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燃料電池空壓機上演“爭霸”大戲

   【壓縮機網】燃料電池行業混沌初開,關鍵零部件之一空壓機正處於紛爭激烈的“春秋戰國時期”。
 
  技術摸索過程中,離心式、螺杆式、羅茨式、渦旋式等各種技術路線並存,國外企業搶先一步,國內企業快速跟進,都在意圖搶占潛力廣闊的燃料電池市場。
 
  據高工產研氫電研究所(GGII)數據顯示,2019年我國氫燃料電池空壓機出貨量為3790台,同比增長110.56%;2019年我國氫燃料電池空壓機市場規模為1.60億元,同比增長82.65%。
 
  2018-2019年中國市場氫燃料電池空壓機出貨量及市場規模(台,億元)
燃料電池空壓機上演“爭霸”大戲
  注:出貨量及市場規模含進口數據  數據來源:高工產研氫電研究所(GGII),2020年5月
 
  未來,隨著燃料電池汽車“十城千輛”示範推廣方案的實施,燃料電池空壓機銷量及市場規模還將大幅上升。GGII預測,2020年我國氫燃料電池空壓機出貨量將超過6000台,市場規模將超3億元。氫燃料電池空壓機市場在釋放出巨大潛力。
 
  為抓住這一潛力市場,國內市場中上遊零部件和關鍵材料供應商對其布局者眾多,並已讓該市場呈現出新的特點:
 
  其一:多種技術路線“春秋爭霸”;其二,品牌集中度高,品牌競爭日趨激烈。
 
  GGII數據顯示,2019年國內市場空壓機出貨量TOP5供應商為東德實業、UQM、金士頓、廣順新能源、浙江恒友,且市場占有率高達85.44%。
 
  與此同時,整體環境上,國內加氫站建設步履維艱,掣肘燃料電池產業的壯大乃至燃料電池空壓機的發展;有技術沉澱的外資品牌虎視眈眈,待市場逐漸成熟,一場由他們發起的搶奪戰亦將難以避免。
 
  燃料電池空壓機雖處於培育初期,但市場雛形已顯現,即將麵臨的挑戰也並不比別的產業少,甚至更大。
 
  多種技術路線激烈競爭
 
  當前,針對不同的燃料電池係統的性能要求,燃料電池空壓機依然是多種技術路線並存的狀態。主要類型有:螺杆式、離心式、羅茨式。
燃料電池空壓機上演“爭霸”大戲
  值得一提的是,目前國內外企業中80%以上空壓機供應商選擇離心式空壓機作為其產品研發方向。本田、戴姆勒、通用、上汽的前一代空壓機類型是螺杆式或羅茨式,但當前類型均為離心式。
燃料電池空壓機上演“爭霸”大戲
  主要燃料電池汽車廠商空壓機類型對比
 
  “從高效、小型化和降噪音方麵考慮,離心式空壓機如果做得好,相對其他機型在未來將占絕對優勢。”一位知名燃料電池係統企業高層告訴高工氫電。
 
  勢加透博總經理張學鋒也認為,離心式壓縮機在功率密度、效率、噪聲等方麵具有最好的綜合效果,從目前國內外的研究發展方向來看,離心式空壓機將是今後主流的發展方向。
 
  不過,離心式空壓機在低流量時會發生喘振現象,這將嚴重影響係統的性能和空壓機的使用壽命。離心式空壓機或是主流趨勢,但在大規模產業化來臨之前,仍需要繼續完善。
 
  離心式空壓機之外,另一被市場看好的是羅茨式空壓機。UQM負責人認為,在未來,羅茨式空壓機和離心式空壓機將會並存:
 
  一方麵,燃料電池在1.8-2.2bar的運行已經數十年,經曆過長期的驗證過程,空壓機及其他零部件的可靠性都達到要求。另外,材料的成本還在繼續優化當中,因此維持原狀的道理是數十年的驗證可靠性,比實驗室的推論重要。
 
  另一方麵,原來的燃料電池汽車都是乘用車,安裝空間有限,采用離心機是合適的選擇。但是目前全球的燃料電池應用場景會轉型為商用重卡為主。而羅茨式空壓機加上高功率密度的電機電機控製器,將能滿足用戶對商用重卡的整體要求。
 
