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氢能与氢燃料电池关键材料应该从哪些方面发力?

日期:2019-01-21    来源:中国化工信息周刊

国际新能源网

2019
01/21
17:43
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关键词: 氢能 氢燃料电池 关键材料

  2018年我国电动汽车销量125万辆,而燃料电池汽车仅有不到2000辆,发展滞后较多。除了电池关键技术落后于国外,基础设施建设等方面也存在差距。要实现真正商业化,前路漫漫。1月20日,由中国电池联盟、中国电子节能技术协会电池专委会、中国高科技产业化研究会、清华大学、北京理工大学联合举办的2019全国氢燃料电池汽车产业技术峰会在北京开幕。与会代表深入探讨了如何加速氢燃料电池车商业化,规范产业发展。
 
  各国高度重视
 
  加拿大皇家科学院院士张久俊教授指出,当前世界各主要发达国家都把发展新能源汽车作为国家发展战略。
 
  日本:
 
  《氢能与燃料电池战略路线图》
 
  规划到2025年,用约10年时间普及氢能利用市场——再用5年时间建立大规模的供氢体系——在2040年建成无碳排放的氢燃料供给体系。
 
  美国:
 
  《能源政策法案》
 
  到2020年,氢燃料电池汽车必须具有经济性和较低的排放量,且具有2005年型号轻型车等效或改进的安全能力。该法案还为2020年之前的氢能基础设施和燃料电池技术拨款,并为部分燃料电池车示范项目提供资金,用以提高氢能和燃料电池车的公众认知,并对私人购置的燃料电池乘用车给予8000美元/辆的抵税优惠。
 
  韩国:
 
  “三步走”氢能战略
 
  制定了在2025年前由政府通过资金补贴等扶持产业的发展、到2030年整体产业基本实现私有市场的自我驱动、2035年后开始产业的大规模商业化运营的总体规划。
 
  欧盟:
 
  《氢能和燃料电池——我们未来的前景》
 
  规划了欧洲2050年过渡到氢经济的“三步走”发展阶段,包括研发氢能及燃料电池车技术储备为核心路线近期阶段(2000—2010年)、以研发与示范运营并行的中期阶段(2010—2020年)、燃料电池车产业商业化发展的长期阶段(2020—2050年)。
 
  正视差距谨慎布局
 
  一直以来,我国的氢燃料电池汽车都在《中国制造2025》、《国家节能与新能源汽车技术路线图》等重要战略纲要中,均被确认要大力发展。2018年,我国对氢燃料电池汽车的重视和关注度再次升温。
 
  张久俊表示,发展新能源电动车的核心部件是动力电池。质子交换膜燃料电池已被公认为是电动汽车的终极主电源,占整个市场的88.6%,成为燃料电池市场的主要增长点。降低燃料电池的成本才是通向真正产业化的关键。
 
  1990—2005
 
  FCV示范应用验证(该技术被证实可满足汽车应用的性能要求)
 
  2005—2012
 
  第二代燃料电池汽车(综合性能提升,基本满足商业化技术要求)
 
  2013—至今
 
  第三代燃料电池汽车(燃料电池性能进一步提高)→当前国外已处于第三阶段
 
  张久俊表示,当前我国燃料电池产业链已经基本形成,但仍不甚完善。其中质子交换膜燃料电池关键材料与国外相比差距很大(如图)。
 
  中国高科技产业化研究会秘书长黎宇红指出,除了国产燃料电池的水平与国外相比尚有差距之外,基础设施建设方面,未来如果要进一步降低成本并满足燃料电池汽车大规模使用需求,必须解决规模化制氢和经济安全输运的问题。
 
  国家发改委能源研究所博士刘坚认为,未来燃料电池更适合长续航里程/高载重货运且在核心部件成本下降方面比锂电池有更大空间。因此,应加大燃料电池研发力度,提升电池功率密度、寿命等关键参数。
 
  张久俊指出,氢能质子膜燃料电池比目前的燃油车贵很多,仍处于示范阶段,真正商业化还有很艰难的路要走。加之目前的加氢站还不能支撑大规模的燃料电池商业化。
 
  北京绿色智汇能源产业研究院院长发布了由中国电池联盟推出的“中国车用燃料电池产业年度报告”,并指出,目前,我国的氢燃料电池汽车产业已经形成了七大集群,重点企业合纵连横将加速区域性整合和跨区域的投资并购,但燃料电池产业链基本形成却不完善。未来很长一段时间内的发展,依旧需要政府大力支持与全面引导。
 
  在制氢方面,国内政策的具体方向是进行副产氢提纯路线的研究与示范、开展低排低成本电解水制氢技术、进行低成本的化石燃料制氢系统研究。在运氢方面,氢气的主要运输方式有气氢拖车运输、气氢管道运输和液氢罐车运输,初期主要采用气氢拖车运输,规划目标是在2030年能过渡至主以液氢罐车运输方式。在加氢站方面,我国规划2020年建成100座、2025年超过300座,2030年数量超过1000座。
 
  北京伯肯节能科技股份有限公司徐焕恩表示,车载燃料电池供氢系统依然面临诸多问题与挑战,例如:氢安全方面缺乏技术标准,仍需推广普及,缺乏专业人才;气瓶碳纤维及系统部件几乎全部依赖进口,缺乏有效开发手段和验证手段,从而导致生产成本较高制约发展;车辆运行系统可靠性还缺乏有效验证,产品成熟度不高。
 
  专家表示,随着纯电动商用车补贴快速退坡,继2017年开始燃料电池商用车型申报加速,预计未来几年国内燃料电池商用车将保持快速发展,并确定“电电混合”动力系统技术路线(即燃料电池与纯电动汽车为并存互补关系)。
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