衣宝廉院士:下一个五年,燃料电池汽车如何发展(2)

光山新闻网 林晓舟 2020-02-11 18:13:24
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衣宝廉:经过北京奥运会23辆燃料电池车、上海世博会196辆燃料电池车等示范运行,已经证明燃料电池车技术可行。“十三五”期间,加氢站建设被写入2019年政府工作报告,极大鼓励了燃料电池车的研发和示范。

第一,2018年由国家能源集团牵头成立了中国氢能联盟,为我国氢能与燃料电池的发展坚定了信心,并给予了技术和资金的支持。

第二,2019年燃料电池车的销量已达2737辆,我国燃料电池车的保有量已达五千多辆,仅次于美国,占世界第二位。国内示范运行的燃料电池车以大客车和商用车为主,适于发挥燃料电池车的优势,已引起国际汽车界的重视。

第三,由于大规模燃料电池车的商业化示范,创建了车用燃料电池的关键材料和部件市场,国内关键材料和部件的企业逐渐增加,并开始批量生产双极板、膜电极三合一(MEA)、电催化剂、质子交换膜、空压机和高压储氢瓶等,进一步降低燃料电池车成本。

第四,加氢站的建设速度加快,由“十三五”初期的几座到2019年建成38座、投运46座,关键部件如氢气压缩机、加氢机等也开始研制和试用,国产化提速。

第五,由于国家、地方政府和企业的大力支持,并介入燃料电池车的研发与商业化示范运行,吸引了国际从事燃料电池车研发企业进入中国,促进了国内燃料电池车的商业化示范运行。

《中国科学报》:你认为开发燃料电池汽车还存在着哪些技术性挑战?该如何应对?

衣宝廉:由于燃料电池发动机成本较高,导致燃料电池车价格是燃油车的2~3倍,是锂离子车的一倍左右。此外,氢的制备、输运费用高也导致其运行成本高,加氢站的建设费用也远高于充电站和加油站的建设费用。

因此,开发燃料电池车首先就要降低燃料电池车的成本。为实现这一目标,一是要加快批量生产工艺的研发;二是企业家介入建立生产线进行试生产;三是地方政府支持,进行大规模的燃料电池车商业化示范。

其次在确保电堆可靠性与耐久性的前提下,大幅度提高电堆的比功率。降低关键部件如空压机、DC/DC、氢气循还泵、阀件等成本,实现批量生产。

降低氢气成本的关键则是选择副产氢丰富或可再生能源丰富的地区进行燃料电池车示范,大力发展离网的风电、水电和太阳能发电,直接电解水制氢,降低制氢和运输成本。而降低加氢站建设成本,就需要实现氢气压缩机和储氢瓶的国产化。

“十四五”仍需强化应用基础研究

《中国科学报》:对于下一个五年规划,燃料电池汽车在技术研发上应该如何部署?

衣宝廉:要加强燃料电池关键材料与部件的基础研究。在电催化剂、交换膜、流场和膜电极三合一结构与制备方面能有创新性的发明,为制备高比功率电堆提供指导和技术基础。

首先要加强应用基础研究。开发和改进燃料电池关键材料与部件的批量生产工艺,提高产品的质量和降低成本,用于组装高比功率电堆和电池系统。

其次要研发世界一流的高比功率电堆和电池系统,电堆体积比功率达到5Kw/L。寿命达到2~3万小时。

最后要提高客车与商用车性价比。研发燃料电池乘用车,性能接近或达到国际一流水平。

《中国科学报》:对于燃料电池汽车的产业化,十四五在政策上还需做出哪些调整?