近期氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)可謂熱鬧非凡。各大展會/論壇密集舉辦、國內(nèi)燃料電池企業(yè)密集發(fā)布旗下新款燃料電池電堆產(chǎn)品，又恰逢燃料電池汽車示范政策出臺，一掃上半年由于疫情帶來的負面影響。
尤其值得注意的是，國內(nèi)電堆產(chǎn)品技術(shù)水平提升迅速，特別是功率和功率密度方面，參考公開的媒體信息和企業(yè)宣傳，國內(nèi)電堆似乎已經(jīng)實現(xiàn)了對國際先進水平的“趕超”。
1、“超英趕美”，芝麻開花節(jié)節(jié)高的電堆功率與功率密度
根據(jù)燃料電池汽車示范推廣政策，示范推廣的車輛需要達到3.0KW/L（乘用車）和2.5KW/L（商用車）才能獲得積分（見表1）。盡管對比征求意見稿有所提升，達到現(xiàn)階段國際先進水平，但氫云鏈在《政策解讀：定向?qū)捤?，小水灌溉！詳解燃料電池汽車示?大要點》中認為這并非一個多高的門檻，甚至可以說缺乏一定的技術(shù)前瞻性。
表1 示范政策指標要求
豐田mirai“114KW、3.1KW/L”一直以來都是行業(yè)標桿。氫云鏈整理了今年發(fā)布的電堆產(chǎn)品（見表2），發(fā)現(xiàn)國內(nèi)電堆產(chǎn)品發(fā)展迅速，最高功率達到200KW，功率密度最高超過了5.0KW/L，達不到“100KW,3.0KW/L”兩個指標的可能出門都不好意思跟人打招呼。
表2 2020年電堆新品情況
從工信部的推薦目錄中的車型參數(shù)同樣可以看到國內(nèi)燃料電池功率的顯著變化。
如表3所示，從2018年到2020年上半年，燃料電池汽車功率在30-40KW區(qū)間的占比明顯下降，迅速由高達61%占比下降到不足6%，60KW及以上的功率區(qū)間占比提升明顯，到2020年上半年占比已經(jīng)超過40%。而且這還是燃料電池系統(tǒng)的功率參數(shù)，電堆的功率大小還要進一步提升。
表3 2019-2020年上半年工信部推薦目錄燃料電池汽車功率分布情況
電堆功率的參數(shù)尚可以靠堆電池解釋，但功率密度卻是真實地需要相當?shù)募夹g(shù)實力。根據(jù)日本NEDO的文件，在2015年，日本燃料電池功率密度約為3.0KW/L，在2020年，日本將達到4.0KW/L的水平（見表4）——對比國內(nèi)新發(fā)布的產(chǎn)品水平在幾個關(guān)鍵的參數(shù)上已經(jīng)沒有了優(yōu)勢。
表4 NEDO燃料電池性能規(guī)劃
僅僅從宣傳的參數(shù)上講，國內(nèi)燃料電池電堆水平已經(jīng)實現(xiàn)了“超加趕日”。但實際上，五部委對于國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)的評價仍是“核心技術(shù)和關(guān)鍵零部件缺失、企業(yè)創(chuàng)新能力不強”。
2、你方唱罷我登場，混亂的功率密度計算方法
長期以來，“行業(yè)標準體系不完善”被認為是我國氫能與燃料電池行業(yè)存在問題之一。這也是電堆功率和功率密度的指標參數(shù)軍備競賽式上升的重要原因。
不同企業(yè)對電堆測試和評價方法存在差異，對于如何計算電堆的體積和功率，行業(yè)間尚未達成共識，各企業(yè)處于“自說自話”的階段，得出的參數(shù)指標自然缺乏可比性。
有機構(gòu)將電堆功率密度的評價分為活性面積層、電池組層、端板層和外殼層等方式，中間還可以再加入細分層級，如CCM層級。由于許多部件不直接提供功率，因此不同方式得到的功率密度差異很大，如德國Elringklinger公司在2015年公布的型號為NM 5金屬板電堆中，活性面積層功率密度7.2 kW/L，CCM層級6.4 kW/L，電池層4.0 kW/L。同時，在不同電壓點、不同氣壓、不同工作溫度的情況下，得到的功率密度參數(shù)同樣有所區(qū)別。
