中国工程院院士衣宝廉：应先商业化氢能商用车！加氢费低于30元/kg才能与燃油竞争
文章来源：智灵财经
4月23日举行的中国氢能科技创新论坛上，中国工程院院士、中科院大连化学物理研究所研究员衣宝廉在谈及我国氢燃料电池汽车时表示，应该先商业化对加氢站依赖度低商用车，至加氢站达到一定密度，再示范，商业化乘用车。
资料图：衣宝廉院士，图源网络
在衣宝廉院士看来，实现燃料电池关键材料和部件国产化，批量生产，同时提高电堆的比功率，就可以大幅度降低燃料电池发动机进而降低燃料电池车的成本。
他认为，大力发展可再生能源，电解水制备绿氢，采用管网输送氢气，加氢站加的氢可降至每公斤30元以下，就可以和燃油车竞争了。如果实现氢气压缩机，高压储氢瓶等国产化和批量生产，建油，氢，电合建站，就可大幅度降低加氢站的建设费用。
预计到2025年有数万辆燃料电池汽车示范运行
燃料电池汽车是氢能应用的突破口，是新能源汽车三大技术路线之一，具有无污染、高效率、载重高、加注快和续航长等显著优势。其突出优点是比能量较高，可以输出0.5~1kWh/kg，是锂离子电池储能的数倍。所以，燃料电池车适合于重载车和长途运输汽车，而且电堆与氢罐是分开的，提高了发动机的安全性，电堆不会产生燃烧和爆炸，我国氢燃料电池汽车已经实现了在-30℃~-40℃状态下的低温启动，不需要额外的功耗。
北京冬奥会有1000多辆燃料电池汽车参与运营，是世界规模最大的一次示范运行，在燃料电池汽车示范应用史上具有里程碑意义。
国家燃料电池汽车示范应用政策发布以来，国内已有5个示范城市群，还有一些其他省市也都出台了相关规划，预计到2025年有数万辆燃料电池汽车示范运行。
核心材料与国外相比还有一定差距，还存在一些“卡脖子”环节
在燃料电池汽车和关键零部件技术方面，电-电混合燃料电池汽车也是我国率先发展起来的，电堆体积功率密度不断提升，系统向大功率方向发展趋势明显。核心材料方面，国内已经有一些方面做到了世界前列，但整体与国外相比还有一定差距，还存在一些“卡脖子”环节，包括质子交换膜、气体扩散层，以及氢气瓶所用的超强碳纤维等。这主要是由于国内是从电堆和系统集成开始发展燃料电池电堆和氢燃料电池车的，不是从关键材料一步步发展起来的，最底层的关键材料是个制约因素，所以现在反过来要发展基础研究，使基础材料产业化。
加氢费用只有降到30元以下才能与燃油竞争
目前，我国燃料电池汽车还处于产业发展初期，产业规模还比较小，燃料电池系统价格高，导致一辆燃料电池车的售价是燃油车的2~3倍、锂离子电池车的1.5~2倍，加氢站的加氢费用每公斤高达60~70元，只有降到30元以下才能与燃油竞争。因此，要实现无补贴的燃料电池汽车规模化、商业化推广，必须大幅度降低燃料电池系统的成本和氢气的成本。
我们要坚持自主创新，持续开展基础材料研究、技术研究，突破卡脖子技术，对于电堆而言，采用超低铂有序化电极大幅度降低铂用量，或使用非铂催化剂；制备增强复合膜，降低质子交换膜的厚度，提高机械强度，降低膜电阻，进而降低欧姆极化；改进流场结构，提高氧传质速率，降低传质极化，对双极板表面涂层进行改进处理；简化电堆结构和电池系统，采用薄膜、氢空逆流、去除增湿器、阳极水管理、消除局部反极，延长电堆寿命。依据工况和电堆适宜运行条件制定控制策略，确保电池系统的可靠性与耐久性。降本还要构建自主可控的产业创新和供应链体系，实现关键材料、电堆和关键部件如空压机等的批量化生产和规模化供应，就可以大幅度降低燃料电池发动机成本，进而降低燃料电池车的成本。
降本还要构建自主可控的产业创新和供应链体系
对于质子交换膜、催化剂、碳纸三大核心材料，虽然国内已经有企业能供应，但实际技术水平如何还要看其能否实现商业化应用，不仅要经过实验室的寿命测试，最重要的是要通过实际装车运行来验证，没有这样的测试验证，企业就不会选用配套，自主供应链就很难建立起来。因此，还需要强化燃料电池核心材料、关键零部件研发和测试验证应用，只有不断实现技术进步、提升技术水平，燃料电池汽车才可以做到与纯电动汽车同台竞技。
实现百万辆级的规模化应用还有很长的路要走
提升燃料电池汽车使用经济性，需要降低车用氢能供给成本，需要大力发展可再生能源，特别是降低可再生能源电解水制氢成本，采用天然气或纯氢管网输送氢气，实现加氢站氢气压缩机、高压储氢瓶和加氢机等设备国产化和批量生产，建油、氢、电等综合能源服务站，就可大幅度降低加氢站建设和运营费用，加氢站加的氢可降至每公斤30元以下，在使用环节燃料电池汽车就具备竞争优势了。
推动我国氢燃料电池汽车规模化应用需要技术创新和产业化发展多管齐下、多措并举，才能实现燃料电池汽车规模化应用，进而形成明显的减碳效益，助力双碳目标实现。
展望未来，我国氢燃料电池汽车要实现百万辆级的规模化应用还有很长的路要走，还有很多制约产业发展的共性难题需要逐一破解，需要产业链各方群策群力，持续不断地开展技术创新，共同推动产业向前发展。
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编辑：戴戴
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