突破国内燃料电池车成本桎梏 这家新企业来了一记漂亮助攻

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图片：受访人提供、图虫创意

燃料电池汽车正在悄然崛起。

早在1992年，日本丰田汽车就开始研究氢燃料电池汽车，当时起名为FCHV。经过十多年的技术积累，在2014年底，丰田Mirai正式面世发售。

随着技术的突破，燃料电池汽车的发展速度越来越快。相关数据显示，2013~2017年全球氢燃料电池汽车销量仅为6475辆，其中大部分为丰田的Mirai系列；2018年有了较大幅度的增长，合计销售5525辆；2019年全球销量增至7500辆。

燃料电池车在国内的发展轨迹也逐渐清晰。

2018年，国家总理考察丰田汽车北海道厂区，参观了Mirai燃料电池轿车。

国家层面对燃料电池车的重视程度可见一斑。然而有一款关键材料一直制约着国内燃料电池车的发展。

燃料电池是燃料电池汽车的核心部件之一，燃料电池的关键材料之一则是催化剂，而催化剂的作用是使氧气与储氢罐中的氢气发生电化学反应，为车提供驱动能量。

但早前，国内的催化剂主要依赖进口，交货周期长、成本贵，给国内燃料电池产业链发展带来局限。

2019年，国内一家企业突然宣布其催化剂产品实现量产，为国内燃料电池车的发展带来更多可能。这家企业就是上海济平新能源科技有限公司（以下简称“上海济平”）。

01

破解进口依赖困境

国家相关政府部门已多次释放出“加快推进氢燃料电池汽车产业发展”的信号。

中国科学院院士欧阳明高预计，到2020年，中国市场将会有5000辆到10000辆氢燃料电池汽车；2025年，市场的规模或将达到5万-10万辆。

“锂电池车和燃料电池车是互补的。城际城市之间的代步，锂电车是最好的，而远途城市之间可能就是燃料电池车更理想。因为加氢速度快一点，安全性能较高一些。” 上海济平副总裁刘瑾慧对《大国之材》表示。

氢燃料电池汽车的市场增长无疑也将带动催化剂的需求增长。业内专家介绍道，一辆普通家用小车大约需要80克催化剂，一辆营运客车大车则需要上百克。

车均用量不大，但其成本占比却较高。

燃料电池的电堆包括膜电极、双极板等组件，而催化剂是膜电极MEA的关键组成材料。在整个燃料电池中，催化剂成本占比最高。据赛瑞研究推算，在年产1000套燃料电池时，催化剂占总成本的26%，当年产电池数量达到10万套或50万套时，催化剂成本会达到40%左右。

“国内燃料电池催化剂80%到90%的原材料依赖进口，造成了极高的成本，而且供货期不定。”刘瑾慧感慨道。

国内催化剂供应商主要有日本田中贵金属、英国Johnson Matthey、比利时优美科等巨头。

2018年，上海济平成立。

“我们想帮助下游的产业来解决依赖进口这个重要问题，助力燃料电池产业在中国发展。”刘瑾慧对《大国之材》说道。

燃料电池成本构成：1000（sys/yr)（来源：中国产业信息网）

成立第二年，上海济平便实现投产，并一举拿下国产化催化剂市场的产销第一，在国产化催化剂市场份额占比80%。

“我们有在燃料电池催化剂领域深耕二十多年的专业人才，能快速地找到合适的设备、合适的碳载体，然后快速地进行量产。”刘瑾慧对《大国之材》表示。

02

量产难度大门槛高

燃料电池催化剂量产难度有多大？

上海济平之所以能快速拿下国产化催化剂市场80%份额，就有赖于其量产技术。

实际上，国内对于燃料电池催化剂的研究并不少，国产催化剂企业也有中科科创、喜玛拉雅、擎动科技等。但中国工程院院士衣宝廉曾公开表示，国内研究催化剂的单位和企业，还拿不出催化剂装车的运行数据。

