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作者:赵汀


十四五期间,氢能被列入国家能源体系,成为未来产业的重要发展方向。交通应用是氢能应用的重要领域,燃料电池作为核心部件受到广泛关注。我国对燃料电池的研究由来已久,规划到 2025 年,燃料电池车保有量将达到5万辆。总体来看,燃料电池要实现关键技术国产化、核心零部件摆脱进口,还需在产业链体系、地区发展机制完备的情况下稳妥推进。


中国电力报|氢能汽车产业化突围战 ——燃料电池寿命可靠性增强是关键

江苏骥翀燃料电池金属双极板及电堆产线 


车企发起机制尚不成熟

 自上个世纪六七十年代,我国就已经着手了燃料电池在航天领域的应用研究。在“九五”“十五”“十一五”期间,国家 “863”“973”及中科院重大项目等对燃料电池研发予以了持续支持。时至今日,我国作为起步较早的国家,燃料电池的基础研究与发达国家基本处于同一水平。

据了解,“十三五”以来,我国氢燃料电池车在数量上有了很大提升,目前总量约7000台。同时,我国也发明了基于燃料电池和动力电池的电—电混合动力模式,引领了燃料电池车的技术发展。

相较发达国家,我国氢能汽车发展还存在哪些差距?德国对于燃料电池的研究起步较早,诸如戴姆勒、大众等汽车品牌多年来持续投入资源进行燃料电池车的开发。因此,德国在氢能技术方面处于全球一流水平。

上海骥翀氢能科技有限公司董事长付宇博士表示:“我国燃料电池在性能方面处于国际一流行列,但是在可靠性和寿命方面还有待验证。” 

差距的存在来源于市场主体整车企业是否发挥了整体推动作用。

汽车作为终端耐用消费品,纵观全球范围内的先进经验,由车企牵头发起的氢能汽车开发机制有迹可循。去年9月,韩国现代汽车集团发布第三代氢燃料电池系统及氢能移动出行解决方案。

 而我国对氢能汽车的研发应用相对分散,零部件制造、系统集成,再到整车组装,各环节之间缺乏协同,从而造成了燃料电池在应用过程中的寿命可靠性短板。

今年3月,国家发展改革委、国家能源局联合制定了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》(以下简称“规划”),这是首个国家级的氢能产业顶层设计,规划指 出“十四五”期间氢能产业主要示范应用包括交通、储能、发电和工业四大领域,设定到2025年燃料电池车保有量达到5万辆。

 近年来,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委和国家能源局五部委共同发布了推动燃料电池汽车示范应用的通知,目前共有五个城市群入选。

“这几年政府主推示范应用的主要目标就是要解决燃料电池寿命可靠性及全产业链自主可控的问题。” 

在业内人士看来,基于全国近30个省市形成氢能产业规划,到2025年,全国燃料电池车保有量有望达到10万辆。

 

高技术壁垒行业

在“双碳”大背景下,氢能及燃料电池政策密集出台,吸引了诸多企业加入其中。但氢燃料电池是一个多学科交叉的高技术壁垒行业,而汽车又是产业链非常长的行业。每个燃料电池车部件的开发都需要大量的工程人员、投入较长时间和其他各种资源才能有所突破。每一代产品开发都不是短期行为,需要循序渐进逐步发展。

  “目前氢燃料电池处于产业化初期,大量的研发投入和较小的市场规模导致产品的价格和成本高于其他技术路线。在政策驱动下,通过补贴(奖励)等方式推进燃料电池车的示范运行,打通产业链,解决产品可靠性和寿命等问题,同时不断降低成本尽快具有自身经济性,是目前阶段行业面临的最大挑战。”付宇强调。

结合内外部环境,燃料电池车亟需完成四项工作以加快自身发展。首先,解决全产业链国产化问题,实现关键材料、核心零部件自主可控;其次,解决燃料电池车实用性问题,包括性能、寿命及成本等;第三,打通氢能全产业链,包括氢的制、储、运、加以及车辆运营;最后,由不同地方政府因地制宜,摸索适合的产业政策。这样,四年示范期过后,氢燃料电池就具备了大规模批量应用的基础。氢能首先在交通领域实现产业化应用,目前来看,答案是肯定的。

汽车是民用产品中最复杂、集成度最高、可靠性要求最高、成本要求最高的。通过氢燃料汽车的应用推广,把产业链、发展模式、体制机制培育成熟后,再去实现船舶、飞机、电源等其他应用,就很容易实现。

“利用氢气的储能属性,把不稳定的可再生能源所发电能,通过电解水变成氢储存起来,需要时通过燃料电池把氢转换成电能用掉。这是氢燃料电池更大的战略意义。相较交通运输领域,氢能更大的应用市场是在能源领域。”付宇表示。


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