易事。自主生産、規模應用難在哪裡?

劉真告訴記者,現有的質子交換膜多采用全氟化聚合物材料合成,其穩定性好、壽命長,開發和生産難度卻很大,進而導緻成本高、售價貴。“相比之下,國内相關研究起步較晚,技術積累薄弱,産業鍊配套一度不健全、不成熟,特别是高品質的關鍵原料和工藝設備配套能力弱。若是批量生産,對工藝技術和裝備的專業化要求更高,加上前期投入大、回報周期長,很多企業往往動力不足,性能穩定的規模化生産難上加難。”

據了解,首條生産線實現多項突破。劉真舉例,通過采用先進高精度塗布技術和熱處理技術,可實現對質子交換膜塗布厚度的精細控制。先進的在線檢測及工藝過程檢測儀器,對質子交換膜的厚度、缺陷及瑕疵在線監測并實時反饋調整,可以有效提高批量化生産的一緻性,進而大幅提升良品率、降低産品成本。

“除了更高的均勻性,産品在幅寬尺寸有了更多選擇,可以生産厚度從8微米到20微米的質子交換膜。這是我們自己的産品,在質子電導率、氣體滲透率、機械強度等方面均相當或優于國外同類産品,價格卻隻有一半左右。”劉真稱。

中國科學院院士、武漢理工大學校長張清傑直言,質子交換膜成本對氫燃料電池發展有着重要影響,這一生産線的投産,意味着我國在質子交換膜高端産品領域有了自主生産能力,将由此推動我國燃料電池核心材料産業向前大步邁進。

産業鍊不能多而不強,自主化不是重複建設低質産能

在此基礎上,行業需要更多突破。“實現燃料電池關鍵材料和部件的國産化批量生産,就能大幅降低燃料電池發動機成本,進而降低整車價格。”早前在接受記者采訪時,中國工程院院士衣寶廉就表示,我國在整車、系統等方面早有布局,但零部件企業相對較少,尤其是核心部件、材料及其配套工藝相對滞後。“諸如空壓機、氫氣循環泵等設備,國内雖有企業介入,但大部分關鍵零部件仍依賴進口,無形中增加成本。”

多位人士證實,目前,電解水、氫氣純化等制氫環節基本不存在“卡脖子”問題,但産業鍊中下遊國産化率仍待提高。“準确來說,很多設備不是完全做不出來,而是批量生産的可靠性、穩定性面臨挑戰。比如,精密調節、快速響應、穩定輸出以及故障率等方面,目前還有較大改善空間。自主化不是低質量産能的重複建設,而要朝着高質量方向發展。”浙江鋒源氫能科技有限公司董事長王海峰表示。

國家電投科技與創新部相關人士也稱,近年來,國産化進程加速,但氫燃料電池關鍵材料及部件“卡脖子”問題尚未完全解決,比如碳紙等關鍵材料仍未實現國産化,電堆和系統的可靠性、耐久性未得到充分驗證。“氫燃料電池技術标準、檢測體系也不夠完善。産業發展趨于同質化,集中表現在産業鍊企業多而不強。”

全國燃料電池及液流電池标委會副秘書長盧琛钰稱,産業發展前期,核心設備與關鍵材料的研發投入相對欠缺。要麼真正有實力、有創新能力的企業,缺乏更大更好的平台及資金支持;要麼資金雄厚的大企業,往往更重視應用端投入,對材料和部件的重視程度不夠、投資力度不足。

部分技術實現領先,全面實現國産化批量生産可期

上述人士透露,包括武漢在内,國家電投還将在華北、華東、東北等區域建設産業基地,計劃形成年産萬套燃料電池電堆及催化劑、膜電極、雙極闆等關鍵材料部件的自動化産線。除了質子交換膜,該公司還将推進催化劑、膜電極、雙極闆等關鍵材料和部件的研發,在功率等級、功率密度、環境适應性、耐久性等方面達到國際先進水平。

“事實上,部分國産化技術水平已經達到、甚至超過國外商業化産品,下一步是形成大批量自主生産技術。因此,亟待加強上述關鍵材料核心部件的技術轉化,加快形成具有完全自主知識産權的批量制備技術、建立産品生産線,全面實現關鍵材料核心部件的國産化批量生産。”衣寶廉表示。

這一觀點得到盧琛钰的贊同。“不可否認,我們的國産化進程顯著,部分質子交換膜、催化劑實現了小批量應用。但從整體看,國外産品仍占據較大市場。提升電堆和系統設計能力,對相關核心材料、部件的要求更加細化;生産及測試裝備的能力、精度進一步提升;充分考慮如何将實踐所獲得的數據反饋到研發和工程化過程中,并且逐步優化——這些都是亟待補齊的短闆。”

上述人士提出,在推動技術轉化應用的同時,可構建協同創新機制和合作交流平台,加強科研機構、院校、企業等多方合作,鼓勵企業對突破性研究成果開展“先行先試”。同時構建政策保障體系,制定氫燃料電池技術及裝備中長期發展規劃,做好系統的頂層設計。

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