近日，中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會委員，中國工程院院士衣寶廉在公開場合發(fā)表演講時指出：“氫能車只有降到30元以下才能與燃油車競爭。要實現(xiàn)無補貼的燃料電池車商業(yè)化，必須大幅度降低燃料電池發(fā)動機的成本和氫氣的成本，同時降低加氫站的建設(shè)費用。”
衣寶廉院士進一步解釋道：“燃料電池發(fā)動機比較貴，導(dǎo)致燃料電池車的售價是燃油車的2倍多。如果是重載車，能達到燃油車3倍，鋰離子電池車的1.5倍。加氫站的建設(shè)費用在1200萬~1500萬，高壓加氫站建設(shè)費用達到2000萬。如果政府不補貼，加氫站的加氫費用每公斤高達60~70元。要想把燃料電池車做到商業(yè)化程度，首先要降低電堆的成本，電堆的成本占燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)成本的一半左右。”
降低燃料電池成本有兩種途徑
衣院士認(rèn)為，降低燃料電池成本有兩種途徑。第一個途徑是提高電堆的比功率。“九五”開始時，我國的電堆每平方厘米500毫安，到了“十一五和十二五”提到1安培，到“十三五”提到1.5安培到2安培，電堆的成本下降了1倍多。現(xiàn)在人民寄希望于減少氧的傳質(zhì)阻力，同時把電堆的工作電流密度提4到5安培，即把電堆的成本再降一半，由現(xiàn)在的1000-1500元降到500-750元。
另外一個途徑是實現(xiàn)關(guān)鍵材料與部件的批量生產(chǎn)。據(jù)美國能源部測算，如果燃料電池產(chǎn)量達到1萬輛的時候，成本能降到50%~60%。到2025年，如果既把電流密度提高，又實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，電堆費用就可以降到500元以下，發(fā)動機的系統(tǒng)成本可以降到1000元以下。
把燃料電池發(fā)動機裝到車上，是按工況運行的。工況導(dǎo)致了電堆衰減，所以上世紀(jì)末運行的三臺大巴，壽命不到1個月。主要是由工況導(dǎo)致的電流波動、電壓波動、溫度波動、濕度波動、壓力波動，加載、降載、停車、低溫停放和啟動導(dǎo)致電堆衰減很快。
通過技術(shù)人員20多年的研究，在克服動態(tài)工況方面已取得了突破，快速加載方面，采用混合動力，同時限制高電位，解決啟動與停車、氫腔積水、低溫儲存和啟動等問題，所以燃料電池能在近似穩(wěn)定的條件下運行，壽命已經(jīng)達到了1.8萬小時；下一步還要進一步改進燃料電池電堆的氣體分配，提高單電池的一致性，將壽命提到3萬小時，滿足重載車的要求。
提高燃料電池發(fā)動機的性能有三大建議
對于如何提高燃料電池發(fā)動機的性能，衣院士有三大建議。
第一方面，改進組裝工藝，大幅度提高電堆一致性，讓電堆在更高的電流密度下穩(wěn)定工作，進而大幅度提高電堆的比功率，讓同一電堆輸出更多功率，達到大幅度降低電堆成本。
第二方面，研發(fā)抗毒的氫氧化電催化劑，讓燃料電池可以用粗氫做燃料（即可以用副產(chǎn)氫做燃料），大幅度降低燃料電池車運行成本，達到能與燃油車或鋰離子電池車運行成本競爭。
第三方面，依據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究結(jié)果，改進電池系統(tǒng)與控制策略，提高燃料電池系統(tǒng)在工況運行下的可靠性與耐久性，達到保質(zhì)期的要求。
在最后的總結(jié)階段，衣院士表示：實現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料和部件國產(chǎn)化、批量生產(chǎn)，同時提高電堆的比功率，就可以大幅度降低燃料電池發(fā)動機成本，進而降低燃料電池車的成本?？考夹g(shù)創(chuàng)新，提高工作電流密度和簡化系統(tǒng)，采用超低鉑有序化電極大幅度降低鉑用量，將燃料電池車的成本降到鋰離子電動車水平。
大力發(fā)展可再生能源，電解水制備綠氫，采用天然氣或純氫管網(wǎng)輸送氫氣，研發(fā)并使用抗毒氫氧化電催化劑，加氫站氫源成本降至30元/公斤以下，燃料電池車的運行費用就可以和燃油車相競爭。
實現(xiàn)高壓儲氫瓶和加氫機等國產(chǎn)化和批量生產(chǎn)，建油、氫、電合建站，就可大幅度降低加氫站的費用。在加氫站達到一定的密度，再示范商業(yè)化乘用車。
原標(biāo)題：院士觀點：氫源成本降至30元/公斤以下時才能與油車競爭！
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