國內(nèi)的氫燃料電池技術(shù)瓶頸
氫燃料電池最核心的就是膜電極與催化劑,需要在膜電極上噴涂催化劑(含有鉑金屬),然后將膜電極與雙極板壓制在一起,形成膜燃料電池堆。在這方面,東方電氣集團(tuán)走在前列,其膜電極產(chǎn)品已經(jīng)成功應(yīng)用于交通動力,備用電源、發(fā)電等領(lǐng)域。
但該集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示,國內(nèi)公司可以制造膜電極制造設(shè)備,但是設(shè)備的效果不太理想,所以公司進(jìn)行膜電極制造設(shè)備采購時,選用的是美國的設(shè)備。
膜電極上噴涂的催化劑目前主要由美國或日本進(jìn)口,國內(nèi)對于催化劑這種新材料的研究與國外還有差距。
氫燃料電池制造的上游設(shè)備和原材料目前還需要依賴國外,這與十年前的中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況有點類似,制造電池板的設(shè)備和多晶硅原材料需要依賴進(jìn)口。
氫燃料電池里面催化劑含有鉑金屬,這種金屬含量不高,但是對于氫燃料電池非常關(guān)鍵。鉑金屬的高價值,也是氫燃料電池高成本的主要原因。
所以需要技術(shù)突破,在降低鉑金屬含量的同時,提高燃料電池的效率。同樣,如果氫燃料電池如果可以批量大規(guī)模生產(chǎn),也可以將舊電池中的鉑金屬進(jìn)行回收再利用,降低成本。
電堆是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的場所,將雙極板與膜電極交替疊合,構(gòu)成燃料電池的電堆。
國外車企大多自行開發(fā)電堆,并不對外開放。由于空間限制,所以家用小轎車氫燃料電池的雙極板采用的是金屬板技術(shù)方案,不過金屬板容易被腐蝕。
歐美正在運(yùn)營的燃料電池公交車大多數(shù)采用石墨板技術(shù)方案,石墨板不易腐蝕,使用壽命長。國內(nèi)東方電氣公司生產(chǎn)的氫燃料電池也是采用石墨板技術(shù)方案,其與成都客車廠聯(lián)合開發(fā)的10輛示范客車?yán)塾嬤\(yùn)行里程超過40萬公里。
氫儲能實用的關(guān)鍵是降低成本
發(fā)達(dá)國家,例如:美國、日本、韓國將氫儲能提升至國家戰(zhàn)略。以日本為例,其在1994年就開始了氫儲能的研究,日本掌握的氫燃料電池技術(shù)非常先進(jìn),像豐田、本田、三菱等公司都掌握成熟的技術(shù)。
我國的氫儲能研究起步較晚,前期只有一些研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行這方面的研究,如:中科院大連化學(xué)物理研究所、清華大學(xué)。
雖然之前對氫能有所關(guān)注,但基本上還是由國企牽頭。在國營企業(yè)中,東方電氣集團(tuán)在十年前就開始?xì)淙剂想姵氐难芯浚c此同時,一些大型車企(如:東風(fēng)汽車)也在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究,民營企業(yè)由于成本問題,涉足較少。
不過東方電氣集團(tuán)的專家指出,在對日本氫儲能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行考察時,他們發(fā)現(xiàn)日本雖然氫能領(lǐng)域方面的技術(shù)較為成熟,但是成本仍然較高,超過50%的成本由日本政府“掏腰包(補(bǔ)貼)”。現(xiàn)實的例子就是,一輛日本產(chǎn)的氫能汽車,售價30萬元,其成本卻高于30萬元。日本政府為支持氫能發(fā)展,補(bǔ)貼了額外的成本。
為什么成本高?主要原因是日本的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈還沒有發(fā)展起來,技術(shù)成熟并不表示產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)成熟,所以成本居高不下。只有氫能相關(guān)的配套全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展起來,總體成本才能降下來。
