全球经济的持续发展,各领域对于能源的需求量持续快速上涨。化石能源不可再生且污染较大,因此寻求高效、清洁的可再生能源是能源领域近年来的一大趋势。染料电池能够以氢、甲醇等作为原料在电池电极发生氧化还原反应持续供电,具有高功率密度、高能量转换率、无污染、启动快等优点,可用于汽车、水下推进器、移动电源等多个领域。
气体扩散层是燃料电池的重要组成部分,可以传递反应所需气体,排除反应产生的水,并可以传输电能。用于制备燃料电池气体扩散层的材料主要有碳纤维布、高性能碳纤维纸、碳纤维毡等。碳纤维布、非织造布、碳黑纸及碳纤维纸作为基体材料,成本占整个燃料电池成本的20%-25%。
根据新思界产业研究中心整理发布的《
2021-2025年燃料电池用碳纤维纸行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,国外机构对于碳纤维纸的研究起步较早,部分企业技术较为成熟且产品性能较好。目前具备批量生产能满足燃料电池气体扩散层需要的碳纤维纸能力的企业主要有日本东丽、德国SGL、加拿大Ballard Material Products公司、台湾碳能公司等,其中,日本东丽占据最大的市场份额。中国对于碳纤维纸的研究起步较晚,在“八五”时期有过相关研究,但仅限于实验室阶段且性能难以满足要求。当前,中国尚未实现燃料电池用碳纤维纸的国产化,研究机构主要包括主要集中于中南大学、武汉理工大学以及北京化工大学等。国内燃料电池企业使用的碳纤维纸主要来自日本东公司,产品价格高昂且购买困难,导致燃料电池气体扩散层材料成本在燃料电池成本中占比高。
燃料电池作为燃料电池汽车的核心零部件,其高昂的成本制约了中国燃料电池汽车的发展。近年来,随着技术的持续发展,中国燃料电池汽车已经实现商业化,但是产品主要集中在商用车领域。根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》规划,2020年中国氢燃料电池汽车产量达到10000辆,氢能轨道交通车辆达到50列;到2030年中国燃料电池车辆保有量达到200万辆;到2025年,燃料电池车辆保有量达到1000万辆。同时《中国制造2025》对燃料电池汽车的发展也有明确规划。政策的支持推动中国燃料电池汽车行业的发展,但是部分核心零部件和材料的进口依赖导致中国燃料电池价格高居不下,制约行业发展。
新思界
行业分析人士表示,中国燃料电池汽车市场空间广阔,碳纤维纸作为燃料电池气体扩散层的重要材料,其产品需求量预计在今后几年将持续增长。目前中国碳纤维纸进口依赖度极高,且国外企业对中国碳纤维纸领域实行技术封锁,在供应量上也存在限制,难以满足国内市场需求,制约中国燃料电池生产。因此,中国企业应当加强对于碳纤维纸的技术研发,力争实现碳纤维纸的国产化,打破国外垄断,降低中国燃料电池生产成本,推动燃料电池汽车产业发展。