由中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)(China SAE)和國(guó)際氫能燃料電池協(xié)會(huì)(IHFCA)共同主辦的2024國(guó)際氫能與燃料電池汽車(chē)大會(huì)暨展覽會(huì)(FCVC 2024)于6月4--6日在上海汽車(chē)會(huì)展中心召開(kāi),350+企業(yè)亮相展會(huì),1.2萬(wàn)專(zhuān)業(yè)觀眾參展。氫能觀察記者對(duì)戈?duì)枺ㄉ钲冢┯邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱(chēng)“戈?duì)枴保┻M(jìn)行采訪(fǎng),戈?duì)柷鍧嵞茉词聵I(yè)部亞太技術(shù)總監(jiān)汪志勇博士接受采訪(fǎng)。
突破“不可能三角”:以產(chǎn)品創(chuàng)新賦能客戶(hù)
戈?duì)柟驹?021年初組建了全新的清潔能源事業(yè)部。該部門(mén)著重關(guān)注三大關(guān)鍵行業(yè)領(lǐng)域:燃料電池、水電解以及儲(chǔ)能。在本次FCVC 2024,戈?duì)栒古_(tái)的展品主要分為兩個(gè)部分,一是燃料電池解決方案,二是適用于水電解的質(zhì)子交換膜。
GORE-SELECT?質(zhì)子交換膜是戈?duì)柣趀PTFE增強(qiáng)型復(fù)合膜技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)而開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利型質(zhì)子交換膜,兼顧高功率密度、高機(jī)械與化學(xué)耐久性、以及低氣體滲透率,廣泛應(yīng)用于市面上各種商用車(chē)、乘用車(chē)、叉車(chē)以及備用電源。在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),戈?duì)栔卣故玖似浜诵漠a(chǎn)品矩陣中的M765.08(8μm)與M775.15(15μm)兩款質(zhì)子交換膜。其中M765.08是市面上最薄的燃料電池質(zhì)子交換膜,在干燥條件下同時(shí)具備高功率密度與經(jīng)濟(jì)高效,適用于乘用車(chē)。汪志勇博士介紹道:“戈?duì)柌⒉皇菫榱俗霰《霰?,而是為了滿(mǎn)足客戶(hù)的需求,在提升性能的同時(shí)維持高耐久是戈?duì)栆恢币詠?lái)的優(yōu)勢(shì)”。而M775.15則在化學(xué)耐久性上有極大的提升,同時(shí)通過(guò)獨(dú)特的產(chǎn)品設(shè)計(jì)幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)高功率密度的需求。未來(lái),在降低重卡總擁有成本上,戈?duì)栂嘈臡775.15具有非常突出的優(yōu)勢(shì)。
戈?duì)栐诂F(xiàn)場(chǎng)還展示了搭載其超薄增強(qiáng)型GORE-SELECT?質(zhì)子交換膜的豐田第二代Mirai電堆,引來(lái)不少專(zhuān)業(yè)觀眾駐足觀看與討論。戈?duì)柕娜剂想姵刭|(zhì)子交換膜技術(shù)使這款電堆體積更小、性能更佳、經(jīng)久耐用且系統(tǒng)成本更低,成功助力第二代豐田Mirai燃料電池汽車(chē)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)性能。憑借該技術(shù),戈?duì)枠s獲了豐田汽車(chē)公司久負(fù)盛名的“工程技術(shù)獎(jiǎng)”。
另外,戈?duì)栐诒敬蜦CVC展會(huì)上展出其在水電解技術(shù)領(lǐng)域的重大創(chuàng)新——最新研發(fā)的80um增強(qiáng)型超薄質(zhì)子交換膜。這款產(chǎn)品是戈?duì)柪闷湓诂F(xiàn)有增強(qiáng)層材料方面的創(chuàng)新能力和工程制造優(yōu)勢(shì),將ePTFE材料應(yīng)用到電解水制氫領(lǐng)域所研發(fā)的。去年年底該產(chǎn)品在歐洲首發(fā)時(shí),已有一萬(wàn)小時(shí)以上的應(yīng)用驗(yàn)證,且性能衰減非常低。這款產(chǎn)品能夠提升5%的電壓效率,極大降低氧中氫含量以提升安全性能,同時(shí)具備更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,可以有效延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命。
