制氫／儲氫／運氫／加氫已不是燃料電池產(chǎn)業(yè)痛點？

盡管燃料電池前景可期，但業(yè)內(nèi)人士普遍認為，燃料電池要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，還有以下困難：1、氫燃料電池電堆的成本和使用壽命問題；2、氫氣大規(guī)模生產(chǎn)、運輸和加注（加氫站）過程的綜合使用成本較高；3、終端加氫站的建設(shè)是政府層級的難題。

囿于以上困境，不少專家認為，燃料電池短期內(nèi)可期的應(yīng)用場景主要集中在定點運輸?shù)呢涇嚭凸活I(lǐng)域。

對此，空氣產(chǎn)品公司中國區(qū)副總裁及東區(qū)總經(jīng)理郁峰先生認可燃料電池前景的結(jié)論，卻不認為燃料電池產(chǎn)業(yè)在制氫、儲氫、運氫和加氫上存在巨大困難。

蓋世汽車了解到，空氣產(chǎn)品公司是全球領(lǐng)先的工業(yè)氣體公司，在氫能領(lǐng)域已有超60年的技術(shù)沉淀。作為氫氣和燃料電池加氫站的提供商，空氣產(chǎn)品公司每年可生產(chǎn)200萬噸氫氣，同時在全球參與了20多個國家和地區(qū)的250個加氫站項目（當(dāng)前全球加氫站數(shù)量約為400座個），公司專有的加氫技術(shù)每年被用于超過150萬次的安全加氫操作。

據(jù)外媒報道，由著名設(shè)計師亨利克·菲斯克（Henrik Fisker）創(chuàng)立的電動汽車初創(chuàng)公司－菲斯克（Fisker）近日宣布，其固態(tài)電池技術(shù)獲得了重型機械制造商卡特彼勒（Caterpillar）的投資。菲斯克總部位于洛杉磯（Los Angeles），其未透漏獲得投資的具體數(shù)額，但是表示卡特彼勒對菲斯克的投資表明了雙方都認同電氣化解決方案對未來多個業(yè)務(wù)部門的重要性。

今年早些時候，菲斯克推出了全新純電動汽車EMotion，并且表示該車充電一次的續(xù)航里程可達400英里。與依賴A123電池系統(tǒng)的首款菲斯克電池不同，EMotion據(jù)說采用了菲斯克最新的電池技術(shù)。去年，菲斯克表示其固態(tài)電池技術(shù)取得了突破，可使電動汽車1分鐘內(nèi)充滿電，并且電動汽車?yán)m(xù)航里程可達500英里。

總部位于伊利諾斯州皮奧瑞壓的卡特彼勒是世界領(lǐng)先的建筑和采礦設(shè)備、柴油和天然氣發(fā)動機、工業(yè)燃氣輪機和柴油電力機車制造商，其風(fēng)投部門Caterpillar Venture Capital Inc．一直專注于投資機器人、能源、先進材料和數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域。

菲斯克的固態(tài)電池是未來電池技術(shù)的下一代鋰離子電池，其電極提供高能量密度、更高安全性、更快的充電時間和更低的成本。菲斯克表示，正申請專利的菲斯克柔性固態(tài)電池的成本每千瓦時不到100美元，可用于建筑、儲能、交通和采礦業(yè)。

該電池技術(shù)商業(yè)化時間尚不可知，但是菲斯克此前說過應(yīng)該在2018至2023年間。

從制氫的角度看，氫元素在宇宙中極其豐富，視線所及均含有氫，關(guān)鍵是如何提取出氫氣。當(dāng)前氫氣來源主要有一下來源：

一是石油工業(yè)的副產(chǎn)品，主要是含氫的尾氣，這是目前最主要的氫氣來源，但依然還存在大量的氫氣被浪費或是不完全利用，比如直接用氫氣燒鍋爐，浪費了其中巨大的化學(xué)能。

二是利用化石能源制氫，比如利用煤或者天然氣裂解制氫，煤和天然氣資源十分豐富，而且這種制氫法能耗很低，成本也不貴，產(chǎn)能還相當(dāng)可觀。

三是可再生能源制氫，比如利用太陽光電、風(fēng)電、水電和生物質(zhì)（禽畜的糞便、城市污廢等），這類制氫的優(yōu)勢時絕對的環(huán)保，缺點是當(dāng)前技術(shù)條件下，成本較高。

其中，利用含氫尾氣和化石能源制氫，不論是產(chǎn)能還是單位生產(chǎn)成本都能滿足燃料電池產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模發(fā)展，值得一提的是，空氣產(chǎn)品公司認為以化石原料為基礎(chǔ)的制氫方式將使氫氣在加注口的成本與燃油車相比降低10％～20％。而從產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展來看，以可再生能源為基礎(chǔ)的氫氣生產(chǎn)技術(shù)將最終實現(xiàn)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)零碳排放的循環(huán)經(jīng)濟。

