氢燃料电池的困顿与曙光

文／本刊记者 曲绍楠

燃油车光环褪去，氢燃料电池汽车等新能源汽车粉墨登场。石油公司是否应早做打算，未雨绸缪？

2018年，是燃油车最忧伤的一年。

为了实现建设国际旅游岛的目标，海南省宣布将在2030年禁止销售和使用燃油车。紧接着，广东省广州市、深圳市等全国各大城市相继出台针对燃油车的限制措施。随后，长安、北汽、一汽等国内车企也主动提出将在2025年停售燃油汽车。甚至连京东、中国邮政等企业也开始放弃燃油物流车辆，转投新能源汽车阵营。

与此同时，不少石油公司也在紧跟形势。日前，壳牌石油公司和氢能技术与能源公司HTEC在加拿大温哥华推出了首个氢燃料电池汽车零售加氢站。2023年之前，壳牌计划建立400多座加氢站。而此前，包括英国、美国加州地区及德国等地均已推出类似站点。

国内的加氢站建设情况如何？国内石油企业又将如何面对这一发展趋势？

初窥门径

“截至2018年2月，国内已建成并正在运营的加氢站仅有12座，分别位于北京、上海、江苏、大连、安徽、河南、广东、成都等地，另有在建的加氢站19座。”上海氢能利用工程技术研究中心副主任吴浩洪告诉本刊记者。

由此可见，我国的加氢站建设刚刚起步。那么，在国外试点成功的案例能否在国内推广？氢能源到底有多大的应用前景呢？这些问题让广东中油燃气有限公司的总经理齐勇很困惑。他告诉本刊记者，他的公司想为当地的氢能源发展做点贡献。可是作为一家民营企业而言，前期巨大的投入和难以预计的收益，令他望而却步。

存在同样困惑的还有广州久昊能源有限公司的安全生产总监陈业祥。他希望在政府主导下，促使氢能产业得到良性发展，并愿意为此出份力。类似的企业在广东和全国还有很多。他们共同的愿望是，可以从政府层面对氢能源发展给予更多的支持，同时从行业角度来讲希望相关标准可以更加完善，让他们心里有底。

吴浩洪也提到，目前加氢站建设确实存在投入高、收益慢和技术瓶颈的问题。这些都成为企业不敢投资的一个主要原因。

而且对于加氢站的行业归类问题，国家和地方目前没有明确。“这与建设报批加油或者加气站完全不同，让企业感觉难办。”他强调，现下国内的加氢站数量较少，在一定程度上成为氢燃料电池汽车发展的最大障碍。

先有鸡还是先有蛋？

究竟应该是氢燃料电池汽车发展在前，还是加氢站建设在先呢？清华大学汽车研究所所长陈全世给出的答案是：“没有大量的氢燃料电池汽车上路行驶的话，加氢站的建设完全没有意义。”

采访中，中国可再生能源学会氢能专委会秘书长王富茂也谈到了氢燃料电池汽车的发展问题。他告诉本刊记者，氢燃料电池汽车在发展过程中，除了要面临加氢站发展滞后及部分材料成本较高的因素外，在氢能的利用上仍有很多问题待解。

他解释说，从源头上来讲目前仍然存在“谈氢色变”的现象。

缘何如此？这要从氢的自然属性说起。氢是易燃易爆品，有一定的可燃范围和爆炸范围，无色无味，凭感官无法发觉其泄漏。这成为人

们对其心生恐惧的主要原因。但是，氢气的特性可以简单概括为“易燃易爆、风险可控”。

王富茂提到，虽然氢具有易燃易爆的属性，但还有一个显著的特点即逃逸性比较好，很容易扩散开。如果在相对开放的区域建站的话，一般来说问题不大。“其安全性在广阔的范围内是有保障的。”他解释说。

制约氢能发展的另一个因素是，相关产业链发展尚不健全。从制氢角度来讲，目前国内氢气供应主要是化工等其他工业回收用气，来源较充足。目前的制氢技术在不断进步，如果说可以利用可再生能源，诸如风电制氢、光伏制氢的话，那么就是纯粹的绿色无污染、零排放了。

