鉅大LARGE | 點擊量：1363次 | 2018年07月28日
我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平和日本還有多大距離？
近日，日本在燃料電池汽車的推廣上又取得了里程碑意義的進展——東京安裝的全球第一座高壓水電解型制氫站開始了驗證實驗階段。
據(jù)介紹，這座高壓水電解型制氫站名叫70MPa高壓水電解型制氫站（能夠制造出壓力達到70MPa的氫）。該制氫站僅需使用水和太陽能電池板產(chǎn)生的電能，就能制造出氫，將制造氫的能耗降到了最低，并且很高的壓力能夠讓燃料電池車每次加注更多的燃料。
此前，在降低成本和突破續(xù)航里程的限制之后，加氫站數(shù)量的稀少，成為阻礙日本燃料電池車普及的主要原因。日本與燃料電池產(chǎn)業(yè)相關的汽車公司、電器公司和石油化工公司以及政府相關部門一直在推動加氫站的建設。如今，種種跡象表明，燃料電池已成為獲得政府和主流公司認可的未來能源項目。加氫站的數(shù)量也在逐漸增加，整個燃料電池汽車的鏈條離打通已經(jīng)為時不遠。
由于現(xiàn)階段我國以火力發(fā)電為主，鋰電池動力電池汽車的電力來源有可能造成污染，鋰電池得不到安全可靠的后期處理，也可能對環(huán)境造成重大污染，燃料電池汽車被認為比鋰電池動力汽車更清潔環(huán)保，被人們所看好。
我國政府對燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亦十分重視，出臺了種種政策予以扶持。但是，相比日本燃料電池產(chǎn)業(yè)突飛猛進的發(fā)展，我國燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平顯得較為滯后。那么，我國的燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平離日本到底有多遠呢？
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日本燃料電池產(chǎn)業(yè)突飛猛進
2015年底，廣東省首輛氫燃料電動車在佛山云浮生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)國際合作區(qū)亮相。這臺燃料電池汽車車長10.96米，載客78人，續(xù)航里程≥300公里，看起來很美。但是，這輛代表業(yè)內(nèi)領先水平的燃料電池汽車，其搭載的動力系統(tǒng)HD-7質子交換膜氫燃料電池卻不是國內(nèi)的產(chǎn)品，而是來自加拿大的氫燃料電池研發(fā)和供應商。
相比而言，日本近年來以豐田為代表的汽車公司在燃料電池技術和應用上取得的進步讓人歆羨。
據(jù)媒體報道，經(jīng)過十多年的苦心鉆研，在眾多質疑聲中，豐田實現(xiàn)了“在2015年左右上市一款造價控制在5萬美元左右的燃料電池汽車”的目標。2014年年底，豐田燃料電池汽車Mirai在日本上市。
Mirai的燃料電池由370片薄片燃料電池組成，豐田將制作工藝及其復雜的電解質薄膜做得更薄，導電性能提升，使整個電池的發(fā)電率提升到了3.1千瓦／升。Mirai的各方面性能顯著提升，650公里的續(xù)航里程、3分鐘的加氫時間、10秒的0-100km/h加速時間讓Mirai完全可以媲美傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車。
在成本方面，售價為723.6萬日元（折合人民幣約37萬元），相對上一代產(chǎn)品成本降低95%。相比十年前燃料電池汽車大約100萬美元的成本，豐田取得了飛躍性的進展。豐田Mirai的到來，讓人們再次看到了燃料電池汽車的未來，也凸顯了日本在燃料電池產(chǎn)業(yè)方面的領先水平。
