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氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及展望

時間:2019-5-17 閱讀:2967
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1 氫能與燃料電池的戰(zhàn)略意義

由于能源需求的日益增長,, 化石燃料的消耗與 CO2 排放總量快速上升,,“清潔,、低碳,、安全,、高效”的能源變革已是大勢所趨??稍偕茉矗ㄈ缣?/span>能,、風(fēng)能、水電等)作為替代能源大規(guī)模使用卻受限于其固有的間歇性,、波動性與隨機性;而氫是一種潔凈的二次能源載體,,能方便地轉(zhuǎn)換成電和熱,,轉(zhuǎn)化效率較高,有多種來源途徑,。采用可再生能源實現(xiàn)大規(guī)模制氫,,通過氫氣的橋接作用,既可為燃料電池提供氫源,,也可綠色轉(zhuǎn)化為液體燃料,,從而有可能實現(xiàn)由化石能源順利過渡到可再生能源的可持續(xù)循環(huán),催生可持續(xù)發(fā)展的氫能經(jīng)濟,。氫能作為連接可再生能源與傳統(tǒng)化石能源的橋梁,,可以為實現(xiàn)“氫經(jīng)濟”與現(xiàn)在或“后化石能源時代”能源系統(tǒng)起到橋接作用。因此,,氫能作為潔凈能源利用是未來能源變革的重要組成部分,。

氫燃料電池具有燃料能量轉(zhuǎn)化率高、噪音低以及*等優(yōu)點,,可廣泛應(yīng)用于汽車,、飛機、列車等交通工具以及固定電站等方面,。從燃料電池在載人航天,、水下潛艇、分布式電站獲得應(yīng)用以來,,燃料電池一直受到各政府和企業(yè)的關(guān)注,,其研發(fā)、示范和商業(yè)化應(yīng)用的資金投入不斷增加,。在未來煤電占比相對較低的情況下,,由于風(fēng)能,、太陽能等可再生能源技術(shù)規(guī)模的增大,整個上游的電源結(jié)構(gòu)會越來越清潔,。在這種結(jié)構(gòu)下,,新能源汽車特別是純電動汽車、基于電解水制氫的燃料電池汽車,,排放強度會明顯下降,。而燃料電池汽車不同于純電動汽車的是,它實現(xiàn)了上游發(fā)電和終端用電在時間上的“分離”,,進而使得氫能相比于波動性較大的風(fēng)能和太陽能(純電動車技術(shù)路線)的互補能力更強,。因此,發(fā)展氫能和氫燃料電池具有巨大的能源戰(zhàn)略意義,。

2 外氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及分析

范圍來看,,世界主要發(fā)達家從資源、環(huán)保等角度出發(fā),,都十分看重氫能的發(fā)展,,目前氫能和燃料電池已在一些細分領(lǐng)域初步實現(xiàn)了商業(yè)化。2017 年燃料電池的裝機量達到 670 兆瓦,,移動類裝機量 455.7 兆瓦,,固定式裝機量 213.5 兆瓦。截至 2017 年 12 月,,燃料電池乘用車銷售累計接近 6 000 輛,。豐田 Mirai 共計銷售 5 300 輛,其中美 2 900 輛,,日本 2 100 輛,,歐洲 200 輛,占燃料電池乘用車總銷量的九成以上,。截至 2017 年年底,,共有 328 座加氫站,歐洲擁有 139 座正在運行的加氫站,,亞洲擁有 118 座,,北美擁有 68 座。目前氫燃料電池及氫燃料電池汽車的研發(fā)與商業(yè)化應(yīng)用在日本,、美,、歐洲迅速發(fā)展,在制氫,、儲氫,、加氫等環(huán)節(jié)持續(xù)創(chuàng)新。

2.1 美氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)

