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我國部分氫能技術已達世界先進水平,但多數(shù)停留在實驗室和樣品階段。因此,亟待加強關鍵材料核心部件的技術轉化,加快形成具有完全自主知識產(chǎn)權的批量制備技術,全面實現(xiàn)關鍵材料核心部件的國產(chǎn)化與批量生產(chǎn)。
“國外一輛氫燃料電池汽車的售價約在四五十萬元人民幣,我們購買一套燃料電池電堆就要花這么多錢。關鍵設備和材料的瓶頸不破,產(chǎn)業(yè)發(fā)展將大大受限?！?br/>
“目前,我們所用的燃料電池電堆是從加拿大直接采購,產(chǎn)品售價高、購買周期長。若能實現(xiàn)國產(chǎn)化且質量有保障,肯定愿意優(yōu)先考慮國內廠家?！?br/>
“在建設加氫站時,我們不是沒有試過國產(chǎn)裝備,但第一批用完,還是決定改用進口。成本雖高,但畢竟用起來更放心。”
……
近日在走訪中,多家企業(yè)主動向記者提及氫能裝備國產(chǎn)化的問題。其中,既涵蓋上游的儲氫、加氫及運輸?shù)拳h(huán)節(jié),也包括中游的燃料電池生產(chǎn)、下游的整車制造等企業(yè)。一邊承受著高昂成本,在一定程度上受制于人;一邊不得不依賴進口,即便國內已有產(chǎn)品,也不敢輕易嘗試——這不是一家企業(yè)的“煩惱”。多位業(yè)內專家證實,我國現(xiàn)已初步掌握氫能基礎設施、燃料電池及整車生產(chǎn)的主要技術,但關鍵裝備的工業(yè)化、本土化亟待加速,這也將直接影響我國氫能產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展。
國產(chǎn)裝備可靠性不足 生產(chǎn)企業(yè)偏少
中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2019版)》指出,與發(fā)達國家相比,我國“在氫能自主技術研發(fā)、裝備制造、基礎設施建設等方面仍有一定差距”。
以產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵一環(huán)——燃料電池為例,《白皮書》表示,工程化、產(chǎn)業(yè)化水平依然滯后。具體而言,“膜電極、雙極板、質子交換膜等,已具備國產(chǎn)化的能力,但生產(chǎn)規(guī)模較小;電堆產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好,但輔助系統(tǒng)關鍵零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為落后;系統(tǒng)及整車產(chǎn)業(yè)發(fā)展較好,配套廠家較多且生產(chǎn)規(guī)模較大,但大多采用國外進口零部件,對外依賴度高?！?br/>
在接受記者采訪時,中國工程院院士、中科院大連化學物理研究所研究員衣寶廉稱,我國在整車、系統(tǒng)等方面早有布局,但零部件企業(yè)相對較少,尤其是核心部件、材料及其配套工藝遲遲未能突破?！跋褓|子交換膜、空壓機、氫氣循環(huán)泵等設備,國內雖有企業(yè)介入,但與國際先進產(chǎn)品相比,可靠性、耐久性仍存在較大差距。大部分關鍵零部件依賴進口,無形中增加成本?！?br/>
對企業(yè)而言,“成本”表現(xiàn)得更為直接。一位不便具名的整車制造商告訴記者,其使用的電堆等核心部件,目前為加拿大進口,國內尚無產(chǎn)品可滿足要求?！斑M口成本高、周期長,售后服務也相對麻煩。若有質量可靠的國內產(chǎn)品,我們肯定愿意優(yōu)先考慮?！?br/>
類似情況,還發(fā)生在加氫站建設等其他環(huán)節(jié)。廣東國聯(lián)氫能技術有限公司總經(jīng)理王德新表示,早期建站時,國產(chǎn)裝備曾被作為首選。“但一批產(chǎn)品用完后,我們還是決定改為進口。并非國產(chǎn)設備一定不行,而是在使用中發(fā)現(xiàn),有的批次質量好,有的則差一些。進口裝備的成本能高出百分之七八十,但質量穩(wěn)定、有保障?！?br/>
“不過,采購成本雖高,進口設備的維修頻率低、使用周期長。看起來一次性投資貴,如果按照全生命周期折算下來,進口設備其實更劃算。至少目前,國產(chǎn)裝備還需要一定的成熟期?！蓖醯滦轮毖?。
量產(chǎn)工藝受限 缺乏反饋機制
國產(chǎn)裝備到底差在哪兒?
