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氢燃料电池市场逆势增长 骥翀氢能打造自主可控的电堆“飞轮”

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据中国汽车工业协会数据,作为氢燃料电池最重要的应用领域,氢燃料电池汽车2023年第一季度的产销整体发展放缓,业界认为伴随补贴的逐步减少,行业马太效应将更加明显,并进一步加剧氢燃料电池领域的竞争。

全球视角下,作为燃料电池之“心”,氢燃料电池电堆技术的竞争也已进入白热化阶段,美国、日本等国已在该领域持续投入多年,具备一定的技术与市场优势。我国如何能够在实现核心技术自主可控的同时,将相关领域做到世界级水平,成为从业者面临的巨大挑战。

在此背景下,尽管部分企业逐渐被行业淘汰,但真正掌握核心技术的企业却带来了更出色的“成绩单”。“行业会挤出水分优胜劣汰,但掌握核心技术的企业会发展的更好。”骥翀氢能创始人、董事长付宇说。这位国内首个金属板电堆产品开发负责人,不仅带领企业完成了在单堆功率、功率密度、无辅助低温启动等性能指标实现行业突破的MH170金属板电堆的开发,更是在2023年上半年实现了公司氢燃料电池电堆产量的逆势增长,较2022全年销量翻了三倍。这家成立5年的企业究竟如何实现一次又一次行业突破,并转动起自主电堆的“飞轮”?又是如何在竞争激烈的行业内找出企业发展的“破题点”?

苦练内功,量产领先行业的秘密

张家港,骥翀氢能工厂产线,现场工人身着防护服站在无尘车间,正井然有序地组装骥翀氢能MH170电堆产品。

“目前产能已经排满,我们正在加班加点赶进度。”江苏骥翀氢能总经理黄利虎介绍道,骥翀氢能张家港工厂占地面积5800㎡,年产能200MW,这里不仅是目前国内氢燃料电池金属板电堆瞬时产能最大的工厂,并且实现了产业链100%核心自主可控。“装配产线生产的电堆,偏差在0.1毫米以内,在当前国内同行业处于领先水平。”黄利虎提到,为实现这一目标,张家港工厂自2021年项目开工以来,便不断进行全面调整和优化,并在2021年11月正式达到设计生产能力。

据介绍,这里的金属板激光焊接机、气密性检测机、涂层设备、密封粘接设备等都是由其全资子公司研发制造,目前产线已经进化到第五代,是目前国内少有的具备生产设备自主能力的燃料电池企业。正是由于从装备制造到电堆生产全流程的自主可控,骥翀氢能才能在短短两年时间里不断改进和升级产线,从而实现产能的快速提升。

伴随一批MH170电堆生产完成推向测试区,黄利虎指向一个圆柱体储氢罐,介绍起骥翀氢能在张家港设立工厂的原因。“张家港氢能产业起步较早,产业链也较为完善。”作为苏州市乃至江苏省氢能产业发展的核心地区之一,其涉氢企业众多。除氢燃料电池整车产业外,基本覆盖了制氢、储氢、运氢以及用氢等各环节。目前,张家港已有70辆氢能源公交车运行,其中部分采用骥翀氢能生产的电堆产品,骥翀氢能电堆产品在能耗表现、低故障率等方面均获得市场认可。

另一方面,骥翀氢能不仅实现产量持续突破,新品研发也进入加速阶段。作为骥翀氢能当前主要产品,MH系列电堆采用国际主流的金属双极板技术路线,具有单堆功率大、比功率密度高、低温自启动能力强、寿命与可靠性高、量产成本低廉等优势。MH170单堆功率目前已达到216kW,MH290单堆设计功率260kW,不仅能够适应-39℃以下的极低温环境,且基于当前主流膜电极原材料体系可在商用车上能达到15000小时使用寿命,其性能指标处于行业前列。

产品与性能获得行业认可的背后,源于团队扎实的创新能力和丰富的行业经验。骥翀氢能核心成员均来自于有“中国燃料电池摇篮”之称的中科院大化所。团队不仅参与过863、973等国家重点项目,还作为核心成员主导了第一代和第二代国产电堆的产品开发工作。这样的团队,让骥翀氢能有底气去挑战行业顶尖技术,也让他们有勇气将产品持续推向市场。

过去三年时间里,骥翀氢能“苦练内功”,在江苏张家港、河南新乡、河南洛阳和北京等地为实现产能突破进行产线升级与技术探索,已实现张家港城市公交、河南新乡环卫用车及多个客户在全国各地的交付落地。目前,颇具未来感的“无人化”工厂已经在新乡和洛阳同步落地中,预计今年年底到明年上半年完成全线贯通,将进一步提升产品市场竞争力。