氫能的生產(chǎn)和儲運有 Air Products,、Praxair 等世界先jin的氣體公司,,并且有技術(shù)l領(lǐng)xian的質(zhì)子膜純水電解制氫公司,,同時還掌握著液氫儲氣罐、儲氫罐等核心技術(shù),。液氫方面,,美在液氫生產(chǎn)規(guī)模、液氫產(chǎn)量,、價格方面都具有優(yōu)勢,。美燃料電池乘用車和叉車保有量領(lǐng)xian:豐田 Mirai 在美銷售了超過 2 900 輛燃料電池汽車。美擁有世界zui大的燃料電池叉車企業(yè) Plug Power,,目前已有超過 2 萬輛燃料電池叉車,,進行了超過 600 萬次加氫操作。加氫站建設(shè)方面,,目前北美分布的 68 座加氫站僅 1 座位于加拿大,,其余全部分布在美,其加州地區(qū)集中度高,。美燃料電池汽車液氫使用量非常高,,全年液氫市場需求量的 14% 都被用于燃料電池車.

2.2 日本氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)

日本由于資源短缺,政府對氫能和燃料電池的推廣力度在世界范圍內(nèi)都是大的,。目前,日本在家庭用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站和燃料電池汽車商業(yè)化運作方面都是成功的,。早在 2014 年 4 月制定的“第四次能源基本計劃”,,日本政府就明確提出了加速建設(shè)和發(fā)展“氫能社會”的戰(zhàn)略方向。所謂“氫能社會”是指將氫能廣泛應(yīng)用于社會日常生活和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)活動之中,,與電力,、熱力共同構(gòu)成二次能源的三大支柱。據(jù)此,,2014 年 6 月,,日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省制定了“氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖”,提出了實現(xiàn)“氫能社會”目標(biāo)分三步走的發(fā)展路線圖:到 2025 年要加速推廣和普及氫能利用的市場,;到 2030 年要建立大規(guī)模氫能供給體系并實現(xiàn)氫燃料發(fā)電,;到 2040 年要完成零碳氫燃料供給體系建設(shè)。截至 2018 年 1 月,,日本燃料電池乘用車保有量約 2 000 臺,,燃料電池大巴預(yù)計 2020 年增加到 100 臺。從目前的燃料電池汽車價格,、保有量和加注站數(shù)量來看,,日本尚處于燃料電池汽車社會的搖籃期,預(yù)計 2050 年將是日本燃油汽車全面向燃料電池汽車過渡之年,。

2.3 歐洲氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)

近期,,歐洲燃料電池和氫能事業(yè)聯(lián)合組織(FCHJU)發(fā)布了“歐洲氫能路線圖”(圖 1),。該路線圖提出了歐洲氫能未來 30 年的發(fā)展規(guī)劃,并得到歐洲 17 家氫能公司和組織的支持,。該報告認(rèn)為,,氫是歐洲能源轉(zhuǎn)型的重要元素,到 2050 年可占終能源需求的 24% 并提供 540 萬個工作崗位,。為了實現(xiàn)歐洲二氧化碳減排目標(biāo),,必須發(fā)展氫能。對于諸如天然氣網(wǎng),、運輸(特別是重型車輛)關(guān)鍵部分的規(guī)模脫碳,、燃料和化學(xué)原料需要大量使用氫氣。此外,,氫氣可以解決大規(guī)模整合可再生能源以及實現(xiàn)低成本季節(jié)性儲能和跨區(qū)域有效清潔能源運輸中的技術(shù)難題,。報告認(rèn)為,到 2050 年,,氫能將在各個領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,,并為了實現(xiàn)歐洲 2050 年氫能產(chǎn)業(yè)目標(biāo),設(shè)置了短期和中期目標(biāo),。報告預(yù)測,,到 2050 年,歐洲 10%—18% 建筑的供暖和供電可以由氫能提供,;工業(yè)中 23% 的熱能可由氫能提供,。報告指出,氫能的使用將帶來巨大的社會,、經(jīng)濟和環(huán)境效益,。到 2030 年,氫能的預(yù)計部署將為歐盟公司的燃料和相關(guān)設(shè)備創(chuàng)造約 1 300 億歐元的產(chǎn)業(yè),;到 2050 年達到 8 200 億歐元,。氫能將為歐盟工業(yè)創(chuàng)造一個本地市場,作為在氫能經(jīng)濟中競爭的跳板,。2030 年的出口潛力估計將達到 700 億歐元,,凈出口額將達到 500 億歐元。