  2019年國內空壓機市場中,羅茨式空壓機出貨量和市場規模占比均在50%以上,主要因為羅茨式空壓機價格相對離心式更低,目前可以滿足下遊應用需求。
 
  GGII調研數據顯示,離心式空壓機和羅茨式空壓機在市場份額上呈膠著狀態,螺杆式空壓機所占市場份額也不少。
 
  2019年中國氫燃料電池空壓機出貨量和市場規模(按空壓機類型,%)
燃料電池空壓機上演“爭霸”大戲
  數據來源:高工產研氫電研究所(GGII),2020年5月
 
  雪人股份副總經理張堅認為,螺杆式空壓機擁有自身的不可替代性:
 
  “金屬雙極板電堆被認為是下一代氫燃料電池主導方向。與石墨雙極板路線比較,金屬堆能夠實現更高比功率密度,量產後的成本也相對便宜。金屬堆對於入口的空氣壓力提出很高的要求。而提高電堆入口的空氣壓力,可以提高輸出性能(電堆體積減小)、優化水管理能力(加濕器體積減小)等。螺杆式空壓機最大的優勢在於壓比高,性能穩定,耐久可靠性高,易於控製。”
 
  客觀來看,燃料電池空壓機市場多強爭霸,誰將勝出,還有待觀察。從下遊用戶燃料電池係統企業看來,無論是哪一種技術路線,國產空壓機在可靠性和使用壽命上還缺乏足夠的驗證,國內空壓機供應商需要多做驗證,把產品的技術打牢,把產品做成熟,而不要盲目擴大市場。
 
  國產替代市場規模與展望
 
  相關預測顯示,2020-2025年國內氫燃料電池汽車產銷達到5萬輛,2026-2030年達到130萬輛。
 
  在滿足燃料電池汽車產銷條件的前提下,根據國內燃料電池空壓機成本測算,未來5年內燃料電池車用空壓機市場規模將達到10億元/年,未來10年內市場規模將達到100億元/年的量級,即到2030年,空壓機國產替代的市場規模將達到百億級別。
燃料電池空壓機上演“爭霸”大戲
  國內燃料電池空壓機成本測算
 
  巨大的替代空間下,國內空壓機品牌紛紛發力。2018年,勢加透博首台樣機初全工況運行測試成功,目前其國內首條燃料電池無油離心空壓機自動流水線於2019年9月建成投產。該生產線月產能達到1000台。
 
  金士頓空壓機廣泛應用於公交、物流車輛,與燃料電池係統相匹配。目前,金士頓已具備年產能5000套空壓機的產能。
 
  毅合捷集團去年引進英國公司Aeristech技術在無錫工廠投產燃料電池空壓機。與此同時,航天十一所、國電投的企業也在投入研發。
 
  星星之火雖已經燃起,對國產空壓機品牌企業來說,即將麵臨的調整或許更大。
 
  “目前來看,國產空壓機最大的優勢在於性價比和售後服務。”國內一家燃料電池係統企業負責人認為,目前依賴進口核心部件中,空壓機正在逐步實現國產化,在試運營階段問題還不大,但要滿足未來大批量需求,還要在可靠性和使用壽命上下功夫。
 
  同時,隨著合資股比的限製解除,外資品牌“鯰魚群”的到來,相對於外資企業在燃料電池空壓機技術上持續的積累,國產空壓機有被“碾壓”的風險。
 
  最新消息,UQM在今年7月將在南京啟動產能1000餘台的空壓機項目,以滿足國內市場需求。未來隨著越來越多的外資品牌圍獵國內市場,特斯拉“吊打”國產電動汽車品牌的事例或也將在燃料電池空壓機領域上演。
 
  此外,目前國內燃料電池汽車雖然是國家支持發展產業,但加氫站基礎設施的完善與否,仍將在未來很長一段時間內掣肘國內燃料電池汽車的發展。
 
  “加氫站的建設直接影響國內燃料電池產業的發展,而國內燃料電池產業的發展,又直接決定了相關零部件的發展。”一位投資人士表示,考慮到國內當前加氫站薄弱的現狀,看好氫燃料電池產業發展趨勢,同時又對國內氫燃料電池產業及相關零部件的前景持保留態度。

來源:中國儲能網 高工氫燃料電池

標簽: 空壓機大戲爭霸  

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