為什么燃料電池突然火了？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-26 21:03
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燃料電池的火爆源于國家能源集團的一條消息。
1月10日，國家能源投資集團有限公司董事、總經理，中國工程院院士凌文在北京表示，建議國家組織相關部委研究將氫能納入國家能源體系，推動氫能成為國家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，制定氫能產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及實施路線圖，建立科學長效的產業(yè)發(fā)展扶持與激勵政策。
因為氫能來源多樣，可以從化石能源中獲取，也可以從工業(yè)副產品、合成甲醇、生物沼氣中獲取；基于這樣的特點，燃料電池成為氫能的重要應用成果。
燃料電池通過電化學反應，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲能（蓄電池）方式；因此，燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的（光伏電池板、風能發(fā)電等），整個循環(huán)就是徹底的不產生有害物質排放的過程。
事實上，凌文的這條建議并非空穴來風。早在2018年11月的第一屆中國-張家口氫能與可再生能源論壇上，科技部高新技術發(fā)展及產業(yè)化副司長續(xù)超前表示，科技部將加強氫能和可再生能源引領，加強協同創(chuàng)新和頂層設計，與財政部、能源局等加強溝通，在政策、標準方面消除障礙；繼續(xù)開展氫能燃料電池關鍵核心技術攻關，聚焦氫能核心關鍵技術研發(fā)；鼓勵龍頭企業(yè)積極推動燃料電池基礎設施建設，提升燃料電池汽車動力系統(tǒng)與整車水平，形成具有自主核心技術的產業(yè)化能力。
此外，燃料電池汽車還是新能源汽車中唯一一種到2020年享受補貼不退坡特殊優(yōu)惠政策的車型。在國家補貼政策明確的同時，各地方的補貼標準也在跟進，多個地市陸續(xù)確認了對于燃料電池的地方補貼政策。正因如此，在補貼逐年退坡的情況下，燃料電池汽車受到越來越多的關注。
其次，近段時間以來，中外企業(yè)紛紛加速布局氫能，包括長城汽車入股加氫站運營商、中石化聯手億華通在昌平布局加氫站、韓國現代汽車將用1億美元基金主攻氫能源汽車。此前，國家新能源汽車重點科技專項首席專家歐陽明高院士表示，2020年中國燃料電池汽車保有量將達1萬輛。
關鍵技術已實現“國產替代”
燃料電池系統(tǒng)，主要是電堆和氫氣儲存設備及配件，其核心技術被稱為“質子交換膜”；據悉，全球能夠商業(yè)化供應氫燃料電池質子交換膜材料的公司除了美國杜邦，再無他家。日本境內也有一家公司同樣可以生產，但這家公司拒絕對任何國家銷售該產品。
回到國內來看，據悉國內燃料電池產業(yè)依靠國家高補貼在生存，70%的燃料電池零部件需要進口，大部分技術掌握在國外。
不過，近日國家電投集團氫能科技發(fā)展有限公司表示，公司科研團隊新研制的燃料電池實現了全產業(yè)鏈的完全自主化，具有技術水平先進、成本低等優(yōu)勢。
據悉，該燃料電池屬于第三代電堆，對標目前世界最先進水平。以燃料電池的核心部件雙極板為例，新研制的非不銹鋼金屬雙極板無論是在厚度、導電性，還是在加工成型工藝和耐腐蝕性方面均達到全球領先水平。而以此為基礎研發(fā)的燃料電池堆功率密度可大于 3.0千瓦/升；耐久性能推計將大于10000小時；鉑用量可小于30克/120千瓦，這些數據指標均居于世界前列。
此次氫能公司不但在短時間內實現了技術突破，而且研發(fā)的燃料電池堆在所有關鍵技術方面均為國產，且具有低成本的優(yōu)勢。如正式投產，預計其成本會較國外進口堆大幅降低。這對于燃料電池迅速進入產業(yè)化階段無疑具有重要意義。
燃料電池VS鋰電池、固態(tài)電池
作為新能源汽車的關鍵技術，鋰電池、固態(tài)電池和燃料電池一直都被拿來做對比。
鋰電池的優(yōu)勢為造價成本低，商用化則更加成熟；缺點則是能量密度低、易燃、反應產物有毒、充電慢等特征也是潛在的“隱患”；
固態(tài)電池的優(yōu)勢在于具有高的離子電導率和機械強度、寬的電化學穩(wěn)定窗口和工作溫度區(qū)間，能夠實現高能量密度、高功率密度和高安全；但缺點在于不同的材質與不同的排列組合化學性能差異很大，有的充電速度快，有的能量密度高，各有所長又各有所短，很難做到一種材料解決所有的問題。
燃料電池的優(yōu)點有1、零排放或近似零排放。2、減少了機油泄漏帶來的水污染。3、降低了溫室氣體的排放。4、提高了燃油經濟性。5、提高了發(fā)動機燃燒效率。6、運行平穩(wěn)、無噪聲。
但其缺點也很棘手，一是成本極高，氫燃料使用過程中不可或缺的反應催化劑——鉑稀有貴金屬成本極高；二是，目前缺乏加氫的基礎設施，據悉氫燃料充電站造價為特斯拉超級充電站的五、六倍；
目前，國內投入運營的加氫站只有6個。根據國家“十三五”規(guī)劃，到2020年中國要建成100座加氫站，然而這只是德國和日本目前的水平。
雖說目前來看，燃料電池距離產業(yè)化的目標還有很長的距離，但不可否認，燃料電池汽車巨大的潛力還沒有得到開發(fā)，當下種種產業(yè)鏈上的問題不能抹殺氫能生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)越性。
國金證券研究所董事總經理張帥認為，目前燃料電池領域就像2005年的光伏、2010年的鋰電池，它是一個跟鋰電和光伏等量齊觀的市場，未來十年將成為新能源行業(yè)最大的投資機會，從能量使用效率的角度，高負載場合更適合用氫能。