换言之，下游客户还没有认可，商业化数据积累不够充分。而客户的认证，有多道门槛：耐久、成本低、一致性高等。

由于铂金能使氢和氧高效反应，且反应稳定，可适应燃料电池内部复杂的化学环境和高电流密度，因此燃料电池催化剂多采用铂金。

但铂金催化剂容易“中毒”。遇到一氧化碳、氮氧化物或硫化物后无法“变出”质子，并且堆积在电堆里，反而影响电堆的寿命。

据业内人士介绍，国内实验室的铂金催化剂“中毒”等问题的解决尚不完美，仍未达到量产方面的要求，因此产业链更倾向于采用技术较为成熟的进口催化剂产品。

此外，对于催化剂企业而言，实现更大规模的量产需要具备相应的经验和数据，而经验和数据需要靠重金“砸”出来。

铂属于重要的贵金属，其主要开采地南非每年仅开采100吨左右，价格难免昂贵。

刘瑾慧表示，每进行一次放大生产就意味着高昂的投入。从100克到200克、300克，每个环节的放大都关系到设备的调整，此外，制备环境、溶液都会随之发生变化。

但凡经历一次失败，对于企业而言沉没成本动辄达到几十万甚至上百万，“这需要巨大的人力物力财力投入，所以真正能够拿出量产产品的企业很少。”

“国外在催化剂这一块的研制已经有数十年的历史，他们有丰富的产业化经验。”刘瑾慧表示，这是国内企业难以企及的水平。

图片来源：赛瑞研究

在2019年的投产仪式上，上海济平宣布一期催化剂年产量可达1500千克。

“国内很多企业日产量仅为100克到200克之间，很多时候是分批供货。但是对客户而言，一次性采购1千克和分 5个批次采购200克相比，前者的成本、时间、一致性等无疑更具优势。”刘瑾慧说。

2020年7月，上海济平和广东省佛山市南海区人民政府正式签约设厂，项目投产后预计可年产2吨催化剂，可配套2万台套电堆。

占领了技术制高点，上海济平棋局进一步做大。

03

新生企业的市场棋局

尽快实现燃料电池催化剂进口替代，下游的呼声无疑是高涨的，毕竟他们遭受店大欺客的现象，在过度依赖进口产品时时有发生。

刘瑾慧回忆道，曾有客户购买进口的催化剂，最后检查出氯含量超标，对催化剂性能产生严重影响。“一下就是几百万砸在手上，而进口商却推诿责任。”

据了解，形成本土化供应后，供货期相较进口有所缩短，并且将形成比较稳定的供货关系。

但面对这个刚成立2年的本土企业，对于其产品的可靠性，下游客户难免犯嘀咕。

“客户的信任是有一个过程的。” 成立初，刘瑾慧带着产品去找客户，结果碰了一鼻子灰，客户明确表示不考虑国产，并且对这个新成立企业的技术存疑。“我听到最多的一句话就是我目前不使用国产催化剂，有了大厂背书我们再用也不迟。”

对此，上海济平的策略是抓住下游龙头进行推广，通过龙头企业的背书，进一步向其他潜在客户推广。“效果十分明显，被进口产品折磨过的客户想先尝试测试，然后从少量的试用开始。”

作为本土企业，上海济平也为客户增加了贴心的增值服务。如有新入行的客户想做膜电极，但不清楚催化剂的浆液调配，上海济平则通过分享催化剂的浆液调配等相关经验，帮助他们把膜电极的性能做高。

上海济平也在思考如何进一步降低催化剂成本。

其一便是根据客户工艺和需求降低铂载量。上海济平的铂合金催化剂产品的活性是铂碳催化剂的两倍，意味着使用0.2mg/cm2的铂合金催化剂产品与0.4mg/cm2的常规的铂碳效果是同等的。

其二是与上游的贵金属材料商合作，将铂价格锁定在一定范围内。

另外，寻找新的方向，如研发第二代催化剂——三元铂合金催化剂，以求增进耐久性。“如果能够量产的话，它大概可以降到铂碳催化剂价格的60%。”

2019年锂电新能源车的销量突破百万辆级，而燃料电池车销量仅数千辆。

但刘瑾慧依然乐观，“技术问题解决了，市场也会发展起来的，政策也会随之而来，这样又会带动市场进一步发展。”

“我们目前就是要踏踏实实将国产催化剂做好，尽快实现大批量生产，以此带动整个产业链的发展。”

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