布局燃料電池發(fā)展 突破技術(shù)進(jìn)步是關(guān)鍵

    電動汽車的快速發(fā)展，讓鋰電池火了一把。但是，近一段時間，隨著福田、吉利、福特、日產(chǎn)等國內(nèi)外廠商紛紛布局燃料電池汽車，燃料電池重新回到大眾視野。有人說，燃料電池的春天已經(jīng)不遠(yuǎn)了。

    事實(shí)上，燃料電池除了應(yīng)用于汽車動力系統(tǒng)外，在軍事、分布式能源、移動電子設(shè)備等領(lǐng)域同樣有不小的應(yīng)用潛力。由于具有發(fā)電效率高、環(huán)境友好、燃料品種類多等優(yōu)點(diǎn)，燃料電池的未來被普遍看好。

    有專家指出，發(fā)展燃料電池，將對我國能源格局產(chǎn)生積極影響。以氫燃料電池為例，所需大量的氫燃料，可以通過風(fēng)電制氫、水電制氫等方式來獲得，從而解決清潔能源消納的問題。“在資源稟賦合適、政策引導(dǎo)得當(dāng)?shù)那疤嵯拢瑲錃獯�替化石能源燃料氣具有一定的�?jīng)濟(jì)性，燃料電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步速度也非常快，所以未來前景很好。”清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院常務(wù)副院長高峰說。

    燃料電池，是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。不同于鋰電池的儲能模式，燃料電池更像是一座小型的“發(fā)電站”。

    燃料電池本身具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)。以氫燃料電池汽車為例，相比電動汽車漫長的充電時間，加氫的時間要短得多。另外，氫燃料電池汽車還可彌補(bǔ)電動汽車行駛里程的問題。正如重慶交通大學(xué)公共交通學(xué)者王健所言，與純電 　動客車相比，氫燃料電池客車不再受限于續(xù)駛里程，能源補(bǔ)給時間大大縮短。

    正因?yàn)槿绱耍�近來資本和廠商紛紛在該領(lǐng)域開始布局。

    記者了解到，今年下半年，中國首批量產(chǎn)的28輛氫燃料電池公交車將先后在佛山、云浮兩地投入示范運(yùn)營。同時，全面建成投產(chǎn)后可形成每年5000輛氫燃料客車的生產(chǎn)能力，將成為國內(nèi)規(guī)模較大的新能源燃料電池汽車生產(chǎn)基地。

    與此同時，宇通、福田、吉利、福特、日產(chǎn)等國內(nèi)外車企近日都在燃料電池汽車方面動作頻頻。宇通推出全新一代氫燃料電池客車，福田歐輝客車已經(jīng)獲得100輛氫燃料電池客車的訂單。

    除應(yīng)用于汽車動力系統(tǒng)外，對飛機(jī)動力系統(tǒng)而言，氫燃料電池也是個不錯的選擇。去年，中國首架氫燃料電池?zé)o人機(jī)“飛躍一號”亮相。這種燃料電池?zé)o人機(jī)不僅綠色環(huán)保，而且工作溫度低、噪音小、易于維護(hù)。目前能研制氫燃料電池?zé)o人機(jī)的國家只有中國、美國和德國。

    截至2015年底，我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超過200億元，對于未來的市場規(guī)模，預(yù)計(jì)在5~8年內(nèi)，我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值將會超過2000億元。

    電動汽車的快速發(fā)展，讓鋰電池很是火了一把。作為一種不同于鋰電池的技術(shù)路線，燃料電池在汽車動力系統(tǒng)中的應(yīng)用同樣被看好。然而，也有業(yè)內(nèi)人士擔(dān)憂，關(guān) 　鍵技術(shù)缺失、價格昂貴、燃料產(chǎn)業(yè)鏈不完善等方面的限制，恐怕也為燃料電池的發(fā)展設(shè)置了障礙。燃料電池的發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步是關(guān)鍵。

    比如，對氫燃料電池而言，業(yè)內(nèi)公認(rèn)影響其發(fā)展的最大因素，便是居高不下的成本。使用昂貴的質(zhì)子交換膜、用貴金屬鉑作為催化劑，以及石墨雙極板較高的加工成本，都導(dǎo)致氫燃料電池汽車的成本和售價高于其他汽車。

    如何提高技術(shù)研發(fā)能力，降低成本，提高燃料產(chǎn)業(yè)鏈水平，是業(yè)界首先需要解決的問題。為了解決該問題，前不久國家能源局等部門下發(fā)的《能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動路線圖》(下稱“路線圖”)，對氫燃料電池技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略方向和目標(biāo)任務(wù)提出要求。

    根據(jù)路線圖，我國到2030年，完全掌握燃料電池核心關(guān)鍵技術(shù)，建立完備的燃料電池材料、部件、系統(tǒng)的制備與生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)燃料電池和氫能的大規(guī)模推廣應(yīng)用。2050年，實(shí)現(xiàn)氫能和燃料電池的普及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)氫能制取利用新探索的突破性進(jìn)展。

    在國內(nèi)，上海是最早開展氫能及燃料電池汽車技術(shù)研發(fā)的城市之一。目前，上海市有關(guān)部門正在加碼推動燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，初步計(jì)劃至2020年建成運(yùn)營5座加氫站，形成環(huán)上海的一個小型加氫網(wǎng)絡(luò)，為約400輛燃料電池客車提供加氫服務(wù)。 　 同電動汽車的推廣依賴于充電基礎(chǔ)設(shè)施一樣，燃料電池汽車的推廣同樣需要燃料加注站的支持。事實(shí)上，燃料電池?zé)o論是應(yīng)用于汽車動力系統(tǒng)還是其他領(lǐng)域，完善的燃料產(chǎn)業(yè)鏈都是不可或缺的。對氫燃料電池而言，大規(guī)模制氫、分布式制氫、氫氣儲運(yùn)等技術(shù)無疑是重要的一環(huán)。事實(shí)上，根據(jù)路線圖，未來這些技術(shù)都是發(fā)展的重點(diǎn)。

    此外，路線圖還提出，要建設(shè)可再生能源電解水制氫示范并推廣應(yīng)用。

    分析認(rèn)為，可再生能源制氫，可以解決可再生能源消納的問題，從而對我國能源格局產(chǎn)生積極影響。近兩年，棄風(fēng)、棄水現(xiàn)象時有發(fā)生。“一方面，可再生能源制氫可以減少傳統(tǒng)的化石能源的應(yīng)用；另一方面，氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，還可以有效推動以燃料電池的發(fā)展，從而促進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。這也是能源互聯(lián)網(wǎng)中通過多種能源協(xié)同提升能源系統(tǒng)整體效能的一種體現(xiàn)。”高峰說。

    分布式電站，被認(rèn)為是燃料電池未來應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域之一，其發(fā)展同樣依賴于科技創(chuàng)新。

    根據(jù)路線圖提出，要發(fā)展燃料電池分布式發(fā)電技術(shù)，在分散電站工況條件下，突破PEMFC、SOFC、MeAFC燃料電池關(guān)鍵材料、核心部件、系統(tǒng)集成和質(zhì)能平衡管理等關(guān)鍵技術(shù)，建立分布式發(fā)電產(chǎn)業(yè)化平臺，實(shí)現(xiàn)千瓦至百千瓦級PEMFC系統(tǒng)在通訊基站和分散電站等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用；實(shí)現(xiàn)百千瓦至兆瓦級SOFC發(fā)電分布式能源系統(tǒng)示范應(yīng)用，發(fā)電效率60%以上，并開發(fā)適于邊遠(yuǎn)城市和工礦企業(yè)等分布式電站。<