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TECHNICAL ARTICLES燃料電池核心技術落后
萬鋼介紹,中國在燃料電池催化劑、質子交換膜、碳紙等關鍵材料方面已經有所布局,但還處于實驗室階段,產品的一致性和可靠性尚無法保障。空氣壓縮機和氫氣回流泵等關鍵部件也已經有一些樣件,但還沒有穩定產能,產品供應不足且價格很高。儲氫材料的儲氫容量重量比到達到5%-7%才有實用價值,目前,35MPa的碳纖維纏繞金屬內膽氣瓶(III)的儲氫密度僅為3.9%。
● 電堆功率密度:國內產品基本上大概在2kW/L左右;據報道,先進水平已經達到了3kW/L左右;
● 催化劑效率:國內每千瓦的鉑用量大概0.3克;據報道,的先進水平已經達到了0.06克以下;
● 膜電極耐久性:國內動態工況實測壽命大概在3000小時左右;據報道,國外已經達到了9000小時;
● 空氣壓縮機:目前國內燃料電池產品基本采取低壓鼓風機,而國外主要采用空氣壓縮機,進口價格*。
與此同時,燃料電池汽車還沒有形成穩定的零部件供應體系,供應鏈薄弱,工程化能力不足,導致零部件的工藝質量低、產品一致性差、可靠性和耐久性不足,不能滿足規模化生產要求。
此外,車企在燃料電池乘用車領域的布局還比較少。萬鋼介紹,除了上汽集團以外,其他的主流車企還未把燃料電池汽車作為主攻產品列入發展規劃。中國車企與豐田、本田、通用、奔馳等汽車企業差距明顯,國內整車企業還沒有起到*的作用。
目前,國內燃料電池汽車的示范運營也還主要在商用車領域,包括宇通客車、青年客車、福田汽車、東風汽車、上汽大通等企業,車輛運營總量不超過1000輛,其中,車占78%,客車占22%。
氫能利用成本高
在氫能利用方面,萬鋼介紹,我國制氫、供氫和加氫系統落后,造成氫燃料成本的劇增。同時,我國低成本氫來源本十分廣泛,但受限于規模化供氫體系尚不完善,用氫價格超過了燃油成本,還沒有形成可持續的商業模式。
盡管當前氫能利用成本居高,國家能源投資集團總凌文認為,長期來看,我國發展氫能有三大天然優勢:
,中國的資源儲備缺油少氣相對富煤,而煤制氫在所有的制氫領域是*的;
第二,我國每年有大量可再生能源棄用。保守的統計,2017年我國棄電量為1000億度,如果用這些棄電量去電解水制氫,5度電如果能換來1方氫,大約可制氫200億方;
第三,化工的副產氫量很大。
凌文認為,中國是一個適合氫能發展的巨大市場,將氫應用于車用動力、分布式發電等領域有很大想象空間。
我國目前正在運營的加氫基礎設施有12座,在建的有近10座。中國工程院院士干勇認為,雖然我國加氫站當前規模較小,但已暴露一些問題。我國加氫站尚無法按照標準實現3-5分鐘快速加氫,達不到商業化運營標準。此外,壓縮機、加氫機等關鍵設備選型追求低價,無法滿足長期連續可靠運營要求。此外,有關加氫站的規劃、設計施工、驗收、關鍵設備選型等方面都缺乏標準。
我國從2009年開始推廣新能源汽車,截至2017年底,中國累計推廣新能源汽車超180萬輛,已成為新能源汽車推廣量大的國家。燃料電池汽車也是新能源汽車一部分,而目前只處于示范運營階段,累積運營數量不超過1000輛。可見,電動車已成為我國新能源汽車推廣的主流。