当前燃料电池组大都使用金属铂作为催化剂,虽然国内外都在努力通过降低铂的用量或采用廉价金属替代铂以降低成本,但近期内很难取得突破。在电解质膜方面,目前最常见的具有较强氧化和还原稳定性的质子交换膜是全氟磺酸膜,但该产品主要依赖进口,价格受制于国外垄断。

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面对世界能源生产和消费的深度变革,氢能被视为21世纪的终极能源,相应的氢燃料电池技术也正成为全球能源技术革命的重要方向。不少企业和投资机构对氢燃料电池摩拳擦掌、跃跃欲试,以期在这轮新赛跑中抢得先机。不过,前景虽好,道路崎岖。目前氢燃料电池还面临技术攻关、商业推广等诸多难题。

中国位列第二方阵

氢燃料电池在国内备受青睐,在政策上体现得尤为明显。近两年,新能源汽车面临补贴退坡,但对氢燃料汽车的补贴并不在退坡之列。政策导向下,各地发展氢能及燃料电池产业的热情高涨。记者梳理发现,北京、上海、河南、海南多省市先后公布了地方燃料电池发展规划和补贴政策,多地政府和企业也积极加大投资力度,开展燃料电池和氢能工程化技术研发和示范项目。“在政策保持不变的情况下,这样的向好形势预计可以持续到2020年左右。”中国可再生能源学会副理事长、氢能专委会主任委员蒋利军表示。

尽管国内燃料电池已具备较好技术储备,处于应用示范阶段,正逐步进入市场,“但产业链并不够完整,总体落后于国际领先水平,与美、日、德国相比差距明显,处于第二方阵。”蒋利军直言。

“‘第二方阵’的说法是针对氢燃料电池技术而言。”中国可再生能源学会氢能专委会秘书长王树茂告诉记者,“举个例子来说,目前国内燃料电池还处于几十千瓦级别,而国外已达到兆瓦级别,在燃料电池电动车及分布式燃料电池电站方面国外也已实现商业化前期应用。我们亟需发展一些高功率密度、长寿命燃料电池系统和车载储氢系统及其配套装备,以满足燃料电池汽车的运营需求。”

成本居高不下

就目前氢燃料电池发展而言,成本居高不下极大制约了氢燃料电池产业化进程。

“如果氢燃料电池汽车要和所有的汽车类型,包括传统汽车以及锂电池汽车进行竞争,成本问题就不容忽视。”王树茂进一步表示,“若氢燃料电池成本过高的情况长时间持续下去,可能会影响市场化进程。”

在燃料电池成本中占比最高的是燃料电池组。“要实现氢燃料电池的商业化,那么降低氢燃料电池的铂催化剂、电解质膜和双极板三个关键部件的成本势在必行。”王树茂坦言。

据了解,当前燃料电池组大都使用金属铂作为催化剂,虽然国内外都在努力通过降低铂的用量或采用廉价金属替代铂以降低成本,但近期内很难取得突破。在电解质膜方面,目前最常见的具有较强氧化和还原稳定性的质子交换膜是全氟磺酸膜,但该产品主要依赖进口,价格受制于国外垄断,开发高性能国产廉价质子交换膜成当前要务。

“其中双极板的问题最为棘手。作为现今最常使用的双极板,石墨板有良好耐腐蚀性能,颇受欢迎,但加工与成型成本过高且无下降态势。现在业内已有大量关于金属双极板的研究,但金属板耐腐蚀性能差,带来电池寿命隐患。”王树茂道出问题所在。

除核心部件成本短期内下降困难,燃料电池配件价格过高进一步推高其成本。业内看来,氢燃料电池降本之路仍路途遥远。

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基础设施不足

制约氢燃料电池行业发展的障碍,除价格因素外,配套的加氢站等基础设施匮乏也是不争的事实。由于加氢站等配套设施过少,加氢难问题十分突出。

据了解,目前国内已有1300余台氢燃料电池汽车,而建成的加氢站仅有14座,规划建设中的加氢站约40余座。蒋利军坦言:“虽然目前配套基础设施的建设已列入应用规划中,但加氢站高昂的建设成本,以及燃料电池汽车数量不多的现状,让建设加氢站驱动力不足,远远无法满足燃料电池产业化推广的要求。”

“配套设施同汽车发展不平衡阻碍氢燃料电池的推广,这一问题在国外也存在,比如美国,但我国更严重一些。我们现在试图从终端用户的需求出发,努力做到加氢站和燃料汽车同步发展,让车主开得方便、用得放心。”王树茂说。

“对整个氢燃料电池产业发展来说,增加和完善加氢站等基础设施意义重大。”蒋利军表示,“不仅有助于推动整体环境的改善,还有助于改变老百姓走出‘谈氢色变’的误区,以及推动相关标准法规的完善和发展。”

不了解氢的人认为氢气是一种危化品,对氢敬而远之,但其实氢气的安全风险在可控范围内。基于大量的试验和燃料电池整车的实际运行,中国工程院院士衣宝廉认为,氢燃料电池汽车的碰撞安全性能是完全有保证的,能够满足且符合国家碰撞安全标准。

蒋利军认为,“为改变大众的认知误区,有必要加深对氢气的科普,树立对产业的正确认知,从而推动氢能产业的健康发展。”

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