汪博士表示,目前質(zhì)子膜電解槽的性能優(yōu)勢(shì)已經(jīng)非常明顯,耐久性成為市場(chǎng)最關(guān)注問(wèn)題。戈?duì)栠@款擁有一萬(wàn)小時(shí)以上驗(yàn)證的水電解質(zhì)子交換膜,在市場(chǎng)上比較有競(jìng)爭(zhēng)力,可以幫助電解槽設(shè)備制造商降低制氫平準(zhǔn)化成本(LCOH),以支持大規(guī)模綠氫生產(chǎn)。當(dāng)然,戈?duì)栆矔?huì)不斷進(jìn)行數(shù)據(jù)積累,提升測(cè)試能力,幫助客戶(hù)更快地進(jìn)行產(chǎn)品選型。
優(yōu)化總擁有成本:以技術(shù)儲(chǔ)備賦能客戶(hù)
根據(jù)工信部發(fā)布的最新數(shù)據(jù)顯示,在第一季度氫燃料電池重卡上牌銷(xiāo)量達(dá)359輛,同比增長(zhǎng)181.3%。很明顯能夠看到,我國(guó)逐漸把燃料電池汽車(chē)的應(yīng)用場(chǎng)景鎖定在長(zhǎng)途重載應(yīng)用領(lǐng)域。而如何優(yōu)化燃料電池重型卡車(chē)的總擁有成本(TCO)是該行業(yè)進(jìn)入發(fā)展加速期的關(guān)鍵前提。
作為質(zhì)子交換膜開(kāi)發(fā)商,戈?duì)柊l(fā)現(xiàn),有五個(gè)關(guān)鍵的PEM特性?質(zhì)子交換膜電阻、機(jī)械耐久性、化學(xué)耐久性、氣體滲透性和價(jià)格?可以通過(guò)影響系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、效率和成本等途徑來(lái)改善重型車(chē)輛應(yīng)用的TCO。汪志勇舉例,比如降低PEM的質(zhì)子電阻可以縮小電堆尺寸,從而降低系統(tǒng)成本,最終降低車(chē)輛成本。另外,降低質(zhì)子電阻還可以提高電壓效率,從而在車(chē)輛的使用壽命內(nèi)提高燃料效率和降低燃料成本。同樣,提高PEM的機(jī)械耐久性可以減少保護(hù)PEM所需的系統(tǒng)控制或縮小電池體積,從而簡(jiǎn)化燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)降低總擁有成本。此外,提高PEM的化學(xué)耐久性可以使燃料電池電堆承受住惡劣的工作條件,因此可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)控制或系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
在技術(shù)層面,燃料電池重型車(chē)輛的商業(yè)化也面臨著諸多挑戰(zhàn),例如相對(duì)于乘用車(chē)來(lái)說(shuō),重卡需要更長(zhǎng)的使用壽命、更高的工作溫度以及顯著增加的功率輸出。針對(duì)這些需求,戈?duì)栆苍谕竭M(jìn)行相應(yīng)的新產(chǎn)品研發(fā)。汪志勇介紹,未來(lái)重型商用車(chē)功率會(huì)越來(lái)越高,散熱要求也會(huì)越來(lái)越高,為了匹配散熱需求,質(zhì)子交換膜也要適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間耐高溫的工況。這是一種新的材料體系,需要不斷的測(cè)試和驗(yàn)證,在這一周期中需要投入大量的人力物力。在高溫質(zhì)子交換膜所帶來(lái)的價(jià)值得到市場(chǎng)應(yīng)用端充分的驗(yàn)證以前,戈?duì)栆残枰涂蛻?hù)一起去充分測(cè)試和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的可行性和市場(chǎng)化目標(biāo)。
