全球观热点：清极能源钱伟：“谋局”燃料电池与制氢

“随着全球尤其是欧洲能源短缺形势愈发严峻，各国对于发展氢能产业的重视也提升到了一个新的高度，我国中长期规划的氢能目标也很明确。目前行业发展比较受制的是加氢站偏少，但建设也正在提速，我们要抱有耐心及信心。”清极能源董事长兼总经理钱伟博士在2022高工氢电年会发表主题演讲时表示。

(资料图)

钱伟认为，除了燃料电池以外，制氢也非常值得关注，未来都将是万亿级的市场。尤其是PEM制氢开发与电堆有相似之处，目前一些燃料电池电堆企业已经将目光转向了制氢领域，包括原来做燃料电池膜电极的企业也在转向PEM制氢膜电极，相信未来PEM制氢大有可为。

大规模制氢技术发展趋势

氢能将成为我国能源战略的重要组成部分，据保守估计，2050年氢能在我国终端能源体系占比约10%，2060年占比将达约15%。氢能纳入我国能源终端体系后，将与电力系统互补，共同成为我国终端能源消费的主体，带动形成十万亿级的新兴产业。

从氢能的制氢端来看，目前制氢方式有化石能源制氢（煤或天然气为代表的化石能源重整制氢）、工业副产氢（焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢等）、电解水制氢等。其中电解水制氢纯度等级高，杂质气体少，考虑减排效益，与可再生能源结合电解水制“绿氢”被认为是实现氢脱碳的最佳途径。

当前可再生能源电解制氢占据整体比例偏小，正在快速发展当中。根据相关预测数据，到2030年，可再生能源电解制氢占整体的比例也将进一步提升至15%；到2050年，可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体，占比约达70%。

这也将带动电解水制氢装备的极大发展。事实上，当前电解水制氢领域已经开始了一场“大变革”：一是瞄准电解水制氢设备市场的新玩家急剧增多；二是无论碱性电解制氢（ALK）还是PEM制氢，均向大标方、降低能耗及成本方向持续突破。国内还有一些企业在从事固体氧化物电解（SOEC）、阴离子交换膜电解（AEM）等新兴电解水制氢技术的开发。

对比各类制氢技术路线，当前国内碱性电解水制氢已经充分产业化，而PEM制氢处于初步商业化阶段，其他则处于实验室阶段。就目前展开商业竞争的ALK制氢与PEM制氢而言，它们在技术成熟度（比如制氢规模）、成本、出货量方面都存在一定的差异。

制氢规模方面，碱性电解槽单槽产能已达到1000Nm3/h以上，进入规模化示范应用，今年已经有多家企业推出1200Nm3/h及以上的电解槽新品，部分新品甚至可达2000Nm3/h及以上。而目前国内PEM电解槽制氢规模最大不超过500Nm3/h，尚未有大规模应用的案例。

价格方面，经过充分竞争的碱性电解槽价格在1500-2500元/kW；而PEM电解一方面使用了贵金属催化剂和涂层、钛基双极板以及较厚的质子交换膜，使得电解槽本身的成本较高，加上目前关键材料和技术仍需要进口，导致国内PEM电解槽整体的价格高达7000-12000元/kW。

出货量方面，2021年ALK制氢装备在国内的出货量远高于PEM制氢出货量，前者出货量约350MW，后者出货量约5MW。虽然短期内PEM制氢市场表现落后于ALK制氢，但PEM制氢与水电、风电、光伏（发电的波动性和随机性较大）具有更好的匹配性，依然被赋予了厚望。

“未来随着PEM技术的提升及成本的迅速下降，可以助力发电侧实现大规模制氢，市场前景非常广阔。”钱伟说，从我们的经验来看，PEM制氢开发与电堆开发有相似之处，甚至包括整个产业链都可以“互通”，原来燃料电池膜电极、设备厂商均可以切换支持PEM制氢的供应链配套，电堆企业进入PEM制氢领域也有不错的发展机会。