目前，加氫站的建設問題成為日本普及燃料電池汽車的主要障礙。2011年，日本遭遇大地震，福島第一特種發(fā)生核泄漏等事故后，日本一部分同核能沾邊的項目和組織都經(jīng)歷了重新審核，這也是加氫站難以獲批的主要原因。隨著業(yè)內(nèi)人士的推動，這個問題也在逐步得到解決，第一座高壓水電解型制氫站開始驗證實驗已經(jīng)證明了這一點。
我國在成本和續(xù)航里程上苦苦掙扎技術和成本突破艱難
1994年，自從奔馳生產(chǎn)了第一臺燃料電池汽車necar1之后,全球即開啟了燃料電池汽車研發(fā)的熱潮。
燃料電池汽車使用的電池，以氫為燃料，通過和氧的氧化還原反應，把化學能轉變?yōu)殡娔堋＿@是一次昂貴的化學反應，因為它使用的催化劑是鉑，使用鉑的產(chǎn)品，最常見到的是白金。而如果想要為汽車用的燃料電池提供100千瓦的電力，至少需要100克鉑?；ㄙM不菲的還有燃料電池中的電解質膜。
十多年前，一臺燃料電池汽車的造價高達人民幣650萬元左右。相當于一輛蘭博基尼的價格。很難有人能接受一臺造價如此之高的燃料電池汽車，一直以來，讓燃料電池研究者頭痛的問題就是成本。
日本豐田以Mirai為標志，顯然已經(jīng)基本解決成本問題。但是我們國內(nèi)的燃料電池還在成本降低的問題上苦苦掙扎。
我國政府一直重視車用燃料電池技術的研究和開發(fā)，經(jīng)過國家科技部“九五”攻關、973計劃、“十五”863計劃重大專項的經(jīng)費支持，國內(nèi)形成了燃料電池的研究熱潮，有近百家單位，包括大學、研究所、公司在從事燃料電池技術的研究與開發(fā)。
目前，我國在燃料電池關鍵材料、關鍵技術的創(chuàng)新方面取得了許多突破，如陸續(xù)開發(fā)出百瓦級-30kW級氫氧燃料電極，60kW、75kW等多種規(guī)格的質子交換膜燃料電池組等。
但是據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，與國外相比，國內(nèi)車企在燃料電池系統(tǒng)的可靠性、耐久性方面仍有較大差距；據(jù)了解，國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)的低溫啟動問題目前還沒有解決，環(huán)境適應性差；而且國內(nèi)車企的供氫系統(tǒng)核心零部件依賴進口，70MPa供氫系統(tǒng)國內(nèi)沒有法規(guī)支持，而國外已經(jīng)廣泛采用；此外，國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)零部件缺失，如氫氣循環(huán)泵、空氣壓縮機、大功率直流電源變換器等零部件沒有成熟可靠的零部件供應商，而日本豐田已經(jīng)具備完整的零部件供應鏈體系。
另外，我國燃料電池車的續(xù)航能力不足。為了使燃料電池車和普通內(nèi)燃機汽車一樣在實際使用中達到500公里以上的續(xù)航里程（加一次燃料可以持續(xù)行駛的里程），必須大幅提高燃料箱的貯氫能力。業(yè)界曾嘗試將儲氫罐的壓力由35MPa提高至70MPa，以及在高壓罐內(nèi)部使用貯氫合金的方法，但這樣卻無法避免燃料箱體積和重量增大的問題。燃料電池組在低溫下的起動性，以及在高溫環(huán)境下如何確保輸出功率的問題等等都是目前仍然存在的技術瓶頸。
同濟大學教授、上海氫能利用工程技術研究中心副主任張存滿表示，從2016年開始，全球氫燃料電池汽車正式進入普及階段，并預計在十年內(nèi)將實現(xiàn)商業(yè)化，但是，中國氫燃料汽車技術落后國外5～10年。
“差距保持在5年左右我們還有機會追趕，若超過10年，我們追趕起來就會非常吃力了”。張存滿認為，“未來國內(nèi)外氫燃料汽車發(fā)展的差距縮小可能性不大，令人擔心的還是差距拉大，主要還是看國內(nèi)自主品牌是否能持續(xù)投入發(fā)力。”
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