定制热线: 400-678-3556

电池博客

燃料电池的成本在哪些方面能下降?

来源:宝鄂实业    2019-02-21 19:55    点击量:

燃料电池成本下降主要来自规模效应和技术水平的提升。

 

具体到各个环节来看,气体扩散层、空压机储氢瓶电控系统和其他常用零部件(管路、连接等)降本主要由规模化效应驱动;而质子交换膜、催化剂双极板和其他较为关键的零部件(氢气电池阀等)降本则需技术和材料工艺的进步加以推动。

 

燃料电池系统及储氢系统占到整车制造成本近70%

 

燃料电池系统及储氢系统占到整车制造成本近70%,其中仅燃料电堆就占到整车成本的30%,储氢系统占到整车成本的14%。

 

燃料电堆是燃料电池系统的核心,燃料电堆中的核心材料又分为膜电极(MEA)、双极板及其他部件;

 

膜电极是电化学反应的核心部件,由催化剂、质子交换膜、气体扩散层组成。催化剂(36%)、质子交换膜(12%)和双极板(23%)合计占到燃料电堆成本的近70%,是成本降低的主要突破点。

 

过去十年来技术突破带来燃料电池成本显著降低

 

铂催化剂价格高昂、非铂基催化剂短期难以走出实验室,降低铂用量是重点攻克方向。

 

在电堆成本中,催化剂的成本占比高达36%,主要原因是当前常用的铂催化剂价格高昂。

 

据美国能源部统计,2015年每辆80kW的燃料电池汽车平均铂用量约为100克,远高于传统燃油车的铂用量。

 

铂金目前全球探明的储量只有1.4万吨,而中国的铂金储量不到90吨,每年开采量仅两吨左右。由于铂金储量的稀缺性,市场需大于求的状况难以改变,其价格势必长期维持在高位,因此改善催化剂性能和开发新型非铂催化剂成为当前燃料电池领域急需攻克的难题。美国能源部规划到2020年单车铂用量将降至50克左右,而最终目标将降至每车20克,直接带动成本下降30%左右。

 

规模效应在产业化初期带来的成本下降效果最为显著

 

规模效应提升加速成本下降。燃料电池的价格下降与生产规模效应的提升密切相关。

 

据美国能源部报告,以功率为80kW的质子交换膜燃料电池乘用车为例,在燃料电池年产量分别为1000辆、1万辆、3万辆、8万辆、10万辆和50万辆时,其生产成本分别为2.2万美元、8500美元、6500美元、5500美元、5200美元和4400美元,对应的单瓦成本分别为273美元、106美元、82美元、69美元、66美元和55美元。

 

在燃料电池系统量产初期,价格下降幅度最大,年产量从1000系统/年增加至10000系统/年,可带动燃料电池系统成本下降幅度高达60%以上,主要依靠储氢瓶、空压机、质子交换膜等零部件的成本降低实现;当产量超过1万台/年之后,成本下降幅度随着产量增大放缓。