未势能源总裁陈雪松:燃料电池技术和产品已经成熟了

未势能源总裁陈雪松:燃料电池技术和产品已经成熟了
2023-04-13 13:06:43 识基荟

4月10日,以“H POWER DAY”为主题的未势能源2023年度发布会全球直播,会上连续推出了3款核心产品,包括液氢产品——“木星”车载液氢储氢系统;气氢产品——第二代75MPa-57L Ⅳ型储氢瓶;大功率电堆——“300+kW膨胀石墨板电堆”,并大力布局液氢市场。

作为长城控股氢能赛道主体,未势能源自2019年开始独立市场化运营起已完成累计近15亿元A、B轮融资。公司拥有氢电(HE)、电堆(HS)、储氢(HP)三大核心自主技术平台,产品涵盖了氢燃料电池系统、车载储氢系统及核心关键部件。此次产品发布会推出的三款核心产品也均由未势能源自主研发。

此次发布会上,未势能源总裁陈雪松博士表示:“我们坚持‘产品为矛’,赋能终端应用与生态链发展。通过前瞻布局液氢技术,实现‘液氢+气氢’双技术路线布局,从而破除长途运载工具减碳障碍,推动氢能重卡从中短途运输向长途运输进阶,并不断向船舶、工业、建筑等领域延伸,全面拓宽氢能多元化场景应用边界。”

作为在氢能行业耕植超20年的行业老兵,陈雪松博士近日在未势能源位于上海嘉定的总部园区对香橙会研究院表示,在行业的发展中,大家遇到的困难不是产品本身,而是场景被客户认可,必须从客户需求的角度来看待自家产品的竞争性。

我们也同陈雪松博士基于此次发布的新产品和未势能源的液氢战略布局以及行业未来发展的视角展开了深入交流。

1

为何布局液氢

“相较于高压气态储氢,液氢在加注时间和车辆最终行驶距离上具有明显优势。从能量密度来看,是当前普遍使用的35MPa高压气态氢能量密度的约3倍左右。从加注时间来看,液氢加注能够实现10分钟80kg的加注量,对应车辆续航里程1000公里。”

基于未势能源新产品“木星”车载液氢储氢系统为何前瞻性布局液氢这一问题时,陈雪松博士表示对液氢的布局是基于对未来商用车大规模使用所必需高能量密度的能量储存这一问题的前瞻性考量。

相较于高压储运,液氢储运具有运输成本低、氢纯度高、计量方便等优势,更适合大规模部署和输运,可以在很大程度上保证氢燃料电池产业所需的氢源。

“我们认为长城集团早期对液氢的研究布局是正确的选择。当前未势能源在液氢方面已经拥有充足的技术储备,包括液氢工厂、液氢加氢站、车载液氢系统等包含了液氢的制、储、用等诸多关键环节。在车载液氢系统这块,已通过跌落、振动等试验验证,当前已经搭载长城汽车‘新长征1号’液氢重卡进入路试阶段。基于这些已经积累的优势,未来市场需求一旦打开,未势能源的产品也将迅速推向市场。”

从商业化场景来看,在美欧日韩这些西方国家中,液氢技术已经比较成熟。此外,液氢商业化应用也已经普及,在其已布局的加氢站中,液氢这一储运形式占比已达60%。

不过,陈雪松博士也坦言:“相对而言,从发展步骤来说,国内液氢还处于萌芽阶段。如何把液氢在国内做成可商业化的产品还需要国家层面和行业层面共同讨论。”

香橙会研究院了解到,液氢的商业化利用当前还存在一些障碍,比如在政策方面,液氢尚不能民用,主要还是应用在航空航天领域,国外并没有这方面的限制。另一方面,液氢还需要实际案例来证明其可靠性和安全性以及其比较优势。“不过如果相应的团体标准和国家标准能够出台,液氢的商业化可能会在随后的3-5年内到来,而且未来长距离运输场景的应用也将成必然趋势”,陈雪松博士也给出了自己的判断。

这些障碍消除之后,长距离重卡运输场景也会有液氢加氢站的需求。据悉,未势能源此次发布的“木星”车载液氢储氢系统,也正是面向长途重载应用场景打造,该系统单瓶储氢质量高达80kg以上,液氢系统质量储氢密度≥8wt%,10分钟即可加注完成,能够更好的满足港口、矿山、钢铁、电力、重工业等场景下长途重载的运输需求。

