增湿器被称为燃料电池的“肺泡,是燃料电池系统中为燃料电池进气加湿的关键零部件,重要性不言而喻。当下增湿器在市场端和技术端正在发生新变化!
市场端,越来越多国内企业角逐增湿器市场,产品国产化进程提速,并呈现逐年爬升的态势;技术端,企业从不同纬度围绕“降本、“大功率两大主题踊跃进行创新,且成果显著。在应用层面,随着系统应用场景日趋多元化,增湿器的市场需求来源也在拓宽。下面,我们就这些问题展开具体介绍:
增湿器自主品牌市占率爬坡
增湿器是燃料电池得以高效工作的关键部件之一,非常重要。技术路线上目前国内增湿器采用的基本是膜增湿。膜增湿根据构造的不同,可分为平板式增湿和管束式增湿,现阶段国内应用的增湿方案以管束式增湿为主。
众所周知,由于增湿器技术门槛高,以及市场容量相对小对企业吸引力不足等原因,国内增湿器市场长时间被外资品牌占据,比如韩国科隆、德国科德宝等。最新市场调研显示,目前这种局面已经逐步得以改观。国产品牌立足自主研发,以高性能指标、低价策略以及能提供定制服务等为武器已经从外资品牌中抢夺很大一块市场。
“前两年外资品牌在国内市场的总出货量还占大头,现在我们预计已经出现风向性的变化,至少双方占比应该是各一半了,国产化替代势不可挡。琦睿科技相关负责人表示。琦睿科技是一家以京津冀示范城市群为市场根据地、于2021年开始推出增湿器产品的企业。去年是该公司增湿器产品面市的第二年,实现了400套的出货量。
对此深有感受的还有魔方氢能源。其副总经理万静表示,之前都是国外产品垄断市场,这两年国产增湿器厂家不断努力,国产占比不断增加。当然,因为国产化也是刚刚切入,很多客户需要做大量的耐久测试才会放心切换,但目前国产化进程已经不可逆,而且会逐年爬升。
魔方氢能源是国内少数自主开发增湿器核心部件膜管材料的企业,基于此其现在已经开发出3-6款增湿器产品,覆盖7kW-240kW,并能够根据客户的特别需求独家定制。
产品技术创新“百花齐放
由于起步偏晚,国内产品在性能上与外资品牌尚有一定距离。比如在膜材料上,相同长度的单根膜管与国外品牌相比在稳定性上还有一定差距;国内有的企业在膜管材料会用甘油增加增湿器的增湿能力,这使产品在前期性能很好,不过性能会衰减得比较快。国产增湿器在产品性能爬坡方面,还有一定的进步空间。
但是自主品牌追求技术进步、淬炼自身核心竞争力的步伐一直都未停止过。尤其是两年,在国家重视氢能发展、燃料电池赛道将大有可为的环境下,国内优秀的增湿器企业推进技术创新的氛围尤为浓郁。比如:
设计方面:有企业已经研发出折叠式膜增湿器,这款产品由平板膜增湿器延伸出来,相同性能及条件下其体积是管束式的50%,平板式的30%,可极大减少系统厂商对于大功率系统设计边界尺寸。这种产品还具有可靠性高、成本低的优势。该产品供应商告诉高工氢电,这款产品价格属于千元级别,是公司在降本大趋势下主动降本的一个创新性产品。
功率方面:随着燃料电池功率的增大,客户对增湿器尤其流量和压降提出了更高的要求,多数企业正在这方面进行发力。比如魔方氢能源针对大功率的电堆已经开发出了可以适配250kW燃料电池系统的增湿器,流量>15000L/min,降均<5kPa。
集成方面:有的增湿器企业在开发路线上将增湿器和电堆尾板进行集成,这种技术路线优势明显,可以提高系统功率密度,增加换热换湿效率,减少管路接头等。
增湿器在未来的发展将呈“小型化、“耐高温、“模块化、“数字化的趋势,相关企业已经在慢慢朝这个方向前进。
“尤其是小型化方面,以匹配180kW系统的产品为例,一套增湿器的体积几乎能占到系统1/3的大小,太大了,未来增湿器的体积一定是要变小的,而且成本要低。上述研发出折叠式膜增湿器企业的相关负责人特别表示,这是国产增湿器产品的竞争力之一。
产品应用场景多元化
目前燃料电池的应用场景在拓宽,企业着力在固定发电、物流车辆、公交车辆、非道路车辆、重卡等场景展开布局。与之相应,国内增湿器产品的应用也在呈多元化发展。
比如,天朤增湿器产品的应用场景包括发电、自行车、船舶,以及物流、公交、重卡等车型,产品适用电堆功率覆盖1-5kW,60-250kW以上,其中适用大功率电堆的两款增湿器产品已批产。天朤自主开发的第21代膜管工艺已进入稳定量产状态,在苏州建设的研发生产中心可为客户提供增湿器订制开发服务。
包括针对系统大功率发展的趋势,目前市场上已经有多家企业推出了适配240-250kW系统的增湿器产品。不过这类大功率的增湿器产品,大多还属于定制开发款,系统厂家及增湿器厂家双方会共同在产品耐久性等细节上展开讨论,在摸索中共同推进产品的示范应用。
在这之前在售增湿器所配套的燃料电池系统功率在110-130kW范围居多,随着系统向多元化方向延伸,增湿器产品的覆盖面下一步应该很快会向两头拓宽。
国内增湿器的发展整体看势头向上,处在一个正向的循环中。增湿器的“江湖在进化,很热闹。