燃料電池汽車的產業(yè)化是氫能應用的突破口，我們要堅持自主創(chuàng)新，突破卡脖子技術，實現關鍵材料與部件的批量生產，大幅度降低燃料電池汽車、加氫站建設和氫源的成本，盡快實現燃料電池汽車的產業(yè)化。實現燃料電池產業(yè)化，必須攻克兩方面主要問題。一方面是燃料電池發(fā)動機成本。燃料電池汽車售價之所以會達到燃油汽車的兩到三倍，鋰離子電池汽車的兩倍，主要原因就在于燃料電池系統中電堆的成本居高不下。在技術上實現燃料電池系統和電堆結構的簡化，既可以降低燃料電池發(fā)動機的成本又能夠延長電堆壽命。采用薄膜、氫空逆流，可以替代增濕器。利用陽極水管理消除局部反極，延長電堆壽命。消除擴散層，來降低電堆成本。另一方面就是加氫站的建設成本?，F在我國加氫站建設費用已經達到每個加氫站1200萬元到1500萬元，并且加氫費用也達到了60到80元每公斤，這些成本都是目前亟待解決的問題。只有當加氫費用達到每公斤30元左右時，氫燃料電池汽車才有能力與燃油車相競爭。因此，要實現無補貼的燃料電池商業(yè)化，既要大幅度降低燃料電池電堆的成本，又要降低加氫站的建設費用。一是提高電堆的比功率，降低鉑用量；二是實現關鍵材料的批量生產，如催化劑、質子交換模、雙極板、膜電極三合一，以及電堆和空氣壓縮機等零部件；三是要依據工況和電堆適宜的運行條件，制定控制策略，確保電池系統的可靠性與耐久性。燃料電池電堆的催化劑主要原料是鉑，研發(fā)高溫膜和抗毒的電催化劑，使燃料電池在近200度工作，既能夠抵抗一氧化碳的毒化作用，又有利于燃料電池提高電堆一致性，進而提高工作電流密度和電堆比功率，利用有序化電極應用，大幅度降低鉑用量。目前國內達到了每千瓦0.3克鉑，國際上達到了每千瓦0.2克鉑左右，只有降到每千瓦0.1克鉑以下才能實現燃料電池商業(yè)化。氫氣的制取目前有三種方式，化石燃料制氫、工業(yè)副產氫、電解水制綠氫。對于我國目前現狀而言，利用電解水制氫更有發(fā)展前景。利用電解水制氫的副產氧、進行煤制氫，收集產生的二氧化碳注入油井，提高產油率。另外開發(fā)天然氣催化裂解制備氧氣和固體碳，提高氫氣的純度和減少二氧化碳的排放。利用棄風、棄水、棄光所產生的可再生能源發(fā)電，進而電解水制氫，每年可制氫300萬噸左右。對于氫氣長距離輸送的問題，建議利用三北地區(qū)豐富的水電、風電、太陽能發(fā)電，大力發(fā)展質子交換膜電解水制氫，借助天然氣管網輸氫。當氫氣濃度大于5%時，可采用膜分離從天然氣氫混合物中提取純氫。當氫濃度低時，可抽取等熱值天然氣進行重整制氫。在近海地區(qū)發(fā)展海上風電，電解水制氫，利用氫氣管道，輸送海港，將氫液化作為商品，也可用列管車送至附近的加氫站。我國將提高國家自主貢獻力度，力爭在2030年實現“碳達峰”，2060年之前實現“碳中和”。實現這一脫碳目標，能源問題首當其沖。大力發(fā)展可再生能源，利用可再生能源電解水制備綠氫，即可實現儲能和可再生能源的再分配，還可實現難于脫碳領域如交通、冶金、建筑等領域的脫碳。歸根結底，解決技術創(chuàng)新問題是實現氫能產業(yè)快速發(fā)展的核心問題。氫能產業(yè)發(fā)展態(tài)勢穩(wěn)中向好，產業(yè)鏈上下游多措并舉，企業(yè)之間協同聯動，解決卡脖子技術問題，推動市場進步。實現燃料電池的批量生產，大幅降低燃料電池成本，燃料電池汽車就可以實現真正的產業(yè)化和商業(yè)化。
2022-04-29
氫能觀察張贏124840
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