燃料电池技术及产品应用拓展

燃料电池应用场景包括交通运输、固定式发电、便携式电源等。其中交通运输是突破口，根据《 节能与新能源汽车技术路线图2.0》 制定的发展规划，到2025/2030年，氢燃料电池汽车的保有量将分别达到5-10万辆规模/80-100万辆，保有量的增长空间达十年百倍。

当前国内燃料电池商用车、大巴、客车、叉车、乘用车的确都取得了不同程度的发展，甚至燃料电池船舶、有轨电车等也都提上推广日程。燃料电池技术也突飞猛进，成本下降极快。但不可否认的是，燃料电池在交通领域的推广依然存在不少问题。

在年会现场，钱伟指出，原本示范群的目标是要打通产业链、全国一盘棋，但现实却是“国家有国家的政策，省有省的政策，市有市的政策，区有区的政策”，区域割据现象依然严重。比如很多权威专家、企业领袖提出要建设国家的氢能高速公路，在一些高速公路沿线建设加氢站，便于燃料电池汽车跨市运输，但时至今日没有成功。

示范群的构建目标是明确的，初衷是利于行业发展的，但目前还有很多工作需要做。“关注重点在于政策的落实及氢气价格的下降。”钱伟说，同时产业链企业要做好示范及数据积累，快速更新迭代产品技术，为日后更大规模的商业化推广做好准备。

从国外经验来看，除了交通领域外，固定式发电、共享单车、无人机、便携式电源等更多应用场景给燃料电池提供了发展空间。尤其是固定式发电市场广阔，国内企业的探索也已经开始。未来燃料电池万亿级的市场值得期待。

清极能源的“谋略”

清极能源在双极板设计、高比功率电堆设计与研制、引射型氢气循环系统方面拥有自己的核心技术，并自主开发高比功率、高效集成的燃料电池系统。公司自主研发HO系列电堆产品，功率范围覆盖10-150kW；已推出多个不同系列的燃料电池发动机动力系统，分别为E50、 E80、E100和 E120，功率范围覆盖56-120kW，满足公交、物流以及重载型应用。

公司燃料电池产品从2019年开始批量装车，配套车型包括4.5吨冷藏车、4.5吨厢式货车、9吨保温车、8.5米与10.5米城市客车、18吨洗扫车、18吨洒水车、18吨吸污车、18吨翼开启厢式车等。尤其在燃料电池物流车及环卫车领域，清极能源进展迅猛。

以环卫车为例，今年3月，氢装前行联合清极能源和长沙中联成功中标佛山市南海区瀚洁城市环境管理有限公司的燃料电池环卫车辆。这批车辆将全部搭载清极能源的E100燃料电池发动机系统。随后几个月，该批燃料电池环卫车陆续投运。

物流车方面，9月16日，清极能源与佛山市志豪物流有限公司、氢装前行汽车运营（佛山）有限公司签署合作协议，随后举行18吨氢能翼展车发车仪式，正式开启为志豪物流提供氢燃料电池物流车辆运营服务，推进乐从零碳示范物流园区园的建设运营。此外，清极能源还配套京东华东第一批氢能物流车投运，获得用户的高度认可，并已获得第二批订单。

针对固定式发电市场，清极能源推出了DE系列分布式能源系统，功率范围覆盖10kW-300 kW发电效率大于45%，热电联产效率大于85%，满足工业园区商业体等对热电联供、备用电源、固定式发电的需求。公司正在给氢能社区做分布式能源的方案。

针对电解水制氢装备市场，清极能源分别开发CE-A系列大功率碱性电解系统和CE-P系列中等功率的PEM电解水系统，产氢速率覆盖1-200Nm3/h，满足工业、化工、冶金、制氢加氢一体化站等场景的需求。

整体来看，清极能源以燃料电池电堆和系统的技术开发为立足点，专注燃料电池核心零部件和系统装备的技术创新，推动燃料电池气车的商业化应用，拓展燃料电池在固定式发电、热电联供以及备用电源等领域的应用，实现产业集群发展和产业链衍生，致力成为中国领先的氢能应用产业集团。

关键词： 燃料电池