業(yè)內(nèi)共識(shí)，氫能將在未來中國乃至全世界的能源及交通運(yùn)輸領(lǐng)域扮演至關(guān)重要的角色。中國工程院院士干勇稱，中國市場巨大，氫能源技術(shù)前景廣闊，預(yù)計(jì)在2050年將率先進(jìn)入氫能源時(shí)代。而說到氫能的利用，就不能不提到其典型代表——氫燃料電池。
這么近，那么遠(yuǎn)！
在6月28日召開的氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇上，中國電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長陳清泰稱，2017年全國氫燃料電池商用車的產(chǎn)量達(dá)到了1226輛，氫燃料電池車開始進(jìn)入試運(yùn)行階段。“但是，從試運(yùn)行向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型是一個(gè)十分艱難的過程，一些發(fā)達(dá)國家和跨國公司對此已經(jīng)做了長期的努力，有的半途退出了，我國企業(yè)對此要有充分的準(zhǔn)備。”
阻擋我國氫燃料電池車產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的首要因素?zé)o疑是孱弱的核心技術(shù)。燃料電池系統(tǒng)是燃料電池車的核心，一般由電池堆、燃料處理器、空氣壓縮機(jī)等組成。全國政協(xié)副主席、中國科協(xié)主席萬鋼表示，雖然早在本世紀(jì)初我國就在氫燃料電池方面的研究做了一系列部署，但是在一些關(guān)鍵技術(shù)問題上目前并沒有取得顯著的進(jìn)展，而且與國際水平差距明顯。
“燃料電池用催化劑、質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵材料的開發(fā)，多停留于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段?！比f鋼舉例說，氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈薄弱，整車企業(yè)也沒形成穩(wěn)定的零部件供應(yīng)體系。
電池中國網(wǎng)認(rèn)為，目前氫燃料電池的發(fā)展階段與十年前鋰動(dòng)力電池的發(fā)展階段基本相似，任重而道遠(yuǎn)。隨著各方面的重視和投入，氫燃料電池技術(shù)、性能將在未來幾年有望取得重大突破。對于中國而言，目前最需要的，是把精力和耐心放在燃料電池的技術(shù)研發(fā)上。正如一位專家所說，“我們還很落后，應(yīng)該回到實(shí)驗(yàn)室里繼續(xù)研究，在關(guān)鍵問題沒解決好之前，別喊什么商業(yè)化。”氫燃料電池雖然看起來已經(jīng)離我們很近了，但要真正商業(yè)化其實(shí)還有相當(dāng)一段路要走。
商業(yè)化先過三道關(guān)
燃油車、純電動(dòng)與油電混合動(dòng)力、燃料電池車被稱為是汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔能源的三步曲。眼下動(dòng)力電池業(yè)在獲得難得發(fā)展機(jī)遇時(shí)，燃料電池業(yè)也迎來快速發(fā)展期。不過，由于種種制約，不少業(yè)內(nèi)人士表示，國內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)還處于商業(yè)化導(dǎo)入期，距離大規(guī)模應(yīng)用還有相當(dāng)長的一段距離。
面向未來，電池中國網(wǎng)認(rèn)為氫燃料電池產(chǎn)業(yè)想要在眾多技術(shù)路線較量中爭得一席之地，必須在技術(shù)上、成本上取得優(yōu)勢，在商業(yè)模式上走得通。其商業(yè)化必須要過三道關(guān)：
第一個(gè)是技術(shù)關(guān)。
在技術(shù)方面，國內(nèi)燃料電池技術(shù)水平與國際先進(jìn)水平仍存在較大差距。特別是質(zhì)子交換膜、雙極板、高壓氣瓶等核心部件，從目前領(lǐng)先和追趕的企業(yè)指標(biāo)上就能看出來差距。比如電堆功率密度，國內(nèi)產(chǎn)品大概在2kW／L左右，據(jù)悉國際先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了3kW／L左右；催化劑效率方面，國內(nèi)每千瓦的鉑用量大概0．3克，而國際的先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了0．06克以下；膜電極耐久性方面，國內(nèi)動(dòng)態(tài)工況實(shí)測壽命大概在3000小時(shí)左右，而據(jù)了解國外已經(jīng)達(dá)到了9000小時(shí)……
第二個(gè)是成本關(guān)。
對于燃料電池技術(shù)，目前最大的問題是需要從能源供給轉(zhuǎn)換的全局考慮，如果沒有實(shí)現(xiàn)從化石能源往氫能的整體轉(zhuǎn)換，并在較大地域范圍覆蓋，就沒辦法進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。對于整車企業(yè)而言，市場規(guī)模就比較有限，需要較大的量才能有效降低成本。
據(jù)北汽集團(tuán)總經(jīng)理張夕勇介紹，目前從材料購置成本角度來看，國內(nèi)商用車的電堆價(jià)格在每千瓦1．5萬塊錢左右，一個(gè)30千瓦的電堆價(jià)格在50萬元左右，已經(jīng)占到了整車價(jià)格的一半以上。而按目前1．2元一度電來算，同樣性能的純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的價(jià)格僅是其30％左右?！皬奈磥戆l(fā)展來看，如果要過成本關(guān)，必須通過技術(shù)升級(jí)和擴(kuò)大規(guī)模，大幅度降低電堆價(jià)格至每千瓦500元以下?！睆埾τ抡f道。
第三個(gè)是場景關(guān)。
勾勒出氫燃料電池汽車應(yīng)用的場景，才能為氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明方向。針對純電動(dòng)汽車與氫燃料電池汽車的成本優(yōu)勢，中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長歐陽明高表示，續(xù)航里程在500公里以內(nèi)，氫燃料電池轎車沒有成本優(yōu)勢；續(xù)航里程在100公里以上，氫燃料電池商用車就具備成本優(yōu)勢。因此，鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī)，氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)。
在目前發(fā)展較好的商用車方面，萬鋼認(rèn)為，從中遠(yuǎn)期來看，中型和重載貨車是氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。“中型和重載貨車的行駛里程長，環(huán)保要求高，想要解決這些問題，很好的辦法就是燃料電池汽車。今天電動(dòng)汽車的短板，完全可以用燃料電池汽車和氫能源來補(bǔ)足?！比f鋼說道。而干勇預(yù)計(jì)，到2050年將會(huì)有超過50％的重型卡車用氫燃料電池作為動(dòng)力。
加拿大巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司總裁麥凱文也認(rèn)為，包括商用卡車、大巴、有軌電車和海洋運(yùn)輸這四種重型運(yùn)輸市場是氫燃料電池非常好的應(yīng)用場景。在他看來，“實(shí)際上這些場景可以實(shí)現(xiàn)集中化加氫，所以不需要這么多的加氫站?！?/p>
綜合以上三道關(guān)，電池中國網(wǎng)認(rèn)為目前燃料電池商業(yè)化為時(shí)尚早，還面臨著許多制約因素。隨著未來幾年國內(nèi)氫燃料電池關(guān)鍵技術(shù)難題的破解和系統(tǒng)成本的大幅度下降，氫燃料電池汽車有望在部分地區(qū)和應(yīng)用場景中迅速增加。而從長期來看，完善的產(chǎn)業(yè)鏈、更多企業(yè)主導(dǎo)和參與、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的建立、國際開放合作等將影響氫燃料電池在商業(yè)化道路上的進(jìn)程。
作者：曹武佳