2.4 韓氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)

在氫能和燃料電池領(lǐng)域也有較強的規(guī)劃布局,,但是其相關(guān)技術(shù)實力較歐,、美、日略遜*,。以現(xiàn)代等汽車企業(yè)為依托,,韓政府未來 5 年內(nèi)用于氫燃料電池以及加氫站的補貼將達到 20 億歐元。目標(biāo)是到 2022 年為 15 000 輛燃料電池汽車和 1 000 輛氫氣公交車提供資金,。其中資助計劃包括 310 個新的氫氣加氣站,,政府還將制定使用法規(guī)[8],。韓政府于 2019 年 1 月發(fā)布“氫能經(jīng)濟發(fā)展路線圖”,旨在大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),,以引領(lǐng)球氫燃料電池汽車和燃料電池市場發(fā)展,。根據(jù)該路線圖,韓政府計劃到 2040 年氫燃料電池汽車?yán)塾嫯a(chǎn)量由 2018 年的 2 000 余輛增至 620 萬輛,,氫燃料電池汽車充電站從現(xiàn)有的 14 個增至 1 200 個,。韓政府表示將開始為燃料電池出租車和卡車提供補貼,到 2022 年燃料電池公交車數(shù)量將增加到 2 000 輛,,并預(yù)計在 2021 年開始用燃料電池車取代燃油che,。在固定式燃料電池方面,韓目前的發(fā)展重點在于大型燃料電池發(fā)電站,。韓斗山集團是推動該項目建設(shè)的主體,。2017 年 6 月,該集團完成了韓大的氫能燃料電池發(fā)電站的建設(shè),,而該發(fā)電站的建設(shè)成本大約有 3 600 萬美元,。據(jù)報道,該發(fā)電站每年可生產(chǎn) 144 臺 440 千瓦的燃料電池系統(tǒng),,可以滿足市場的需求,。

3 內(nèi)氫能與燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀及分析

3.1 內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的結(jié)構(gòu)分析

氫能產(chǎn)業(yè)鏈主要包括:氫的制取、儲存,、運輸和應(yīng)用等環(huán)節(jié),。氫既可廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)領(lǐng)域,又可應(yīng)用于新興的氫能車輛(包括乘用車,、商用車,、物流車,、叉車,、軌道車等)以及氫能發(fā)電(包括熱電聯(lián)供分布式發(fā)電、發(fā)電儲能,、備用電源等),。為加快發(fā)展中的氫能產(chǎn)業(yè),依據(jù)目前的資源條件和能源產(chǎn)業(yè)狀況,,應(yīng)在加強氫安全的基礎(chǔ)上,,積極推行氫源多元化及氫能多元化和規(guī)模化應(yīng)用,。我近年來每年純度 99% 以上氫氣的使用量約 700 億立方米(約 600 萬噸),,年產(chǎn)值 1 200 億元人民幣以上。目前內(nèi)發(fā)展氫能的生產(chǎn)方式,,主要有煤制氫,、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫,,其中工業(yè)副產(chǎn)氫追溯其上游一次能源主要還是煤和天然氣。因此,,目前內(nèi)氫能生產(chǎn)主要還是依靠化石能源,,而電解水制氫僅占比 2%—4%,占比較為有限,。對于氫能的消費,,內(nèi)大約 90% 或更多純度 99%左右的氫氣都用于煉化產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的加氫,以及合成氨,、合成甲醇,、石油煉化等化工領(lǐng)域,僅有 2%—4% 的氫氣作為工業(yè)氣體用于冶金,、鋼鐵,、電子、建材,、精細化工等行業(yè)的還原氣,、保護氣、反應(yīng)氣等,,而在燃料電池汽車領(lǐng)域氫能的利用更少,。總體看,,目前我具備一定的氫工業(yè)基礎(chǔ),,但是仍然還是以工業(yè)原料為主。氫作為能源消費的市場規(guī)模依然較小,。