在下圖NM5的產(chǎn)品介紹中，我們可以看到Elringklinger標出的功率密度參數(shù)都清楚地標出了工作氣壓、電壓點等前提條件，這也是我國企業(yè)在宣傳中需要學習之處。
圖1 Elringklinger NM 5性能參數(shù)
出于不同的目的，企業(yè)在進行產(chǎn)品宣傳時自然會在評價方法上有所選擇。吃瓜群眾們不能說企業(yè)給出的數(shù)據(jù)是“放衛(wèi)星”，因為企業(yè)并沒有給出測試環(huán)境與測試條件，甚至沒有說明是樣品還是量產(chǎn)產(chǎn)品，自然是“解釋權(quán)歸廠商所有”。
在這種情況下，A說產(chǎn)品達到了3.0KW/L，B自然不能落后，以免顯得自己技不如人，找一個工況點，然后宣布達到3.5KW/L....如此循環(huán)，功率密度的軍備競賽就開展起來了，產(chǎn)業(yè)的真實發(fā)展水平自然就無從體現(xiàn)。
不否認近年來國內(nèi)燃料電池技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展，但在沒有標準的情況下，高調(diào)宣傳某些性能指標并沒有實際意義，更不代表產(chǎn)業(yè)的真實發(fā)展水平。對缺乏標準的參數(shù)指標進行大肆宣傳，還有可能會使行業(yè)外人士錯判產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，形成盲目樂觀的態(tài)度。
實際上，不僅僅是電堆功率密度，在其他性能指標（如電堆壽命等），甚至在已經(jīng)建立了部分行業(yè)標準的氫氣方面都存在檢測標準不統(tǒng)一的問題。這也是氫能產(chǎn)業(yè)需要迫切解決的問題。
全國氫能標準化技術(shù)委員會研究員楊燕梅認為這個現(xiàn)象與產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展階段有關(guān)：“氫能產(chǎn)業(yè)目前處于高速發(fā)展階段，技術(shù)及產(chǎn)品的升級更新快，所以氫能標準化面臨很大的挑戰(zhàn)。”
3、電堆發(fā)展進入了新階段，功率之外更應該關(guān)注其他參數(shù)
多個電堆企業(yè)的負責人曾向氫云鏈表示，簡單地拉高電堆性能曲線，在參數(shù)上對標豐田等國際先進水平并不是困難的事情，在實際應用中能否穩(wěn)定地運行才是關(guān)鍵。
長期以來，國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)被認為大幅落后于國際先進水平，單堆功率與功率密度這兩個關(guān)鍵的性能參數(shù)是最常被使用的“論據(jù)”。無論出于梳理品牌形象、還是提高行業(yè)信心、甚或是單純吸引眼球等各種各樣的目的，單堆功率與功率密度在進行品牌宣傳時都被企業(yè)放在首要位置，與當初純電動汽車對于能量密度和續(xù)航里程的宣傳如出一轍。
汽車產(chǎn)業(yè)正處于重要的變革期，我們不能簡單地認為對于單堆功率與功率密度的宣傳是一股“浮夸風”，需要理解企業(yè)在發(fā)展中的難處。
目前國內(nèi)燃料電池已經(jīng)打通了技術(shù)鏈，早已解決了從0到1的“有無”問題，更多的是要解決產(chǎn)業(yè)化上的難點，包括產(chǎn)品耐久性、可靠性、一致性、成本等等。企業(yè)在進行品牌宣傳之時，更應當結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，正確地引導媒體對企業(yè)、對產(chǎn)業(yè)進行宣傳，從而引導社會、資本、政府等各方面人員正確地理解產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段和存在的困難，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供實實在在的助力。