從儲氫和運氫的角度來看，目前中國氫氣的儲運主要是依賴200公斤的傳統(tǒng)的魚雷罐進行儲運，這樣的儲運模式一輛車大概裝400公斤的氫氣，效率較低，運輸成本偏貴?？諝猱a(chǎn)品公司已經(jīng)開發(fā)了超高壓的氣態(tài)氫儲能技術(shù)和液氫儲運技術(shù)，可提供520公斤的超高壓氫氣運車和液氫的雙向槽車，1輛液氫槽車等于15輛管束車的運輸效率?？諝猱a(chǎn)品公司相信，在國家相關(guān)法律法規(guī)的支持下，這些就一定可以推行開來。只要有了國家相關(guān)法律法規(guī)的支持，這些就能推行開來。

從加氫的角度來看，加氫站主要的成本就是壓縮機的電耗，但如果是液態(tài)氫或者使用超高壓的氣態(tài)氫儲能技術(shù)，就能將電耗控制在非常低的一個水平，甚至不需要壓縮機，這大大降低加氫站的成本?？諝猱a(chǎn)品公司在全球參與的加氫站項目已達250多個。 每年采用公司專有技術(shù)的成功加氫達150多萬次。

加氫過程也十分便捷，以空氣產(chǎn)品公司在美國加州建設(shè)的無人加氫站為例，整個加氫過程只需要短短三分鐘，和傳統(tǒng)燃油車的效率相當(dāng)，而在短短3分鐘的加氫時間，按照安全標(biāo)準(zhǔn)，會有3次中斷，進行系統(tǒng)的自檢，自檢通過以后才能進一步地再加氫。因此，在這套無人加氫程序里中，安全性已經(jīng)得到了最大的保障。

郁峰先生表示，空氣產(chǎn)品公司已經(jīng)構(gòu)建出完整、科學(xué)的制氫、儲氫、運氫和加氫體系技術(shù)，經(jīng)濟性和操作性均能滿足燃料電池汽車的規(guī)模化，關(guān)鍵還要看燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而對燃料電池車的前景，郁峰先生非常有信心。

“談氫變色”是誤會，氫燃料電池安全可控

此外，郁峰先生還指出，一直以來，不少人都對氫氣的安全性有一個誤區(qū)，認為氫氣是一種非常危險的氣體，甚至“談氫變色”。事實上并非如此，或者說恰恰相反，氫燃料電池汽車相較于其他能源來說，反而更安全一些。

蓋世汽車了解到，燃料電池汽車的安全性評價主要是針對燃料電池電堆和儲氫系統(tǒng)兩個部分。

其中，電堆只是氫氣和氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所，本身并不儲存能量，安全性隱患主要來自氫氣的監(jiān)控。但由于電堆內(nèi)部氫氣的量并不大，而且氫氣／空氣可以迅速被切斷，其安全性其實還是很有保障的。據(jù)幾家知名車企對其燃料電池車的綜合測試結(jié)果表明，即使在工作狀態(tài)下對電堆進行穿刺短路，都不會引起電堆火災(zāi)和爆炸發(fā)生。

至于儲氫系統(tǒng)的安全性則主要由儲氫罐決定。目前儲氫罐廣泛使用的700 bar高壓鋁瓶，國際上已經(jīng)有數(shù)千次的加壓／減壓測試記錄，在滿載條件甚至下還進行過步槍射擊實驗。而為了避免外力損傷，國際幾大汽車公司普遍選擇將儲氫罐放置在后排座椅下面或者后背這個汽車上相對比較安全的部位。一般氣罐旁邊、駕駛室和動力艙都安裝了氫氣傳感器在線檢測氫氣濃度，儲氫罐還安裝了應(yīng)急排放閥，以降低破損以后氫氣的積累。

事實上，氫氣的特點是非常輕泄漏之后迅速上升，只要通風(fēng)良好，在開闊的馬路上一般不會發(fā)生爆炸危險，只有在遭受重大交通事故或者應(yīng)力疲勞導(dǎo)致儲氫瓶破損氫氣泄漏的情況下，才有可能出現(xiàn)燃燒等惡性事件。

值得一提的是，即便出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象，燃料電池車也是相對安全的。日本研究試驗結(jié)果表明，在汽油車和氫燃料電池汽車分別創(chuàng)造燃料泄露和著火條件下，3秒時汽油車下方漏油著火，而氫氣則是迅速沖高在汽車上方著火。一分半鐘以后燃料電池汽車的明火已經(jīng)熄滅，而汽油車火勢正旺最終燒得只剩車架（如上圖所示）

國內(nèi)外很多研究機構(gòu)也都做過氫燃料電池的碰撞、泡水、跌落實驗，儲氫罐的碰撞和灼燒試驗以及燃料電池汽車整車的碰撞試驗，均未出現(xiàn)重大安全問題。

因此，相較于汽油車及事故頻頻的鋰電池汽車，氫燃料電池車在安全性上還是有一定優(yōu)勢存在的。