在氫能和燃料電池發(fā)展方面,,我也一直不落后。2016 年 10 月,,中標(biāo)準(zhǔn)化研究院資源與環(huán)境分院和中電器工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書(2016)》提出了我氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路線圖(表 1),。對我中長期加氫站和燃料電池車輛發(fā)展目標(biāo)進行了規(guī)劃?!吨?font>國制造 2025》明確提出燃料電池汽車發(fā)展規(guī)劃,,更是將發(fā)展氫燃料電池提升到了戰(zhàn)略高度。目前不論是內(nèi)的氫能技術(shù),,還是氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),,雖然都具有一定的戰(zhàn)略規(guī)模,但是zuijin水平還有一定的差距,。

3.2 我燃料電池產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)

3.2.1 內(nèi)燃料電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及問題

在我中東部沿海經(jīng)濟,、技術(shù)實力較強的珠三角、長三角和北京等地區(qū),聚集了我燃料電池發(fā)展的主要企業(yè),。并且,,近 2 年燃料電池投資熱度升溫,由幾年前的數(shù)家發(fā)展到現(xiàn)在的近千家燃料電池企業(yè),。與外豐田,、現(xiàn)代等燃料電池生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展路線不同,中氫燃料電池汽車企業(yè)主要分布在商用車領(lǐng)域——氫燃料電池商用車已實現(xiàn)量產(chǎn),。氫燃料電池乘用車還處于示范運行階段,,其中上汽集團對燃料電池乘用車投入力度大,2017 年發(fā)布內(nèi)款商業(yè)化燃料電池輕型客車——大通 V80,。燃料電池叉車方面,,我已有東莞氫宇等企業(yè)布局,隨著氫能市場不斷成熟,,我叉車市場會是燃料電池另一個巨大的應(yīng)用場景,。

加氫站方面,目前我已形成了一批從加氫站設(shè)計到運營的企業(yè),,這些企業(yè)主要集中在北上廣地區(qū),。目前我制氫、儲氫,、加氫等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心設(shè)備,,還不能全部“產(chǎn)化”,成本難降,。我建成可運行加氫站 12 個,,在建 19 個,典型代表北京永豐加氫站和上海安亭加氫站均從外引進核心設(shè)備和技術(shù)咨詢服務(wù),。我示范性加氫站及燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于 35 兆帕壓力技術(shù)水平,。為與客車配,現(xiàn)有加氫站采用 45 兆帕隔膜式壓縮機,、45 兆帕儲氫罐和 35 兆帕氫氣加注機等設(shè)備,,壓力標(biāo)準(zhǔn)提升還有待未來 70 兆帕燃料電池汽車普及。

3.2.2 內(nèi)燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀及問題

在系統(tǒng)方面,,內(nèi)燃料電池開發(fā)以車用質(zhì)子交換膜燃料電池為主,,已經(jīng)具有系統(tǒng)自主開發(fā)能力且生產(chǎn)能力較強,。以新源動力,、億華通、氟爾賽,、重塑科技和重塑為代表的企業(yè),,具備年產(chǎn)萬臺燃料電池系統(tǒng)的批量生產(chǎn)能力。然而在燃料電池系統(tǒng)關(guān)鍵零部件方面,中ji先進水平差距較大,,基本沒有成熟產(chǎn)品,。在電堆方面,內(nèi)燃料電池電堆正在逐漸起步,,

