燃料电池成本不占优势 未来五年为产业化关键期

2019-07-02 03:08章俊良
新能源汽车报 2019年18期
关键词:车厂燃料电池锂电池

“2040年,主要产油国都只能保证本国消耗,2080年,全世界的石油可能就用光了,到时候用什么动力是值得我们思考的。”

在石油紧张信号频发的背景下,燃料电池因其绿色、高效、无污染的特点,被认为是汽车能源的终极方案。5月11日,上海交通大学燃料电池研究所所长章俊良在2019第十一届中国汽车蓝皮书论坛上,就车用燃料电池未来发展前景和大规模产业化的难点问题发表讲话。

各国禁燃

全球能源动力界联手同行

环境污染早已成为全世界共同关注的问题,近年来,各国已针对不同情况、不同程度的污染排放制定了相应的法律法规。

为进一步缓解环境压力,各国能源动力界意识到,只有新能源技术才能从根本上解决这些排放问题。2017年,世界各国纷纷提出禁售燃油车的建议,研究制定传统燃油车停产停售时间表成为国内外的一大趋势。目前,世界上很多主流车厂已停止对燃油车的研发,转向对电动汽车和燃料电池汽车的研发。

谁更合适

燃料电池PK锂电池

新能源汽车到底应选择燃料电池汽车还是锂电池汽车,这是全社会共同关注的问题。

首先,在里程方面,业界根据两种材料特征、科学原理已达成共识,即在一定里程范围内,锂电池更有优势,超过一定里程则是燃料电池的天下。具体的分割线要根据技术发展水平、各国汽车政策以及能源相应政策来定。

其次,在成本方面,锂电池的成本是指数是增加,但燃料电池因只增加氢罐的数量和体积,价格增长还是非常平缓的。其实在过去十年里,燃料电池的成本已经降低了一半以上,在这基础上,再下降38%,就基本实现了目标成本。当前,影响燃料电池成本的主要因素是铂载量。过去15年左右,铂载量已经由1克/千瓦到目前的0.3克/千瓦,下降了70%到80%,如果能下降到0.1克/千瓦,燃料电池车的应用就可以得到全面普及了。根据各机构的预测来看,2030年左右,燃料电池的价格基本与内燃机持平,这也与燃油车停产的时间大致吻合。

再者,从国际燃料电池的研发动态来看,燃料电池车的技术问题及寿命问题基本得到解决。日本车厂、美国通用、德国车厂,都已生产出自己的燃料电池汽车,且动力性和各方面的表现都与燃油车相当。

最后,从国际燃料电池的产业生态来看,日本、美国、欧洲等国家和地区已具备从原材料、催化剂到膜电极,碳纸、电堆到系统非常成熟完善的产业链。而中国燃料电池产业链任重道远。

面临挑战

加快解决三大问题

中国燃料电池产业目前存在三大问题,一是产业链前端残缺不全。国外燃料电池寿命最低达到5000小时,最高已超过27000小时,我国燃料电池的寿命目前才达到3000小时。而实现5000小时的电池寿命是走向大规模产业化的铁门槛。

第二是成本不占优势。目前,我国燃料电池的主要原材料还是依赖进口,成本仍然不占优势。

第三是投资过多集中于技术集成,尤其是低水平的重复投资现象较多。

中国燃料电池界权威人士衣宝廉院士认为,要实现大规模产业化必须具备四个基本条件:第一,燃料电池寿命大于5000小时;第二,成本售价在不计补贴的前提下,与锂电池车或燃油车接近;第三,要有廉价的氢气供给;第四,在有补贴的前提下,整个产业链处于盈利状态。

章俊良认为,目前我国不具备大规模产业化的条件,但可以实现车用燃料电池大规模产业化。这就需要政府加大对燃料电池技术的投入,加强引导和规范,增加研发的经费投入,从而降低燃料电池成本,提高燃料电池寿命。他估计:“如果按照理想化的状态来看,可能会在2020-2025年之间达到全面产业化的水平。”

燃料电池汽车产业正在逐步成熟,与发达国家相比,我国的燃料电池核心材料、部件水平、整体寿命还存在一定差距,低成本燃料电池发展主要受制于低铂、超低铂的催化剂和膜电极,这些基础问题和科学问题都亟需解决。

抓住机遇

争做新能源时代先锋

新能源汽车将是未来汽车产业的主流。它作为我国的国家战略,其实不仅仅可以解决燃油能源短缺和环境污染的问题,更关乎着中国能否在这一轮的能源动力革命上占领制高点,这对于我国未来经济也将产生深远影响。

观察能源动力史就会发现,每一代能源革命的成果至少要主导一百多年。从蒸汽机发展到内燃机再到电动化,都经历了一百多年的历史。现在中国的机会来了,新能源时代中国要把握机遇,迎接挑战,力争走到全球前列。

(本文根據2019第十一届中国汽车蓝皮书论坛速记整理,未经本人审阅)

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