氫燃料電池是否陷入了泥潭？

隨著電動(dòng)乘用車(chē)在歐美和中國(guó)市場(chǎng)收獲了龐大的市場(chǎng)份額，人們也開(kāi)始將電動(dòng)化的注意轉(zhuǎn)向更加大型的載具，比如卡車(chē)、采礦車(chē)和輪船等等。但目前沒(méi)有任何一個(gè)電力傳動(dòng)系統(tǒng)可以在兩個(gè)領(lǐng)域做到游刃有余，正因如此，氫燃料電池這種能源形式開(kāi)始進(jìn)入人們的視野。

像現(xiàn)代、豐田和通用等公司，都紛紛推出了各種大型氫能卡車(chē)，且不少?lài)?guó)家和地區(qū)也都開(kāi)始試水氫能巴士的方案。不過(guò)以目前的落地案例來(lái)看，以中重型場(chǎng)景居多，畢竟氫燃料電池系統(tǒng)如此大的尺寸，與乘用車(chē)有限的空間存在沖突。

這是否意味著氫燃料電池缺乏進(jìn)入最大市場(chǎng)的機(jī)遇，陷入了尋求生存的泥潭呢？并非如此，從各個(gè)氫燃料電池公司的最新動(dòng)向來(lái)看，他們?nèi)匀粓?jiān)信這種燃料電池能夠開(kāi)辟出自己的一番天地。

捷氫

在氫燃料電池系統(tǒng)中，最關(guān)鍵也最貴的一個(gè)組成就是電堆，占了整個(gè)系統(tǒng)60%以上的成本，且不少技術(shù)創(chuàng)新都集中在這一部分。去年10月，上海捷氫科技推出了氫燃料電池電堆平臺(tái)M4H和電池系統(tǒng)P4H，覆蓋30kW到230kW的功率。M4H電堆的額定功率為163kW，峰值功率更是可以達(dá)到198kW，峰值功率密度高達(dá)5.1kW/L。

M4H燃料電池堆 / 捷氫科技

M4H選用了目前主流的金屬雙極板，但捷氫科技聲稱(chēng)其具備高耐腐蝕性，可謂解決了金屬雙極板的一大痛點(diǎn)。氫燃料電池通常用到的鉑催化劑可以說(shuō)是電堆高成本的元兇之一，而M4H的鉑載量不到0.23gPT/kW，結(jié)合一級(jí)零部件的國(guó)產(chǎn)化，在系統(tǒng)成本上具備很大的優(yōu)勢(shì)。

基于M4H電堆的燃料電池系統(tǒng)P4H具有130kW的額定功率，在智能化控制算法的助力下，將壽命提升到了15000小時(shí)以上，并做到了50kW/s的快速響應(yīng)。

重塑

作為國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)的氫燃料電池廠商，重塑科技也在去年推出了面向中重型應(yīng)用的新品，鏡星十二+。該系統(tǒng)同樣做到了130kW的大功率，質(zhì)量功率密度也做到了702W/kg。這都要?dú)w功于重塑的ELECTRA電堆，其體積功率達(dá)到了4.4kW/L。

鏡星十二+ / 重塑科技

這樣的性能也讓重塑能源收獲了TüV萊茵為其燃料電池系統(tǒng)和電堆頒發(fā)的“性能指標(biāo)評(píng)估證書(shū)”。但鏡星十二+不僅在功率參數(shù)有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，領(lǐng)先競(jìng)品的耐久性也是一項(xiàng)亮眼的指標(biāo)，根據(jù)重塑的官方數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)的壽命高達(dá)30000小時(shí)，這對(duì)于中重型應(yīng)用來(lái)說(shuō)，有著不小的吸引力。

氫燃料電池的移動(dòng)發(fā)電

除了作為運(yùn)載工具的電池外，氫燃料電池公司也在探索別的應(yīng)用方向，比如通用旗下的Hydrotec。通用除了Ultium電池這張牌以外，還有氫燃料電池Hydrotec來(lái)補(bǔ)全其電池陣容。近日為了加快氫燃料電池的普及，通用汽車(chē)宣布將擴(kuò)大Hydrotec氫燃料電池+DC快充的商業(yè)應(yīng)用，推出基于第二代氫燃料電池的發(fā)電機(jī)，其中就包含了氫燃料電池移動(dòng)發(fā)電機(jī)。


Hydrotec氫燃料電池移動(dòng)發(fā)電機(jī) / Hydrotec

這種移動(dòng)發(fā)電機(jī)功率范圍在60kW到600kW之間，可以在無(wú)需擴(kuò)建電網(wǎng)或設(shè)立固定充電點(diǎn)的情況下給電動(dòng)汽車(chē)充電，非常適合那些僅需臨時(shí)電力的地方。據(jù)了解，這些移動(dòng)發(fā)電機(jī)能同時(shí)以150kW的功率給4臺(tái)車(chē)輛充電，單次充滿電只需20分鐘。除此之外，通用稱(chēng)其氫燃料電池發(fā)電機(jī)也可以適用托盤(pán)化的設(shè)計(jì)，用于軍事設(shè)施。

氫燃料電池的未來(lái)

盡管功率和功率密度已經(jīng)達(dá)到了較為理想的水平，電堆相關(guān)的突破仍未止步。比如上海氫晨新能源科技就在近日發(fā)布了230kW的大功率燃料電池堆，該電堆基于氫晨的H3技術(shù)，將功率密度推到了6.0kW/L的高度，這無(wú)疑為氫燃料電池探索船舶等領(lǐng)域提供了新的機(jī)會(huì)。

不少氫燃料電池廠商其實(shí)仍在商業(yè)化的初期，很多項(xiàng)目主要還是靠政府的補(bǔ)貼。雖然近年來(lái)燃料電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)把成本降低了一大截，比如低鉑載量的設(shè)計(jì)就大幅降低了電堆成本，但要想真正實(shí)現(xiàn)大范圍推廣，還是得進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)超低鉑載量，或者尋找其他可行的催化劑方案。

2021年，全球氫燃料電池汽車(chē)注冊(cè)量不到兩萬(wàn)輛，之所以普及率上不去，是因?yàn)闅淙剂想姵孛媾R的阻礙不僅僅是電堆這一環(huán)，還有制氫、儲(chǔ)氫和安全運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題。比如氫燃料電動(dòng)汽車(chē)落地的第一道坎就是充電難，以中國(guó)為例，全國(guó)的加氫站數(shù)量遠(yuǎn)不及充電樁。

雖然國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始在推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，但這其中的主要對(duì)象仍然是充電樁和換電站等，而加氫站的建設(shè)依舊處于落后的狀態(tài)，比如上海的目標(biāo)就是在2023年實(shí)現(xiàn)近100座加氫站，但2023年上海新建電動(dòng)汽車(chē)充電樁的目標(biāo)數(shù)量卻是超過(guò)5萬(wàn)個(gè)。氫燃料電池并非沒(méi)有未來(lái)，但從效率、成本和成熟度等多方面因素來(lái)看，現(xiàn)在的它只代表了諸多綠電技術(shù)中的一種未來(lái)。