電堆及產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量逐漸增長,,產(chǎn)能量級提升,到 2018 年內(nèi)電堆產(chǎn)能超過 40 萬千瓦,。目前,,內(nèi)電堆廠商主要有兩類:① 自主研發(fā),以新源動力,、神力科技和明天氫能為代表,;② 引進外成熟電堆技術(shù),以廣東鴻為代表,,其余企業(yè)有濰柴動力,、南通百應(yīng)等。

在雙極板方面,,由于機加工石墨板成本高,,復(fù)合材料雙極板近年來開始走向應(yīng)用,如石墨/樹脂復(fù)合材料,、膨脹石墨/樹脂復(fù)合材料,、不銹鋼/石墨復(fù)合材料等。內(nèi)新源動力開發(fā)的不銹鋼/石墨復(fù)合雙極板電堆已經(jīng)應(yīng)用于上汽大通 V80 輕型客車上,。廣東鴻引進加拿大 Ballard 公司膨脹石墨/樹脂復(fù)合雙極板生產(chǎn)技術(shù),,生產(chǎn)電堆已經(jīng)裝備數(shù)百輛燃料電池車。乘用車燃料電池具有高能量密度需求,,金屬雙極板相較于石墨及復(fù)合雙極板具有明顯優(yōu)勢,。金屬雙極板的設(shè)計及加工技術(shù)主要掌握在外企業(yè),內(nèi)企業(yè)尚處于小規(guī)模開發(fā)階段,,但是明天氫能科技公司正在建設(shè)年產(chǎn)萬臺級自動化生產(chǎn)線,。

在膜電極方面,以新源動力,、武漢理工新能源為代表,,初步具備了不同程度的生產(chǎn)線,年產(chǎn)能在數(shù)千平方米到萬平方米,,但還需要開發(fā)以狹縫涂布為代表的大批量生產(chǎn)技術(shù),。市場上主要生產(chǎn)全氟磺酸膜的企業(yè)主要來自于美、日本,、加拿大及中,。我已具備質(zhì)子交換膜產(chǎn)化能力,山東東岳集團質(zhì)子交換膜性能出色,具備規(guī)?;a(chǎn)能力,。目前,東岳 DF260 膜厚度可做到 15 μm,,在 OCV 情況下耐久性大于 600 小時,。

在催化劑方面,海外企業(yè)領(lǐng)xian,,內(nèi)正起步,。內(nèi)尚處于研究階段的單位有兩類:① 內(nèi)企業(yè),如貴研鉑業(yè),。貴研鉑業(yè)主營汽車尾氣鉑催化劑,,和上汽共同研發(fā)燃料電池催化劑。② 研究機構(gòu),,如中科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所,、上海交通大學(xué)、清華大學(xué)等,。例如,,中科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所制備的 Pt3Pd/C合金催化劑,已應(yīng)用于新源動力生產(chǎn)的燃料電池發(fā)機,。

在碳紙產(chǎn)品方面,,主要由日本 Toray 公司等幾個大生產(chǎn)商壟斷,內(nèi)碳紙產(chǎn)品尚處于研發(fā)及小規(guī)模生產(chǎn)階段,。

在系統(tǒng)部件方面,,氫氣循環(huán)泵主要依賴進口,空壓機還沒有能夠大批量生產(chǎn),,缺少低功耗高速無油空壓機產(chǎn)品,。

總而言之,我在整車,、系統(tǒng)和電堆方面均已有所布局,,但零部件方面的相關(guān)企業(yè)仍較少,特別是基本的關(guān)鍵材料和部件,,如質(zhì)子交換膜,、碳紙、催化劑,、空壓機,、氫氣循環(huán)泵等;內(nèi)雖有相關(guān)企業(yè)開始介入,,但jin產(chǎn)品相比,,可靠性和耐久性仍存在較大差距,大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴進口,。

4 內(nèi)氫能燃料電池存在的問題及對策

4.1 關(guān)鍵材料與核心部件缺少批量生產(chǎn)技術(shù)