未势能源“木星”车载液氢储氢系统

“未势能源自身的商业化节奏目标也是希望能够在3-5年内证明其产品的安全性、可靠性和比较优势。一旦未来国家层面展开推广,未势能源也能够占据先发优势。”陈雪松表示。

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领跑高压气氢

高压气氢是当前行业的主流储运形式,未势能源也在高压气氢的路线进行了垂直开发,包括Ⅳ型瓶、瓶口阀和减压阀等关键部件产品。陈雪松博士也在访谈中自信的表示:“在这一块我们是处于国内领先地位的,我们的产品性能已超越国外同类产品。”在过去,包括70MPa的瓶口阀和减压阀在内的产品都被外国企业所垄断,这也导致这类产品在国内价格超高,未势能源此类产品在设计上的先进性也使得这类产品国产价格降至千元级。在成本上具有很大竞争力,符合关键产品的国产化要求。

从此次发布会公布的产品性能数据来看未势能源此次发布的第二代70MPa-57L Ⅳ型储氢瓶实现了关键核心技术100%自主可控、100%国产化,质量储氢密度达6.1wt%,超过美国能源部(DOE)设定的2025年质量储氢密度目标5.5wt%,综合成本降低20%,疲劳寿命实验已突破44000次,各项技术指标达到世界领先水平。据悉,其产线落成预计年底前将正式投产,覆盖乘用到商用车。

在聊到关于70MPa Ⅳ型瓶商用节奏时,陈雪松博士也分享了自己的观点:“70MPaⅣ型瓶商业化的限制在加氢站,当前主流的加氢站压力配置是35MPa,主要是在商用车这一块。即使车载储氢系统达到70MPa但是由于多数加氢站的最初设计不具备70MPa的加氢能力导致加注压力不能与车载储氢系统相匹配,这也会使得车的最终运行效率不及预期。不过,在乘用车这一场景,出于对空间利用率的考量,会是70MPaⅣ型瓶的主要应用场景。”

3

“金属堆+石墨堆”双线并行 拓宽多元化应用场景

为了实现商用车长寿命、低成本的目标,未势能源在加拿大专门成立了研发公司,经过两年多的技术攻坚,推出了300kW的大功率电堆,也是这次发布的另一个新产品“300+kW膨胀石墨板电堆”。从发布会上公布的数据来看,这款新产品关键零部件均已实现100%国产化,最高效率达到68%,峰值功率密度4.0kW/L,柔性石墨单板厚0.65mm,双极板的厚度1.3mm,设计寿命达30000小时,具有高效率、高功率、长寿命、高可靠性、高适配性等优势,综合性能指标均达到国际先进水平。

据香橙会研究院了解,当前燃料电池系统主要有金属板电堆和石墨板电堆两条技术路线。在乘用车领域金属板电堆的可行性已被认证,但是在商用车这块由于其有着长寿命、低成本的使用需求,金属板路线的镀层寿命就会成为一个问题。不同于一般企业的单技术路线,未势能源最初就确定了“金属堆+石墨堆”双技术路线并行的战略。

陈雪松博士表示此次推出的石墨电堆产品在解决金属堆镀层寿命问题的同时还能降低整个电堆的成本。

从资源端来看,国内石墨资源储量丰富,不会有类似锂电行业的能源金属短缺问题。不过从最终应用的角度看,在大功率电堆这块,到底是金属电堆路线更优还是石墨电堆路线更强尚未能下定论,未来还需要从成本、寿命以及效率等方面做全生命周期的综合评估。不过最终产品应用核心应该要基于行业和客户的真实诉求,未势能源的愿景也是希望能够通过不断驱动产品性能提升,推动氢能重卡从中短途运输向长途运输进阶,以物流运输场景示范效应带动多元化应用拓展,更好的帮助客户提升运营价值。在访谈中陈雪松也表示现在大家遇到的困难不是产品本身,而是场景被客户认可,必须从客户需求的角度来看待自家产品的竞争性。

访谈的最后陈雪松博士从整体产业视角分享了他燃料电池汽车产品的看法:“燃料电池汽车的产品其实已经成熟,以丰田和现代过去发布的车型来看,燃料电池乘用车在车辆性能方面,燃料加注时间、驾驶感受以及续航里程等都与传统油车相符。但是当前由于基础设施不完善的问题,使得燃料电池汽车推广速度较慢。”

从技术的角度看,燃料电池汽车的发展不成问题,不过某些零部件和产品的国产化应该做到‘具有竞争力的国产化’”,陈雪松博士强调。

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