近年來，隨著我國氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)分析氫能產(chǎn)業(yè)鏈的文章很多，但都浮于表面，真正對我國和世界先進(jìn)水平的差距進(jìn)行分析的很少。
近日，國電投氫能公司首席技術(shù)官柴茂榮接受了科技日報記者的專訪。針對一些國內(nèi)媒體對氫能及燃料電池技術(shù)進(jìn)步的過度炒作，他說，國內(nèi)的很多公司都號稱能生產(chǎn)出燃料電池電堆，但和世界最先進(jìn)的燃料電池技術(shù)相比，差距仍大。
起了個大早，趕了個晚集
“我國燃料電池雖起了個大早，但在關(guān)鍵核心材料、技術(shù)工藝和推廣應(yīng)用方面，還有很大差距或進(jìn)步空間。”柴茂榮表示。
我國是世界產(chǎn)氫大國，產(chǎn)量近3000萬噸，絕對是世界第一。但氫氣基本上都用在了石油精煉、加氫重整和合成氨、甲醇等方面，而用于燃料電池等的高純氫氣，則不到百分之一。粗氫很便宜，每公斤不到10元，但到了加氫站，則價格差不多漲了10倍。
目前，國內(nèi)氫氣壓縮、精制、加氫站關(guān)鍵設(shè)備、零配件和技術(shù)大部分都還依賴國外。氫氣瓶用材料，如高強度碳纖維、密封膠、氣瓶閥組等基本也依賴國外，造成成本居高不下。
在燃料電池方面，國內(nèi)人為地把燃料電池應(yīng)用區(qū)分為乘用車用和商用車用，輕易地得出燃料電池只適合于重卡等商用車的結(jié)論。實際上，國外燃料電池乘用車和商用車的開發(fā)基本上是同步進(jìn)行的，而燃料電池乘用車技術(shù)相對更成熟。比如豐田Mirai氫燃料電池汽車已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化，它和同檔次的電動汽車特斯拉Model S同臺競爭，價格基本相當(dāng)，而續(xù)航距離和安全可靠性更優(yōu)。
與國外相比至少還差一代
我國因為到目前為止燃料電池原材料基本依賴進(jìn)口，價高質(zhì)次，電堆體積大、功率密度小，加速性、穩(wěn)定性都嚴(yán)重不足，難以實現(xiàn)在乘用車上使用。而且，國內(nèi)用峰值功率除以活性區(qū)體積計算出來的功率密度，和國外平均單電池0.65V以上在汽車運行工況下的額定功率相比，實質(zhì)意義有限。至于耐久性，國外要求15年壽命，5000小時無故障，國內(nèi)簡單地理解成5000小時劣化系數(shù)來計算，更是相差甚遠(yuǎn)。
最近，某國外公司的不少電堆已經(jīng)進(jìn)入中國市場，很多做成系統(tǒng)并已在幾大檢測機(jī)構(gòu)中測試。相比之下，同樣標(biāo)稱130kw的電堆，體積不到國產(chǎn)電堆的一半，而按同樣單電池0.65V計的額定功率，國產(chǎn)電堆功率比進(jìn)口電堆至少低20%以上。“實際上，我們國產(chǎn)的很多電堆和世界最先進(jìn)的電堆技術(shù)相比，至少還差一代以上。”柴茂榮強調(diào)。
此外，在關(guān)鍵材料上，我國有很多廠家都宣傳能生產(chǎn)。但實際上，催化劑方面，國內(nèi)在耐久性能、單位鉑金的發(fā)電電流MMA都有很大的差異，具體體現(xiàn)在擔(dān)載工藝和載體選材上。貴金屬顆粒大小不均勻，載位不穩(wěn)定，抗反極、抗毒性差，也沒有人開發(fā)高耐久性能載體；質(zhì)子交換膜方面，高溫拉伸強度、低加濕質(zhì)子傳導(dǎo)率、滲氫電流等主要指標(biāo)和國際水平相差一個數(shù)量級。國內(nèi)拿杜邦質(zhì)子膜對標(biāo)，但車載用高功率電堆用質(zhì)子膜，國外早在十幾年前就已不再使用杜邦的質(zhì)子膜。還有碳紙擴(kuò)散層，從導(dǎo)電碳纖維到抄紙到成紙工藝技術(shù)，國內(nèi)也一直沒有突破。
核心材料和技術(shù)自主化才能站在產(chǎn)業(yè)鏈頂端
車載用高功率雙極板技術(shù)，也一直是我國的短板。從上一代石墨雙極板到最新的無鍍層鈦金屬雙極板，有效地解決了車載用電堆雙極板的輕量化、抗震強度、耐腐蝕性、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)和生產(chǎn)效率的問題。我國的金屬雙極板的耐腐蝕性、鍍膜強度、生產(chǎn)效率、平整性、耐久性，還有前面提到的電堆性能，都和國際先進(jìn)水平相差懸殊。
國內(nèi)很多廠家都只能購買國外材料生產(chǎn)膜電極、電堆等，然而，國外最先進(jìn)的材料難以買到，國產(chǎn)材料又很難達(dá)到車規(guī)級指標(biāo)要求——雖然廠家不少，但大部分來自大學(xué)實驗室，容易有生產(chǎn)經(jīng)驗不足、只注重幾個單項指標(biāo)的問題，且對一致性、穩(wěn)定性和降低成本不敏感。
柴茂榮表示，國電投正立足于國內(nèi)實現(xiàn)材料級自主化的開發(fā)。催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、雙極板、電堆仿真設(shè)計、系統(tǒng)等全部核心材料和技術(shù)目前已全部實現(xiàn)了自主化，并建有自己的生產(chǎn)線。只有這樣，才能站在產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，把握整個產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)性，掌握產(chǎn)品的定價權(quán)。（科技日報）
評論