转动“飞轮”,持续打造领先优势

著名管理学家吉姆·柯林斯所著《从优秀到卓越》一书中曾提到“飞轮效应”:为了使静止的飞轮转动起来,一开始必须使很大的力气,每转一圈都很费力,但达到某一临界点后,飞轮的重力和冲力就会成为推动力的一部分,这时无须再费更大的力气,飞轮依旧会快速转动,而且不停地转动,这就是著名的“飞轮效应”。

对骥翀氢能而言,自主可控的氢燃料电池电堆正是其“飞轮”核心。作为金属双极板领域处于业界领先,也是为数不多打通金属双极板电堆产业链的企业,骥翀氢能耗时多年时间,掌握了金属双极板电堆从研发、装备制造到量产的全自主产业链,将产品设计、工艺设计、生产制造等优势结合在一起,推动产品核心竞争力进一步在市场应用中得到释放。

其次,通过持续不断的涂层技术创新,彻底解决了金属板电堆寿命短板,构建起电堆技术壁垒。骥翀氢能研发出的第四代燃料电池金属板涂层技术——“乌金涂层”成功将燃料电池金属双极板腐蚀电流降低到5μA/cm,而目前行业中相同测试环境下的双极板腐蚀电流水平为50~300μA/cm,这意味着骥翀氢能将双极板寿命提高到了30,000小时以上,大大降低了成本,并处于业界领先水平。

同时,通过核心装备自主可控,骥翀氢能成功“跨越鸿沟”,实现了从实验室走向产品规模化、商业化的关键一步。通过全资子公司自主研发的自动激光焊接机、气密性检测机、涂层设备、电堆自动装配设备等核心装备,不仅打破了相关领域被“卡脖子”的挑战,更为企业不断升级产线,掌握市场主动权发挥了至关重要的作用。

另一方面,以自主可控的电堆核心技术,骥翀氢能实现了跨行业布局,从“双碳”视角破解氢能行业发展难题。当前,骥翀氢能在交通运输领域已实现渣土车、水泥搅拌车、城市客车、市政环卫车、重卡等车型的应用验证。同时,面向5G通讯站、工厂、医院、研究站等对维护业务、设备不间断运营要求高的场所,研发出燃料电池固定电源。而在无人机、小型移动电源等更多领域,骥翀氢能也进行着相应规划布局。

骥翀氢能以氢燃料电池电堆为“飞轮”的核心,从战略层面持续“落子”,布局全国,让“飞轮”持续转动。“首先要具备氢源及加氢基础设施,其次要有具体的应用场景和真实需求,最后还需要产业链上下游配套,同时要考虑地方政府对行业的认知和支持。”骥翀氢能创始人、董事长付宇博士表示,骥翀氢能根据这些因素进行了大量调研和准备,最终确定了上海、北京、江苏、广东、河南几个省份城市。如今,在行业发展不断被“挤水分”的当下,这样的前瞻布局正在帮助骥翀氢能不断拓展其边界,为企业奠定竞争优势。

以核心技术把握破局关键

2014年,亚马逊创始人贝佐斯在年度股东信中写下了这样一段话:“一个梦幻般的业务一般要有四个属性:一是客户非常有需求;二是它能成长到很大的规模;三是资本回报率高;四是它能抵抗时间——也就是能够存续很多年。当你找到这样一种业务的时候,你应该把他紧紧抓住不放。”

“双碳”背景下,氢能在绿色能源中的重要性愈发凸显,全球氢能产业正迎来真正窗口期。今年7月,中国汽车工业协会发布数据显示,上半年,我国氢燃料电池汽车累计产销量分别达到2495辆和2410辆,同比分别增长38.4%和73.5%。据预测,下半年,我国氢燃料电池汽车保有量可突破2万辆。

据中商产业研究院统计,燃料电池电堆,在燃料电池系统中的占比约为65%。而据Frost&Sullivan预计,全国燃料电池系统市场规模到2030年有望突破千亿元。在付宇看来,氢燃料电池的行业爆发拐点将至,关键点在于谁能在补贴退出之后成功实现性能-价格两方面的持续领先。这样的高要求将淘汰掉不具备自主可控核心技术的企业,而对于骥翀氢能来说,凭借强大研发能力以及对于市场的持续布局投入。未来,骥翀氢能将继续以电堆技术作为“飞轮”核心,以多领域、多地区的全方位布局,带动更多行业快速发展。

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编辑:敬之