另外,質(zhì)子交換膜的成本也受到行業(yè)規(guī)模及供應(yīng)鏈的影響,比如原材料價(jià)格的波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致質(zhì)子交換膜的成本變化,從而給整個(gè)價(jià)值鏈帶來(lái)影響。因此從供應(yīng)鏈的角度,戈?duì)枏?qiáng)調(diào)需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)協(xié)同合作,共同推進(jìn)燃料電池應(yīng)用的大規(guī)模商業(yè)化。
布局上下游市場(chǎng):以深度合作賦能客戶(hù)
在產(chǎn)業(yè)鏈上下游布局方面,戈?duì)栐谒娊庵茪浼叭剂想姵貞?yīng)用兩個(gè)市場(chǎng)板塊都有重點(diǎn)關(guān)注。在上游方面,汪志勇說(shuō):戈?duì)栮P(guān)注電解水制氫,綠氫是未來(lái)實(shí)現(xiàn)凈零排放的關(guān)鍵市場(chǎng),且發(fā)展起來(lái)后市場(chǎng)體量更大。而從下游布局來(lái)說(shuō),燃料電池技術(shù)上已經(jīng)趨于成熟,正等待市場(chǎng)生態(tài)完善,戈?duì)栆苍诓粩鄤?chuàng)新,針對(duì)客戶(hù)的不同需求進(jìn)行原有產(chǎn)品的優(yōu)化、以及對(duì)下一代產(chǎn)品如高溫質(zhì)子交換膜的研發(fā)。
在行業(yè)發(fā)展上,汪志勇表示,政策會(huì)極大的影響整個(gè)行業(yè)的布局和發(fā)展進(jìn)度,各示范城市群在發(fā)展的指標(biāo)不同也會(huì)掣肘行業(yè)發(fā)展,需要全國(guó)性的產(chǎn)業(yè)聯(lián)合,產(chǎn)業(yè)鏈上下游的企業(yè)深度合作,一起完善整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)?;谇皟赡甑氖痉冻晒?,國(guó)家也做出了相應(yīng)的政策調(diào)整,比如最近多地如火如荼推進(jìn)的“氫車(chē)高速”戰(zhàn)略舉措(有的高速費(fèi)減免,有的進(jìn)行氫-站-車(chē)完整配套),同時(shí)還針對(duì)綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行了政策松綁,以及統(tǒng)籌布局加氫站、有序推進(jìn)加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面的目標(biāo)發(fā)布,都得到了很好的行業(yè)認(rèn)同和反饋。相信在未來(lái),隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新、生態(tài)不斷完善,氫能產(chǎn)業(yè)一定會(huì)得到更快更高質(zhì)量的推動(dòng)與發(fā)展。戈?duì)柗浅?春弥袊?guó)市場(chǎng),會(huì)繼續(xù)以更好的產(chǎn)品和服務(wù),去支持現(xiàn)在以及未來(lái)客戶(hù)的需求,助力整個(gè)氫能行業(yè)發(fā)展壯大。
關(guān)于戈?duì)柛隊(duì)柍闪⒂?958年,是一家全球性的材料公司。1995年,戈?duì)栭_(kāi)發(fā)了增強(qiáng)型質(zhì)子交換膜,是質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池行業(yè)的先行者,在質(zhì)子交換膜表征和測(cè)試領(lǐng)域居于前沿地位。同時(shí)戈?duì)柌粩嗟剡M(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代,目前已經(jīng)成為全球燃料電池質(zhì)子交換膜市場(chǎng)的主流供應(yīng)商,出貨量達(dá)數(shù)百萬(wàn)平米,應(yīng)用到燃料電池汽車(chē)上的數(shù)量已超過(guò)8萬(wàn)輛,預(yù)計(jì)減少二氧化碳排放量數(shù)十萬(wàn)噸。