氫循環(huán)系統(tǒng)市場規(guī)模多大?
對于燃料電池發(fā)動機這個心臟來說,作為“血液”的氫氣是否能高效循環(huán)反應,是動力能否順暢輸出的關鍵,而氫循環(huán)模塊就像是一個“起搏器”,是氫燃料電池發(fā)動機的關鍵技術之一。
現(xiàn)階段氫循環(huán)產(chǎn)品主要有氫氣循環(huán)泵、氫氣引射器等產(chǎn)品,系統(tǒng)廠家根據(jù)各自產(chǎn)品的設計需求,有單純采用氫循環(huán)泵的,也有部分廠家采用氫氣引射器,還有部分系統(tǒng)供應商并未采用氫氣循環(huán)系統(tǒng)。
2020年國內(nèi)氫循環(huán)系統(tǒng)有引射器和氫循環(huán)泵兩種產(chǎn)品,其中氫循環(huán)泵是主流,引射器使用量有所增長。近期,高工產(chǎn)研氫電產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)正式發(fā)布的《2021年中國氫電產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍皮書(1.0版)》顯示,引射器的使用量約占氫循環(huán)系統(tǒng)出貨量的11%左右。
從市場規(guī)模來看,2020年國內(nèi)氫循環(huán)系統(tǒng)的市場規(guī)模預計為0.41億元,同比2019年下降了63%,下降原因主要是出貨量減少和氫循環(huán)泵價格的下降。
2019年國內(nèi)氫循環(huán)泵主要由德國普旭供應,價格為3萬元/臺。2020年,隨著國內(nèi)氫循環(huán)部件供應商東德實業(yè)、蘇州瑞驅(qū)、浙江宏昇的市場放量增加,氫循環(huán)部件的國產(chǎn)*大增的同時,也推動價格的大幅下滑,2020年氫循環(huán)泵的價格已經(jīng)降到1-2萬元/臺之間。
從布局氫循環(huán)的企業(yè)來看,在過去的一年里,國內(nèi)氫循環(huán)企業(yè)迅速上量,已經(jīng)通過產(chǎn)品的性價比和服務的快捷及時取代了國外產(chǎn)品的主導地位,隨著氫循環(huán)部件國產(chǎn)化替代的加速,2020年,此前一直在國內(nèi)占據(jù)主導地位的德國普旭基本退出國內(nèi)市場。
從2020年開始,一批you秀的氫循環(huán)部件企業(yè)在推動氫燃料電池關鍵部件的國產(chǎn)化進程中起到重要作用。
按照技術路線的不同,國內(nèi)企業(yè)涉足氫氣循環(huán)泵的還有東德實業(yè)、瑞驅(qū)電動、雪人股份、漢鐘精機、南方德爾、濟南思明特、浙江恒友、伯肯子公司北京蘭天達等;而涉足引射器的公司則主要有鸞鳥電氣、浙江宏昇、未勢能源等企業(yè)。
資料顯示,成立于2017年的東德實業(yè),是國內(nèi)早專注于氫燃料電池關鍵零部件空氣壓縮機和氫氣循環(huán)泵產(chǎn)品的企業(yè)之一。2019年,東德實業(yè)的氫氣循環(huán)泵產(chǎn)品就開始對外銷售,目前已經(jīng)服務了30多家國內(nèi)外客戶,在國內(nèi)的*較高。
而過去的一年里,引射器作為氫循環(huán)模塊的重要路線取得了較大的突破,特別是在實際應用過程中得到市場的認可,鸞鳥電氣、浙江宏昇和未勢能源等企業(yè)的產(chǎn)品開始投向市場。
鸞鳥電氣的引射器額定功率引射范圍在10%-100%,已經(jīng)獲得國內(nèi)多家燃料電池系統(tǒng)廠商的青睞,后續(xù)將進入這些系統(tǒng)企業(yè)進行匹配驗證,目前公司已經(jīng)具備2000臺/年的制造能力。
“浙江宏昇開發(fā)的引射器適用于30-110kW的燃料電池系統(tǒng),可與共軌噴氫閥串聯(lián),達到2.0額定引射當量比。”浙江宏昇總經(jīng)理白金歌表示,公司已經(jīng)開發(fā)出不同系列的引射器產(chǎn)品,滿足不同客戶的需求,目前已經(jīng)實現(xiàn)對國內(nèi)系統(tǒng)廠商供貨。
與此同時,國內(nèi)的燃料電池系統(tǒng)公司也在自主研發(fā)生產(chǎn)氫氣引射器,多家企業(yè)已經(jīng)取得了重要進展,未勢能源就是其中的突出代表。
2020年11月,未勢能源展示了jing準匹配正向開發(fā)的“比例電磁閥+單引射器”的氫循環(huán)模塊,可有效彌補引射器的上述缺點,提升引射器性能效率,改善燃料電池內(nèi)部濕度分布,成功解決“卡脖子”難題,實現(xiàn)燃料電池發(fā)動機關鍵細分領域新產(chǎn)品技術攻關突破。
從技術路線來看,2020年國內(nèi)出現(xiàn)部分引射器和氫噴聯(lián)合的技術路線,同時在氫能重卡領域,則出現(xiàn)引射器聯(lián)合氫泵的技術路線。不同技術路線的選擇主要取決于氫燃料電池的應用場景,而當下處于主導地位的氫循環(huán)泵路線正面臨引射器的挑戰(zhàn)。
從工作原理來看,燃料電池系統(tǒng)中的氫氣引射器主要依靠其特殊結構設計來吸入電堆內(nèi)未反應完的氫氣,將其與新供給的氫氣匯合一起,形成較大的氫氣流量,重新供給電堆。
相比于氫氣循環(huán)泵,引射器無移動部件、結構簡單、運行可靠,而且無寄生功率,是實現(xiàn)燃料電池氫氣循環(huán)利用的理想裝置。
“引射器da優(yōu)shi在于節(jié)省能耗,并且引射器的體積能做到氫氣循環(huán)泵的三分之一,但實際成本還不到氫氣循環(huán)泵一半。”鸞鳥電氣總經(jīng)理陸路明表示,無論是從體積空間占比還是成本來看,引射器都具有獨到的優(yōu)勢。
不過,任何一種技術的發(fā)展并非一帆風順,就引射器而言,也存在需要解決的問題。
引射器在低功率負載下引射效果不佳。為彌補這一缺陷,從而能夠覆蓋PEMFC系統(tǒng)的全部工作區(qū)間,國內(nèi)外都在探索采用增加引射器移動部件或采用引射器與循環(huán)泵并聯(lián)的方法實現(xiàn)上述設計目標。
高工氫電還了解到,當下除了專業(yè)的氫循環(huán)模塊供應商,國內(nèi)包括清能股份、武漢泰歌在內(nèi)的等多家燃料電池系統(tǒng)廠商也在布局氫循環(huán)模塊領域,并且押注引射器市場。清能股份的引射器就已經(jīng)應用在自家多款燃料電池發(fā)動機上,并實現(xiàn)裝車運營。業(yè)界很看好引射器未來作為氫循環(huán)部件的發(fā)展前景,2021年*有望進一步提升。