近年來,,我氫能燃料電池技術(shù)整體上取得了長足的發(fā)展,但關(guān)鍵材料,、核心部件的批量生產(chǎn)技術(shù)尚未形成,,催化劑、隔膜,、碳紙,、空壓機、氫氣循環(huán)泵等仍主要依靠進口,,這嚴(yán)重制約了我氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展,。應(yīng)當(dāng)看到,我在高活性催化劑,、高強度高質(zhì)子電導(dǎo)率復(fù)合膜,、碳紙、低鉑電極,、高功率密度雙極板等方面的技術(shù)水平目前已經(jīng)達到甚至超過了外的商業(yè)化產(chǎn)品,,但多停留于實驗室和樣品階段,還沒有形成大批量生產(chǎn)技術(shù),。因此,,亟待加強上述關(guān)鍵材料核心部件的技術(shù)轉(zhuǎn)化,加快形成具有*自主知識產(chǎn)權(quán)的批量制備技術(shù)和建立產(chǎn)品生產(chǎn)線,,全面實現(xiàn)關(guān)鍵材料核心部件的產(chǎn)化與批量生產(chǎn),。同時,進一步提高電堆比功率,,降低電堆鉑用量,,才能大幅降低燃料電池產(chǎn)品的成本。

4.2 電堆和系統(tǒng)可靠性與耐久性有待提高

目前,,我燃料電池堆和系統(tǒng)可靠性與耐久性等xian進水平仍存在差距,,在全工況下的可靠性與耐久性有待提高。燃料電池系統(tǒng)可靠性與壽命不*由電堆決定,,還依賴于系統(tǒng)配,,包括燃料供給、氧化劑供給,、水熱管理和電控等,。因此,需加強燃料電池系統(tǒng)整體的過程機理及控制策略研究,。這方面我已取得一定的成果,,如中科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所采用“電-電”混合的基礎(chǔ)上,,還采用限電位控制、膜電極在線水監(jiān)測,、氫側(cè)循環(huán)等控制策略和技術(shù)方法,,有效提升了燃料電池系統(tǒng)的壽命和耐久性。因此,,應(yīng)在已有基礎(chǔ)上,,進一步加強車載工況、低溫,、雜質(zhì)等實際運行環(huán)境下的衰減機理與環(huán)境適應(yīng)性研究,,大幅提升燃料電池產(chǎn)品的可靠性與耐久性。

4.3 加氫站建設(shè)成本高,、加氫費用高

目前,,加氫站建設(shè)成本高,氫氣運輸成本較高,,造成加氫費用高,,同時加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施不完善,直接制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展,、商業(yè)化示范運行和大規(guī)模應(yīng)用,。加快加氫站建設(shè),建立其建設(shè)審批程序和運營監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)成為當(dāng)務(wù)之急,。通過加強加氫站關(guān)鍵材料,、核心部件及技術(shù)產(chǎn)化,進一步降低加氫站建設(shè)成本,。通過發(fā)展氫儲運技術(shù),,如液氫儲運、氫的管道運輸以及新型儲氫材料如有機液體儲氫等,,降低氫氣儲運成本,。在此基礎(chǔ)上,通過選擇有廉價氫源的地區(qū)先行開展氫燃料電池汽車的商業(yè)化運營,,將有效地促進加氫站技術(shù)的提升和逐步降低氫氣使用成本,,進而通過技術(shù)提升、市場輻射,,帶動我氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。此外,對于暫時無加氫站或邊遠地區(qū)不宜建加氫站的情況,,車載甲醇制氫的燃料電池車具有一定優(yōu)勢,,可以進行示范。同時,,也應(yīng)布點發(fā)展汽柴油車載制氫技術(shù),,為發(fā)展特種應(yīng)用的燃料電池車奠定基礎(chǔ),。

