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国产膜电极的博弈策略

发布时间:2022-04-29 09:15:48

膜电极企业“撸起袖子加油干”的时机已到。

 

高工产研氢电研究所(GGII)数据显示,2021国产膜电极需求量为12.9万m²,同比上年增长160%。另根据全国各地规划,到2025年将推广燃料电池汽车数万辆,需要将近数千万片的膜电极,给膜电极企业提供了广阔的市场空间。

 

膜电极企业在迎来发展上升期的同时,也面临着产品技术迭代加快、批量稳定供应要求提高、持续降本压力增大、供应链管控难度加大、多方势力竞争加剧等多方面的挑战。积极采取措施应对挑战,永远比竞争对手快一步,则是把握市场增长机遇的关键。

 

技术精进与降本

 

纵观国内膜电极行业发展历程,早期以进口为主。近几年随着以鸿基创能、唐锋能源、武汉理工氢电、擎动科技、亿氢科技为代表的一批第三方膜电极企业成长起来,加之政策上倾向扶持国产品牌,国产膜电极市场渗透速度明显加快。

 

到2021年,国产膜电极已经占据了当年出货量的主流。预计2022年及以后,除了一些进口电堆或者个别国产电堆配套进口膜电极在国内销售外,主要市场将全部被国产膜电极占据。

 

市场扩容的同时,压力也接踵而至。如今下游客户对膜电极的功率密度要求、批量供货一致性要求、成本要求等都在提高。这需要膜电极企业朝着提升性能、延长寿命、降低成本的目标,携手上游供应商与下游客户合力做好产品迭代。

 

作为近年来成长最为迅猛的膜电极企业,鸿基创能正在尽自己最大努力推动膜电极成本的下降。其首席执行官邹渝泉博士透露:“公司推出一体化封装的膜电极,能够为下游电堆企业在成本下降上提供更多的空间。今年公司产品售价相较于2021年会有15%-20%的下降。”

 

在邹渝泉看来,成本控制关乎今后燃料电池(膜电极)能否快速市场化。作为膜电极企业,必须通过技术迭代、规模化的精益制造持续进行降本,保持每年15%-20%的下降比例,行业未来大有希望。

 

一名业内资深人士补充分析,膜电极的核心材料成本占总成本比重大,未来膜电极的持续降本,还要看国产材料的导入速度与规模。但由于国内质子交换膜、催化剂、气体扩散层等起步偏晚,实际应用需要经过大量的验证,通过替换国产材料降本尚需时间。

 

现阶段通过携手下游用户提升产品性能,展开技术与工艺降本,以及拿到更多订单来降低整个供应链成本,成为膜电极企业制胜的关键要素。 

 

提升供应链管理能力

 

在市场大规模扩张的前夜,如何保障原材料及时充分供应,是膜电极企业必须思考的一个命题。

 

目前能够批量供应装车的质子交换膜、催化剂、碳纸等核心材料主要依赖进口,可供选择的进口厂商及型号都不多。“受疫情等多重因素影响,现在进口材料的交付周期确实越来越长。”一家膜电极企业高层李进(化名)反映,这很考验供应链管理能力,最好能够提前做好库存。

 

做好库存固然能够解决眼下生产交付问题,但从未来对原材料大批量稳定交付的需求及供应链安全来看,膜电极企业仍然需要拓宽供应链。目前国内已涌现出多家核心材料供应商,只是在前期导入时的进程整体偏慢,这其中的原因有很多。

 

首先,虽然政策导向及舆论上鼓励使用国产材料,但实际上政策端及市场端缺乏明确的催动力,即非强制使用,最多就是不拿核心材料部分的补贴而已。

 

现阶段燃料电池示范应用还会出现各种各样的问题,采用成熟度高的进口材料让车辆先稳定地跑起来,先将燃料电池这个环节的产品做好,是下游用户优先考虑的问题。

 

再者,国产材料整体成熟度不高,未经过充分的验证,膜电极企业还不敢贸然使用。“假如我们响应国家号召,一旦产品出现质量问题时,用户和供应商都不会买单,最后还是自己买单,这种风险太大。”李进说,我们有意愿替换国产材料,但现在看来有点吃力不讨好。

 

在很多人看来,国产材料应该比进口材料便宜很多,这是国产材料的一大优势,但由于目前还处于小批量试用阶段,成本优势也没有真正体现出来。

 

对于膜电极企业而言,目前大量导入国产材料风险大,但不做干等也不合适,他们向高工氢电透露了较为一致的做法:“目前不会大面积替换国产材料,会谨慎地‘摸着石头过河’,比如先拿其中1-2款国产材料来试一试,看看替换后的性能表现如何,下游用户接不接受。”

 

目前国内主流第三方膜电极企业都已经开始了导入国产材料的步伐。武汉理工氢电总经理田明星透露,去年公司已经完成了全国产材料的膜电极开发,看示范城市内有没有客户感兴趣。

 

擎动科技总经理朱威表示:“公司批量出货的膜电极,从一开始使用的就是自主研发生产的催化剂,已经批量上车应用。其他国产材料方面,我们开始小批量导入国产气体扩散层。”

 

亿氢科技完成了国产质子交换膜的导入,且膜电极性能表现很好。

 

开拓增量市场

 

高工氢电走访调研发现,除了第三方膜电极企业加码扩张、看好膜电极市场的外部势力入局以外,原先处于下游的车企、燃料电池企业向膜电极延伸的趋势明显(部分已经实现膜电极自产自用),潜在竞争愈发激烈,产能也有过剩的隐忧。

 

此形势下,在夯实原有市场的基础上,不断开拓增量市场对膜电极企业而言很重要。

 

膜电极的增量市场主要来自于两方面:一是燃料电池汽车的产业化是氢能应用的突破口,但并非唯一出口,比如船舶、热电联供、固定式发电站、无人机等非车用燃料电池市场同样大有可为。自去年以来,燃料电池多元化应用探索步伐加快。相应地,膜电极企业针对燃料电池各类应用场景所开发的产品种类也在增多。

 

另一方面,“双碳”目标下,绿氢发展的呼声日益高涨,电解水制氢正迎来新一轮发展机遇,预计未来对大型PEM电解水制氢设备需求将进一步增加,这也给国产PEM电解槽材料企业带来了新的机会。高工氢电了解到,鸿基创能、唐锋能源、武汉理工氢电、擎动科技、亿氢科技等膜电极企业都在开发PEM电解槽膜电极。

 

“鸿基的膜电极产品已经在国内多家PEM电解槽客户中测试,从测试的结果反馈来看,基本达到了批量应用的性能指标要求。”邹渝泉表示,从目前的进展来看,在保持产品性能和耐久性的情况下,公司研发的PEM电解槽膜电极贵金属载量可以控制在1.2-1.5mg/cm²左右,相对于行业2.0mg/cm²的水平有所提升。

 

此外,为了满足市场批量化应用的需求,鸿基创能除了在技术、研发方面提升,还完成了国内第一套卷对卷PEM电解水制氢膜电极工艺开发,今年会实现中试产线的投产。

 

武汉理工氢电也很看好PEM电解槽领域的市场空间。“我们公司的产品在PEM电解槽领域已经开始供货,从出货量来看,大约有燃料电池膜电极的2%左右。”田明星表示,从下游客户的反馈来看,对引进国产膜电极的热情很高,虽然目前下游客户主要在做国产化替代的测试验证,但未来这部分的替代市场将非常可观。