燃料電池電堆技術(shù)迎黃金發(fā)展期

2020-08-12 09:46:53來源：中國能源報(bào)作者：紫雨

　　近年來，我國燃料電池電堆技術(shù)發(fā)展迅速，電堆性能大幅提升，已接近國際水平，但電堆可靠性、壽命、成本與國外先進(jìn)水平相比還存在較大差距。

　　專家認(rèn)為，通過燃料電池技術(shù)引進(jìn)，并消化吸收發(fā)展為自主技術(shù)，建設(shè)電堆、系統(tǒng)集成和整車生產(chǎn)線，形成氫能產(chǎn)業(yè)化開發(fā)平臺，有利于企業(yè)占領(lǐng)氫能技術(shù)制高點(diǎn)。

　　“2020年出臺的相關(guān)補(bǔ)貼政策有利于促進(jìn)燃料電池電堆發(fā)展，帶動電堆技術(shù)探索和多元應(yīng)用，并推動氫能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。”在近日舉辦的燃料電池電堆技術(shù)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)研討會上，與會專家表示。

　　政策利好電堆發(fā)展

　　2020年4月，財(cái)政部等四部委發(fā)布的《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》提出，調(diào)整補(bǔ)貼方式，開展燃料電池汽車示范應(yīng)用，明確“以獎代補(bǔ)”建立氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈;隨后，《關(guān)于開展燃料電池汽車示范推廣通知》征求意見稿發(fā)布，明確“以獎代補(bǔ)”獎勵細(xì)則，其中還強(qiáng)化了加氫站建設(shè)補(bǔ)貼。

　　“2018年以來我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度顯著加快，氫能產(chǎn)業(yè)遍地開花，全國各地掀起氫能發(fā)展新浪潮。得益于頂層氫能扶持政策，已形成上海、廣東佛山-云浮、山東濟(jì)南和河北張家口等氫能產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，并逐步向全國各地延伸。”國鴻氫能科技有限公司副總經(jīng)理燕希強(qiáng)認(rèn)為，這有利于推動關(guān)鍵零部件的技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展和商業(yè)化示范推廣，進(jìn)一步掀起氫燃料電池汽車發(fā)展的新高潮。

　　上海氫晨新能源科技有限公司總經(jīng)理易培云表示，2020年的新一輪補(bǔ)貼將改變?nèi)剂想姵馗窬郑绕涫菍Υ蠊β蕷淙剂想姵仉姸讯?，將獲得難得的發(fā)展機(jī)遇。

　　燕希強(qiáng)表示：“氫燃料動力系統(tǒng)在整車成本的占比超過70%，主要部件包括燃料電池電堆、高壓儲氫罐、電機(jī)、動力控制裝置等，其中最核心的部分是燃料電池電堆，在燃料電池系統(tǒng)中占比約65%，隨著政策加持下生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大以及電堆國產(chǎn)化的逐步實(shí)現(xiàn)，電堆成本預(yù)計(jì)可下降60%。”

　　雙極板技術(shù)適用不同場景

　　雙極板作為燃料電池電堆的核心部件，分別有石墨、金屬和復(fù)合雙極板。與會專家表示，由于應(yīng)用場景、功率等有差異，各類雙極板在不同的應(yīng)用領(lǐng)域各有優(yōu)勢，因此，在未來很長時間不同材料的雙極板將共存、互補(bǔ)發(fā)展。

　　對于燃料電池電堆而言，可靠性高、壽命長、成本低是確保電堆更具競爭力的必要條件。燕希強(qiáng)指出：“目前柔性石墨雙極板處于領(lǐng)先位置，其原材料成本低，還能保留石墨雙極板高電導(dǎo)性和高耐腐蝕性，同時又解決了硬石墨板加工周期長、脆性問題，實(shí)現(xiàn)了雙極板的批量化制備，降低了雙極板制備成本。”

　　而金屬雙極板也同樣有其適用場景。易培云表示，金屬雙極板電堆具有功率密度高、冷啟動快、抗震性能好等優(yōu)勢，適用于100kW以上的大功率電堆的大批量制造。

　　易培云坦言：“大功率電堆同時面臨不可避免的技術(shù)挑戰(zhàn)，與小功率電堆相比，功率大并非簡單的數(shù)量加減，其設(shè)計(jì)理念和技術(shù)難度完全不一樣，需要更好的設(shè)計(jì)、密封、裝配和解決降本問題。”

　　“應(yīng)用場景及整車對電堆的需求不同，乘用車更注重動力性能，而商用車需要經(jīng)濟(jì)性上的保證，不存在一個電堆適用所有場景，因此要遵循場景差異設(shè)計(jì)滿足不同需求的電堆。”易培云表示。

　　建立全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)

　　燕希強(qiáng)表示，氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局能夠推動燃料電池電堆進(jìn)一步研發(fā)迭代以及氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。以國鴻氫能對燃料電池電堆的研發(fā)推廣為例，國鴻氫能進(jìn)行燃料電池電堆研發(fā)生產(chǎn)，氫源來自美錦能源工業(yè)副產(chǎn)氫，膜電極研發(fā)屬于鴻基創(chuàng)能，舜華新能源進(jìn)行加氫設(shè)備研發(fā)及加氫站建設(shè)運(yùn)營，整車研發(fā)由飛馳客車負(fù)責(zé)，以此形成氫能全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。

　　因此，建立規(guī)?；姸焉a(chǎn)線，形成產(chǎn)業(yè)化開發(fā)平臺尤為重要。“通過燃料電池技術(shù)引進(jìn)，并消化吸收發(fā)展為自主技術(shù)，建設(shè)電堆、系統(tǒng)集成和整車生產(chǎn)線，形成氫能產(chǎn)業(yè)化開發(fā)平臺，有利于企業(yè)占領(lǐng)氫能技術(shù)制高點(diǎn)。”燕希強(qiáng)表示。

　　易培云強(qiáng)調(diào)，電堆核心競爭力取決于性能、壽命及成本，性能與部件匹配及環(huán)境適應(yīng)性有關(guān)，高壽命需要高溫耐久的材料、一致性設(shè)計(jì)和高精度制造，而想要進(jìn)一步降低成本，則需要提高性能、零部件一體化設(shè)計(jì)等。“因此，開發(fā)電堆智能制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)部件和電堆的自動識別、匹配、裝配及監(jiān)控也尤為關(guān)鍵。”

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