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國(guó)電投氫能公司柴茂榮:謹(jǐn)防燃料電池宣傳浮夸風(fēng)

能源發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2021-12-08 00:00:00

近年來(lái),隨著我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,國(guó)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(duì)我國(guó)和世界先進(jìn)水平的差距進(jìn)行分析的很少。

近日,國(guó)電投氫能公司首席技術(shù)官柴茂榮接受了科技日?qǐng)?bào)記者的專(zhuān)訪(fǎng)。針對(duì)一些國(guó)內(nèi)媒體對(duì)氫能及燃料電池技術(shù)進(jìn)步的過(guò)度炒作,他說(shuō),國(guó)內(nèi)的很多公司都號(hào)稱(chēng)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(gè)大早,趕了個(gè)晚集

“我國(guó)燃料電池雖起了個(gè)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(guó)是世界產(chǎn)氫大國(guó),產(chǎn)量近3000萬(wàn)噸,絕對(duì)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(jià)格差不多漲了10倍。

目前,國(guó)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(lài)國(guó)外。氫氣瓶用材料,如高強(qiáng)度碳纖維、密封膠、氣瓶閥組等基本也依賴(lài)國(guó)外,造成成本居高不下。

在燃料電池方面,國(guó)內(nèi)人為地把燃料電池應(yīng)用區(qū)分為乘用車(chē)用和商用車(chē)用,輕易地得出燃料電池只適合于重卡等商用車(chē)的結(jié)論。實(shí)際上,國(guó)外燃料電池乘用車(chē)和商用車(chē)的開(kāi)發(fā)基本上是同步進(jìn)行的,而燃料電池乘用車(chē)技術(shù)相對(duì)更成熟。比如豐田Mirai氫燃料電池汽車(chē)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化,它和同檔次的電動(dòng)汽車(chē)特斯拉Model S同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng),價(jià)格基本相當(dāng),而續(xù)航距離和安全可靠性更優(yōu)。

與國(guó)外相比至少還差一代

我國(guó)因?yàn)榈侥壳盀橹谷剂想姵卦牧匣疽蕾?lài)進(jìn)口,價(jià)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(shí)現(xiàn)在乘用車(chē)上使用。而且,國(guó)內(nèi)用峰值功率除以活性區(qū)體積計(jì)算出來(lái)的功率密度,和國(guó)外平均單電池0.65V以上在汽車(chē)運(yùn)行工況下的額定功率相比,實(shí)質(zhì)意義有限。至于耐久性,國(guó)外要求15年壽命,5000小時(shí)無(wú)故障,國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)單地理解成5000小時(shí)劣化系數(shù)來(lái)計(jì)算,更是相差甚遠(yuǎn)。

最近,某國(guó)外公司的不少電堆已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),很多做成系統(tǒng)并已在幾大檢測(cè)機(jī)構(gòu)中測(cè)試。相比之下,同樣標(biāo)稱(chēng)130kw的電堆,體積不到國(guó)產(chǎn)電堆的一半,而按同樣單電池0.65V計(jì)的額定功率,國(guó)產(chǎn)電堆功率比進(jìn)口電堆至少低20%以上。“實(shí)際上,我們國(guó)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(qiáng)調(diào)。

此外,在關(guān)鍵材料上,我國(guó)有很多廠家都宣傳能生產(chǎn)。但實(shí)際上,催化劑方面,國(guó)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(méi)有人開(kāi)發(fā)高耐久性能載體;質(zhì)子交換膜方面,高溫拉伸強(qiáng)度、低加濕質(zhì)子傳導(dǎo)率、滲氫電流等主要指標(biāo)和國(guó)際水平相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。國(guó)內(nèi)拿杜邦質(zhì)子膜對(duì)標(biāo),但車(chē)載用高功率電堆用質(zhì)子膜,國(guó)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(guó)內(nèi)也一直沒(méi)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(chē)載用高功率雙極板技術(shù),也一直是我國(guó)的短板。從上一代石墨雙極板到最新的無(wú)鍍層鈦金屬雙極板,有效地解決了車(chē)載用電堆雙極板的輕量化、抗震強(qiáng)度、耐腐蝕性、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)和生產(chǎn)效率的問(wèn)題。我國(guó)的金屬雙極板的耐腐蝕性、鍍膜強(qiáng)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(guó)際先進(jìn)水平相差懸殊。

國(guó)內(nèi)很多廠家都只能購(gòu)買(mǎi)國(guó)外材料生產(chǎn)膜電極、電堆等,然而,國(guó)外最先進(jìn)的材料難以買(mǎi)到,國(guó)產(chǎn)材料又很難達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)指標(biāo)要求——雖然廠家不少,但大部分來(lái)自大學(xué)實(shí)驗(yàn)室,容易有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足、只注重幾個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)的問(wèn)題,且對(duì)一致性、穩(wěn)定性和降低成本不敏感。

柴茂榮表示,國(guó)電投正立足于國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)材料級(jí)自主化的開(kāi)發(fā)。催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、雙極板、電堆仿真設(shè)計(jì)、系統(tǒng)等全部核心材料和技術(shù)目前已全部實(shí)現(xiàn)了自主化,并建有自己的生產(chǎn)線(xiàn)。只有這樣,才能站在產(chǎn)業(yè)鏈的頂端,把握整個(gè)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)性,掌握產(chǎn)品的定價(jià)權(quán)。(科技日?qǐng)?bào))

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