4.4 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測體系不健全,、不完善

目前氫能燃料電池方面的標(biāo)準(zhǔn)遠不能滿足產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需求,,表現(xiàn)在支撐行業(yè)發(fā)展的氫制備、儲運,、加注及實際工況下氫燃料電池從部件到系統(tǒng)的評價檢測體系等仍不健全,,使得產(chǎn)業(yè)全鏈條下的產(chǎn)品推廣受到嚴(yán)重的制約和限制,。亟待完善氫能燃料電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,,建立完整的材料、部件,、系統(tǒng)的有效檢測體系,,為氫能燃料電池的技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障,。

5 我氫能與燃料電池發(fā)展展望

5.1 內(nèi)氫能與燃料電池發(fā)展趨勢

(1)商用車帶動加氫站建設(shè),,降低氫氣與燃料電池成本。我燃料電池汽車發(fā)展路徑明確:通過商用車發(fā)展,,規(guī)?;档腿剂想姵睾蜌錃獬杀荆瑫r帶動加氫站配設(shè)施建設(shè),,后續(xù)拓展到乘用車領(lǐng)域,。優(yōu)先發(fā)展商用車的原因在于:一方面,公共交通平均成本低,,而且能夠起到良好社會推廣效果,,待形成規(guī)模后帶動燃料電池成本和氫氣成本下降;另一方面,,商用車行駛在固定線路上且車輛集中,,建設(shè)配加氫站比較容易。當(dāng)加氫站數(shù)量增加,、氫氣和燃料電池成本降低時,,又會支撐更多燃料電池汽車。

(2)發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群,,促進全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,。燃料電池關(guān)鍵零部件、電堆,、系統(tǒng),、制氫儲氫、檢測及整車開發(fā)企業(yè),,以“產(chǎn)業(yè)集群”的形式,,目前已在上海,、廣州、江蘇等地快速發(fā)展,。通過氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)集群,,可以促進氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展,有效降低成本,。

5.2 保障措施與政策需求建議

(1)加強頂層設(shè)計,,全面規(guī)劃氫能燃料電池發(fā)展途徑。包括圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點,、產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化,、加氫站總體布局、政策措施制定等,,從家層面研究制定氫能燃料電池總體規(guī)劃和發(fā)展路線圖,,從而引導(dǎo)我氫能燃料電池技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的快速與健康發(fā)展。

(2)加強研發(fā)投入,,確保核心技術(shù)自主可控,。聚焦氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵核心技術(shù),通過設(shè)立氫能燃料電池專項等促進從基礎(chǔ)研究,、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),、應(yīng)用示范到產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新能力提升,保障我氫能燃料電池核心技術(shù)全面,、自主的持續(xù)發(fā)展,。

(3)統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)布局,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展,。瞄準(zhǔn)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié)和關(guān)鍵環(huán)節(jié),,鼓勵有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的重點地區(qū)建設(shè)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)園區(qū),加快產(chǎn)業(yè)集群建設(shè),。在氫能基礎(chǔ)設(shè)施方面,,可通過加大加氫站的國家和地方補貼力度、鼓勵國有和社會資本共同參與建設(shè),、支持加油(氣)站與加氫站合建等措施加速加氫站的建設(shè),。在此基礎(chǔ)上,通過重點地區(qū)的商業(yè)化示范運營,,帶動全產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和完善,,從而促進我國氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)的全面均衡發(fā)展。

(4)加強標(biāo)準(zhǔn)制定,,支撐技術(shù)進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,。建設(shè)若干氫能燃料電池國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地,完善氫能燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)和檢測標(biāo)準(zhǔn),。例如,,目前相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)仍將氫氣按照危險化學(xué)品管理,,導(dǎo)致加氫站的審批、建設(shè),、運營受到制約,。如果明確車用氫氣的能源性質(zhì),細化車用氫氣的制備,、儲運,、加注相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),將對加速氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)起到極為重要的保障作用,。

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