值得注意的是,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省官員此前表示,日本的自然資源非常少,很難用可再生能源覆蓋超過一億的人口,對清潔能源和能源安全的需求意味著氫氣正在受到關(guān)注。
在國內(nèi),國營企業(yè)的前期探索也取得了成果。東方電氣(成都)氫燃料電池科技有限公司與成都客車廠聯(lián)合開發(fā)的氫燃料電池客車2017年正式下線,10輛客車在成都市的郫都區(qū)示范應(yīng)用,載客運(yùn)行。
由于近幾年,國家將氫能提升到了戰(zhàn)略高度,關(guān)注的人越來越多,熱錢也開始地涌入,導(dǎo)致氫儲能市場的秩序出現(xiàn)了混亂。這種前期無序的情況與我國光伏產(chǎn)業(yè)剛興起時有點類似,當(dāng)時,無序市場會造成大量的光伏產(chǎn)業(yè)的資源浪費(fèi)。
現(xiàn)在許多企業(yè)從觀望轉(zhuǎn)向涌入,但氫儲能市場需要避免“重蹈光伏產(chǎn)業(yè)的覆轍”。專家也給出了建議,氫能發(fā)展的前期需要政府進(jìn)行主導(dǎo),像日本一樣拿出國家戰(zhàn)略規(guī)劃,避免資源浪費(fèi)。
找出有能力企業(yè),進(jìn)行技術(shù)研究,將資源整合集中。在一些地區(qū)進(jìn)行示范建設(shè),如:成都。先行先試,摸索經(jīng)驗,并且建立以企業(yè)為主,高等研究所參與的路線,突破核心技術(shù),縮短研發(fā)周期。
雖然國家已經(jīng)出臺氫儲能的發(fā)展計劃,但是具體政策(如何補(bǔ)貼氫能發(fā)展的政策)還沒有落地,只有某些地方政府出臺了一些政策,所以相關(guān)企業(yè)(包括國企)也不太敢在氫能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域大步邁進(jìn)。
具體產(chǎn)業(yè)政策出臺是非常必要的,這樣可以調(diào)動企業(yè)積極性,氫能發(fā)展的前期成本高,沒有政府進(jìn)行補(bǔ)貼,公司無法承擔(dān)高成本。業(yè)內(nèi)人士表示,如果國家電價4毛錢,氫能要5毛錢成本,企業(yè)虧損的1毛錢,需要有人補(bǔ)貼。
國際電池儲能市場競爭激烈 中國正在搶占
燃料電池面臨來自充電化學(xué)電池的激烈競爭。根據(jù)伯恩斯坦研究公司(Bernstein Research)的數(shù)據(jù),預(yù)計到本世紀(jì)中葉,全球電池市場將增長10倍,達(dá)到5000億美元,預(yù)計到2023年成本將降至與汽油發(fā)動機(jī)相當(dāng),這是沒有任何政府補(bǔ)貼的。從特斯拉到戴姆勒的汽車制造商也推出了將與燃料電池競爭的電動卡車。
中國在燃料電池方面技術(shù)排名靠后,稍遜于日本,韓國、美國和歐洲。豐田公司一直在押注這項技術(shù),于2014年底推出首款燃料電池車Mirai,售價約為65000英鎊。韓國現(xiàn)代公司的Nexo燃料電池型號今年以同樣的價格上市銷售。
為了克服這種落后狀態(tài),去年,中國公司開始齊心協(xié)力收購和整合外國技術(shù)。5月,比亞迪宣布與美國混合動力公司合作開發(fā)氫燃料電池公共汽車,在檀香山機(jī)場運(yùn)行。
11月,中國最大的柴油發(fā)動機(jī)制造商濰柴動力以1.84億美元收購巴拉德20%的股份。濰柴還以4800萬英鎊的價格收購英國燃料電池制造商Ceres Power 20%的股份。
對于此次收購,Ceres Power首席執(zhí)行官Phil Caldwell 給出了自己的看法,中國市場的規(guī)模太大,他的公司無法忽視。該公司計劃將其技術(shù)轉(zhuǎn)讓給濰柴,并共同投資于山東省的一家制造工廠。
中國在燃料電池領(lǐng)域不斷發(fā)力,所以借用Phil Caldwell的一句話,當(dāng)歐洲談?wù)撨@些技術(shù)時,中國政府實際上正在推進(jìn),中國可以創(chuàng)造市場并創(chuàng)造需求,未來可將這些技術(shù)推向成本曲線。
稿件來源: 觀察者網(wǎng)