國家能源集團北京低碳清潔能源研究院新能源中心助理主任何廣利認為,目前在堿性電解水、氫氣純化等制氫環(huán)節(jié),裝備國產(chǎn)化率較高,基本不存在“卡脖子”現(xiàn)象。而在產(chǎn)業(yè)鏈中下游,依賴進口的情況相對突出。“準確地說,國內企業(yè)不是完全做不出,但要實現(xiàn)批量化生產(chǎn),一致性、可靠性還面臨較大挑戰(zhàn)?！?br/>
“比如催化劑、加氫槍、高壓閥門等,除了技術和材料因素外,批量化的生產(chǎn)工藝技術也非常重要。實驗室產(chǎn)品的性能或許可以,連續(xù)化的生產(chǎn)工藝卻不一定過關?！焙螐V利表示,技術攻關僅僅是第一步,進入產(chǎn)品階段,如何真正將技術轉化為生產(chǎn),且保證設備的性能好、成本優(yōu),可靠性及壽命達標才是難點所在?！罢f白了,大多數(shù)設備不是卡在實驗室階段,關鍵在于能不能實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn),也就是難在工藝技術?！?br/>
工藝技術受限,在部分業(yè)內人士看來,與下游市場也息息相關?！坝捎谄鸩酵怼⒔?jīng)驗少,國內裝備的可靠性尚未得到充分驗證。”北京中科富海低溫科技有限公司氫能技術研發(fā)主管雷靈龍?zhí)寡?在氫能產(chǎn)業(yè)興起之前,很多配套裝備并無太大市場,國內需求少,廠家自然不愿過多投入。久而久之,國產(chǎn)裝備與國際先進水平的差距越來越大。
此外,即便已實現(xiàn)投用的裝備,目前也未形成“反饋機制”。以加氫站為例,何廣利表示,美國、日本等地,均已建立起完善的數(shù)據(jù)收集及分析系統(tǒng)。一單出現(xiàn)問題,可及時反饋給技術開發(fā)方,進而有針對性地解決問題?！拔覀儗Υ酥匾暡蛔?更多還在采用‘土辦法’,設備壞了就更換,沒有深究到底為何壞了,是產(chǎn)品本身問題還是工況不合理,從而缺乏示范階段的反饋數(shù)據(jù),反過來難以促進裝備水平再提升?！?br/>
多位企業(yè)負責人還告訴記者,由于國產(chǎn)化裝備的標準、規(guī)范尚不健全,企業(yè)更多只能自行摸索與選擇。“如何評定一套設備的優(yōu)劣?在缺乏具體參數(shù)的情況下,只能選擇一些國際知名品牌?！鄙鲜鑫淳呙钠髽I(yè)負責人稱。
加快國產(chǎn)化進程 建立裝備自主化長效機制
“應該看到,我國的部分技術水平已達到、甚至超過國外的商業(yè)化產(chǎn)品,但多數(shù)停留在實驗室和樣品階段,還沒有形成大批量生產(chǎn)技術。因此,亟待加強上述關鍵材料核心部件的技術轉化,加快形成具有完全自主知識產(chǎn)權的批量制備技術和建立產(chǎn)品生產(chǎn)線,全面實現(xiàn)關鍵材料核心部件的國產(chǎn)化與批量生產(chǎn)。”結合現(xiàn)狀,衣寶廉呼吁。
衣寶廉還指出,目前,從部件到系統(tǒng)的評價檢測體系仍不健全,導致氫能產(chǎn)業(yè)全鏈條下的產(chǎn)品推廣嚴重受限。對此,亟待完善相關標準體系,建立完整、有效的材料、部件、系統(tǒng)等檢測體系,為產(chǎn)品應用提供基礎保障。
“比如在日本、美國,目前都有大型涉氫裝備的國家級測試中心,從安全到性能測試,涵蓋制氫、儲氫、加氫站、燃料電池等各個環(huán)節(jié)、各類設備。但在我國,這類專業(yè)中心少之又少。”何廣利進一步表示,對于氫能裝備而言,進入示范階段的批量生產(chǎn)是薄弱環(huán)節(jié)、共性問題?！叭绾巫龀鰜?、能工作,還要保持長期良好運轉、具備一定的競爭力,這是實現(xiàn)國產(chǎn)化的根本所在?！?br/>
對此,佛山環(huán)境與能源研究院院長趙吉詩也稱,整體來看,進口裝備已經(jīng)或更接近于完成示范應用、驗證、改進完善的過程,在穩(wěn)定性、一致性、系統(tǒng)匹配性等方面具有一定優(yōu)勢。但也要看到,國產(chǎn)裝備的售后更便利、價格更低廉,提高國產(chǎn)化率是降成本的必然選擇。為破除氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展“重技術、輕裝備”的局限,一方面要持續(xù)支持技術創(chuàng)新,加快國產(chǎn)化裝備的商業(yè)化應用;另一方面,采取措施鼓勵國產(chǎn)裝備的應用推廣。“任何一種技術或裝備的成熟,都要經(jīng)過長時間的示范應用、驗證、改進完善,逐步發(fā)展成熟,這一過程需要供需兩方齊心協(xié)力。”
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