氫能：“21世紀(jì)的終極能源”

       國際能源轉(zhuǎn)型一直沿著從高碳到低碳、從低密度到高密度的路徑進(jìn)行，而被譽(yù)為“21世紀(jì)的終極能源”的氫氣是目前公認(rèn)的最為理想的能量載體和清潔能源提供者。

氫能是一種清潔、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，可通過多種途徑獲取。且符合我國碳減排大戰(zhàn)略，同時有利于解決我國能源安全問題，是我國能源革命的重要媒介。

氫能的應(yīng)用可以廣泛滲透到傳統(tǒng)能源的各個方面，包括交通運(yùn)輸、工業(yè)燃料、發(fā)電等，主要技術(shù)是直接燃燒和燃料電池技術(shù)。

到2050年，氫能將承擔(dān)全球18%的能源終端需求，創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值，燃料電池汽車將占據(jù)全球車輛的20%-25%，屆時將成為與汽油、柴油并列的終端能源體系消費(fèi)主體。

2050年氫能在中國終端能源體系中占比至少達(dá)到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，其中交通運(yùn)輸領(lǐng)域用氫2458萬噸，約占該領(lǐng)域用能比例19%，燃料電池車產(chǎn)量達(dá)到520萬輛/年。

涵蓋燃料電池零部件端

目前在燃料電池系統(tǒng)、電堆環(huán)節(jié)，國產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量供應(yīng)，隨著膜電極國產(chǎn)化的逐步深入，燃料電池零部件產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。但產(chǎn)業(yè)鏈中空壓機(jī)、增濕器、氫氣循環(huán)泵、引射器等部件環(huán)節(jié)仍處于研發(fā)或小批量試制階段，持續(xù)引導(dǎo)國產(chǎn)化推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)獨(dú)立可控對成本下降意義重大。

空壓機(jī)

目前，兩級壓縮離心式空壓機(jī)由于優(yōu)勢明顯，經(jīng)過實(shí)際裝車驗證，在技術(shù)上較為成熟，是空壓機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用主流。但是，眾所周知，燃料電池系統(tǒng)功率增大，兩級壓縮離心式空壓機(jī)的功耗就會越大。在大功率趨勢下，為解決這一痛點(diǎn)，系統(tǒng)廠家及空壓機(jī)供應(yīng)商已集體將目光放在了采用透平能量回收技術(shù)路線的空壓機(jī)產(chǎn)品上。不過，現(xiàn)階段這類產(chǎn)品的技術(shù)還不夠成熟，市場上基本還沒有看到樣品。

空氣壓縮機(jī)的作用是將空氣增壓，為燃料電池提供適當(dāng)壓力的氣體，使得燃料電池的陰極側(cè)的壓力始終處于較為高效的區(qū)間。與一般的空氣壓縮機(jī)不同，燃料電池用的空氣壓縮機(jī)需要完全無油，以防止燃料電池催化劑中毒，影響燃料電池的輸出性能，并且還需要空壓機(jī)具有高流量、高壓比的特性。

增濕器

 燃料電池電堆在反應(yīng)過程中，質(zhì)子交換膜需維持一定的濕度以保證質(zhì)子交換膜處于合適的水飽和狀態(tài)，保持較高的電導(dǎo)，保持較高的反應(yīng)效率，因此要求反應(yīng)介質(zhì)需攜帶一定量的水蒸氣進(jìn)入電堆，這一步通常需要增濕器來實(shí)現(xiàn)，其重要性不言而喻。

“十年磨一劍”我司經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗，成功研制出增濕器的核心加濕材料，一種高分子復(fù)合材料中空纖維膜，目前公司已經(jīng)成功開發(fā)（10kW-120kW級）適用國內(nèi)市場的增濕器，先后通過了國內(nèi)多家客戶的測試，2021年已逐漸推向市場。

增濕器的作用是將空氣進(jìn)行加濕，以提升燃料電池的輸出性能，提升燃料電池的效率。

氫氣循環(huán)部件

氫循環(huán)部件主要有氫循環(huán)泵、引射器兩類，在實(shí)際使用中各有優(yōu)缺點(diǎn)。氫循環(huán)泵具有轉(zhuǎn)速及流量調(diào)節(jié)可控、實(shí)用性高等優(yōu)點(diǎn)，但存在噪音高、體積大、成本高、功耗大等缺點(diǎn)；引射器具備成本低、體積小、無寄生功率等優(yōu)點(diǎn)，但存在無法實(shí)現(xiàn)全工況覆蓋、普適性差等缺點(diǎn)。

本公司擁有渦旋式氫氣循環(huán)泵的技術(shù)與專利，使其設(shè)計出全球最前沿的無油渦旋式氫氣循環(huán)泵，通過精細(xì)的力平衡，使動、定渦卷之間的摩擦損失最小化，提高了產(chǎn)品的壓縮效率、穩(wěn)定性及使用壽命，直接減少氫氣循環(huán)泵的綜合使用成本。同時動、定渦卷的無頂密封結(jié)構(gòu)，避免了密封磨屑粉塵污染問題，成為最理想的氫氣循環(huán)設(shè)備。

氫氣引射器的作用與氫氣循環(huán)泵的作用類似，與氫氣循環(huán)泵的不同之處在于，氫氣引射器是純機(jī)械件，當(dāng)按照燃料電池堆的額定功率設(shè)計時，使得引射器只能在一定的工作區(qū)間內(nèi)起作用，尤其是燃料電池低功率時，引射器的作用較小。為解決該問題，可設(shè)計大、小兩個引射器配合使用，或者配合一合適規(guī)格的氫氣循環(huán)泵使用。

本公司自主研發(fā)組合分配引射器，利用不同大小引射器通過邏輯控制組合，加持全工況系統(tǒng)控制策略，可實(shí)現(xiàn)流量無級調(diào)節(jié)，避免目前市場上引射器適用工況窄的缺陷。且擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，利用機(jī)械引射結(jié)構(gòu)替代氫氣循環(huán)泵，從而減少做功、提升效率、降低系統(tǒng)成本、延長使用壽命。

氫燃料汽車：我國已進(jìn)入商業(yè)化初期

《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》指出，交通領(lǐng)域?qū)⑹菤淠芟M(fèi)的重要突破口，在商用車領(lǐng)域，2030年燃料電池商用車銷量將達(dá)到36萬輛，占商用車總銷量的7%（樂觀情景將達(dá)到72萬輛，占商用車總銷量13%）；2050年銷量有望達(dá)到160萬輛，占比37%（樂觀情景下銷量300萬輛，占比70%以上）。

      當(dāng)前我國燃料電池汽車已進(jìn)入商業(yè)化初期。

財政部、工業(yè)和信息化部、科技部等5部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，明確燃料電池汽車示范期間，將采取“以獎代補(bǔ)”方式，對入圍示范的城市群按照其目標(biāo)完成情況給予獎勵。

在補(bǔ)貼扶持期間，補(bǔ)貼后燃料電池汽車基本實(shí)現(xiàn)對標(biāo)燃油車平價，刺激市場化整車采購需求，推動產(chǎn)業(yè)邁出規(guī)?；谝徊?，進(jìn)入降本放量的良性循環(huán)，加速平價階段的到來。

因此，產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的政策扶持顯得尤為重要，政策扶持下產(chǎn)業(yè)進(jìn)入規(guī)模化-降本-開拓市場的良性內(nèi)循環(huán)，此外，持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步也將反哺解決各環(huán)節(jié)核心技術(shù)的成本制約，進(jìn)一步提升商業(yè)化競爭力。