此外，燃料电池技术的瓶颈也在制约着相关产业的发展。“现在，国内燃料电池内所使用的膜仍然是美国的光膜。还有一些关键材料，比如催化剂等核心技术仍然掌握在国外企业手中。所以，在量产方面要受制于人。但是，如果能达到一定发展规模的话，国内相关的技术是完全可以跟上的。”王富茂很乐观，“虽然发展需要一段时间，但肯定会慢慢变好的。”

氢燃料电池汽车的发展将推动加氢站加快建设步伐。

广东鸿基创能科技公司的常务副总冯毅对氢能也十分关注。他介绍说，氢的利用形式应该是多种多样的。

比如，在日本，氢能不仅用到汽车上，还包括家用热电联产，即供热水和供电。“在这方面，日本的东芝公司已经卖出几十万套设备。我想谈合作，但是对方不向中国销售。如果可以达成合作的话，完全可以解决北方一些地区的供暖问题。目前，在日本这项技术已经应用得非常广泛了。”冯毅谈到。

另外，关于氢的储能问题。目前，几大电力集团都在关注氢能。其实，氢是一个很好的储能体系，因为安全性较好。

冯毅介绍说：“其实，氢燃料汽车就是将之前电动车的动力电池改成了氢反应堆。而氢反应堆就相当于一个发动机。在汽缸内，氢和氧结合后产生水和电，向外持续供应动力。氢燃料与动力电池一样没有声音，使用时很安静。”

事实上，氢燃料电池最核心的部分是双极板和膜电极。冯毅目前在做的就是膜电极研究，相当于氢燃料电池的CPU。

目前，膜电极在国内尚未达到量产，技术仍掌握在外国人手中。“我认为，现在最关键的是氢燃料电池的研究。毕竟其他部件国内已经做得很好了，包括广东、江苏、湖北、河北等地都形成了具体的相关配件产业链。现在最关键的问题就是攻破电堆。”冯毅分析道。

国外加氢站的发展经验或可为我所用。

“未来，加氢站建造所需的整套基础设施一定要跟上。因为当氢动力汽车大量上路行驶的时候，加氢站建设的步伐如果不加快的话，是很难跟上车企发展速度的。”王富茂表示。

释放积极信号？

氢能源的发展问题，得到了国家领导人的关注。5月11日，国务院总理李克强在日本考察时，专程前往位于北海道的丰田汽车公司零部件工厂，询问了燃料电池车MIRAI和e-Palette概念车续航里程等方面的问题。业内认为，这是国家最高级别领导人首次在公开场合对燃料电池车辆进行考察，释放出一些积极信号。

石油公司方面在新能源领域也有一些动作。7月18日，中国石化集团资本有限公司（中国石化资本）在雄安新区揭牌。该公司是中国石化布局新兴产业的投资平台，主要投资新能源、新材料、节能环保及智能制造等战略性新兴产业，注册资本100亿元。业界评价，这无疑给本已如火如荼的新能源领域又加了一把柴。

技术的不断进步，正成为氢燃料汽车发展的助力。7月19日，日本丰田汽车研发中心有限公司北京分公司总经理汤田修事宣布，丰田公司将发起迈向氢能社会的2050环保挑战。

目前，丰田的氢能燃料采用的是FC电堆高压氢气瓶，具有更小更轻、容易装载的特点，体积密度和空气密度很大，续航里程可以达到700公里。丰田公司希望到2020年东京奥运会时，包括FC电堆、FC电池、氢气瓶燃料在内的丰田燃料电池体系可以应用到商用车上，并为2022年北京冬奥会做准备，共同迈向氢能社会。

“未来的燃料将是氢能。”国家发改委能源研究所气候首席专家、研究员姜克隽，一直致力于低碳能源转型研究。他曾这样描述未来的新能源发展趋势：“目前，国内已经在研制以氢能为动力的飞机发动机，未来能源的更迭发展将非常快。”