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氫能與氫燃料電池關鍵材料應該從哪些方面發力?

劉同 372
文章來源:劉同

  2018年我國電動汽車銷量125萬輛,而燃料電池汽車僅有不到2000輛,發展滯后較多。除了電池關鍵技術落后于國外,基礎設施建設等方面也存在差距。要實現真正商業化,前路漫漫。1月20日,由中國電池聯盟、中國電子節能技術協會電池專委會、中國高科技產業化研究會、清華大學、北京理工大學聯合舉辦的2019全國氫燃料電池汽車產業技術峰會在北京開幕。與會代表深入探討了如何加速氫燃料電池車商業化,規范產業發展。

  各國高度重視

  加拿大皇家科學院院士張久俊教授指出,當前世界各主要發達國家都把發展新能源汽車作為國家發展戰略。

  日本:

  《氫能與燃料電池戰略路線圖》

  規劃到2025年,用約10年時間普及氫能利用市場——再用5年時間建立大規模的供氫體系——在2040年建成無碳排放的氫燃料供給體系。

  美國:

  《能源政策法案》

  到2020年,氫燃料電池汽車必須具有經濟性和較低的排放量,且具有2005年型號輕型車等效或改進的安全能力。該法案還為2020年之前的氫能基礎設施和燃料電池技術撥款,并為部分燃料電池車示范項目提供資金,用以提高氫能和燃料電池車的公眾認知,并對私人購置的燃料電池乘用車給予8000美元/輛的抵稅優惠。

  韓國:

  “三步走”氫能戰略

  制定了在2025年前由政府通過資金補貼等扶持產業的發展、到2030年整體產業基本實現私有市場的自我驅動、2035年后開始產業的大規模商業化運營的總體規劃。

  歐盟:

  《氫能和燃料電池——我們未來的前景》

  規劃了歐洲2050年過渡到氫經濟的“三步走”發展階段,包括研發氫能及燃料電池車技術儲備為核心路線近期階段(2000—2010年)、以研發與示范運營并行的中期階段(2010—2020年)、燃料電池車產業商業化發展的長期階段(2020—2050年)。

  正視差距謹慎布局

  一直以來,我國的氫燃料電池汽車都在《中國制造2025》、《國家節能與新能源汽車技術路線圖》等重要戰略綱要中,均被確認要大力發展。2018年,我國對氫燃料電池汽車的重視和關注度再次升溫。

  張久俊表示,發展新能源電動車的核心部件是動力電池。質子交換膜燃料電池已被公認為是電動汽車的終極主電源,占整個市場的88.6%,成為燃料電池市場的主要增長點。降低燃料電池的成本才是通向真正產業化的關鍵。

  1990—2005

  FCV示范應用驗證(該技術被證實可滿足汽車應用的性能要求)

  2005—2012

  第二代燃料電池汽車(綜合性能提升,基本滿足商業化技術要求)

  2013—至今

  第三代燃料電池汽車(燃料電池性能進一步提高)→當前國外已處于第三階段

  張久俊表示,當前我國燃料電池產業鏈已經基本形成,但仍不甚完善。其中質子交換膜燃料電池關鍵材料與國外相比差距很大(如圖)。

  中國高科技產業化研究會秘書長黎宇紅指出,除了國產燃料電池的水平與國外相比尚有差距之外,基礎設施建設方面,未來如果要進一步降低成本并滿足燃料電池汽車大規模使用需求,必須解決規模化制氫和經濟安全輸運的問題。

  國家發改委能源研究所博士劉堅認為,未來燃料電池更適合長續航里程/高載重貨運且在核心部件成本下降方面比鋰電池有更大空間。因此,應加大燃料電池研發力度,提升電池功率密度、壽命等關鍵參數。

  張久俊指出,氫能質子膜燃料電池比目前的燃油車貴很多,仍處于示范階段,真正商業化還有很艱難的路要走。加之目前的加氫站還不能支撐大規模的燃料電池商業化。

  北京綠色智匯能源產業研究院院長發布了由中國電池聯盟推出的“中國車用燃料電池產業年度報告”,并指出,目前,我國的氫燃料電池汽車產業已經形成了七大集群,重點企業合縱連橫將加速區域性整合和跨區域的投資并購,但燃料電池產業鏈基本形成卻不完善。未來很長一段時間內的發展,依舊需要政府大力支持與全面引導。

  在制氫方面,國內政策的具體方向是進行副產氫提純路線的研究與示范、開展低排低成本電解水制氫技術、進行低成本的化石燃料制氫系統研究。在運氫方面,氫氣的主要運輸方式有氣氫拖車運輸、氣氫管道運輸和液氫罐車運輸,初期主要采用氣氫拖車運輸,規劃目標是在2030年能過渡至主以液氫罐車運輸方式。在加氫站方面,我國規劃2020年建成100座、2025年超過300座,2030年數量超過1000座。

  北京伯肯節能科技股份有限公司徐煥恩表示,車載燃料電池供氫系統依然面臨諸多問題與挑戰,例如:氫安全方面缺乏技術標準,仍需推廣普及,缺乏專業人才;氣瓶碳纖維及系統部件幾乎全部依賴進口,缺乏有效開發手段和驗證手段,從而導致生產成本較高制約發展;車輛運行系統可靠性還缺乏有效驗證,產品成熟度不高。

  專家表示,隨著純電動商用車補貼快速退坡,繼2017年開始燃料電池商用車型申報加速,預計未來幾年國內燃料電池商用車將保持快速發展,并確定“電電混合”動力系統技術路線(即燃料電池與純電動汽車為并存互補關系)。

標簽:氫能

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