問：為什么說上下游協同降本能推動氫燃料電池汽車邁向商業化應用新階段？
答：用氫能代替燃油驅動各種交通工具，不僅能實現交通領域節能減排，而且能提高國家能源的安全性。盡管氫燃料電池汽車有諸多優點，但其發展必須攻克成本難點：第一，目前燃料電池發動機比較貴，導致一輛燃料電池汽車的售價是燃油車的2~3倍、鋰離子電池汽車的1.5~2倍；第二，加氫站的建設費用比較高，在1200萬~1500萬元；第三，加氫站的加氫費用每千克為60~70元，只有降到30元以下才能跟燃油車競爭。因此，要實現無補貼的燃料電池汽車商業化運行，必須大幅降低供氫成本和氫燃料電池系統成本，進而降低氫燃料電池汽車運行成本。
問：降低供氫成本需要考慮哪幾個方面？
答：一是氫源方面，二是儲運方面。
氫源方面，主要有三種制氫方式：化石燃料制氫、工業副產氫制氫、可再生能源制氫。我國具有豐富的副產氫資源，年產量近千萬噸；可再生能源制氫是利用棄風、棄水、棄光的富余電量和生物質等進行電解水制氫，電解水制氫類型包括堿水電解、純水電解（質子交換膜水電解）、高溫固體氧化物水蒸氣電解，我國堿水電解技術水平世界第一，售價是國際售價的1/3。純水電解國內已做到兆瓦級，但數量和性能與國外比還有差距。高溫固體氧化物電解效率最高，但還處于發展階段。
儲運方面，利用"三北"地區豐富的水力、風能、太陽能發電，大力發展質子交換膜電解水制氫，把氫氣送入天然氣管網，最高濃度可達20%，在需要氫氣的地方，采用膜分離從天然氣氫混合物中提取純氫，當氫濃度低時，可抽取等熱值天然氣進行重整制氫。在近海地區發展海上風電，采用電解水制氫，利用氫氣管道將氫氣輸送至海港，將氫液化作為商品用管車送至附近加氫站。加氫站建設電解水制氫裝置和天然氣重整制氫裝置，利用上述方案提高氫氣輸送效率，降低用氫成本。氫氣壓縮機、高壓儲氫瓶、加氫機等也需要盡快國產化和批量生產，還要建設油氫電合建站，大幅降低加氫站的建設費用。
問：降低燃料電池系統成本需要從哪些方面著手？
答：首先要降低燃料電池電堆的成本，電堆成本為燃料電池系統的50%左右，要提高電堆比功率，研究高活性的催化劑，同時降低鉑用量。制備高性能超薄增強復合膜，增加機械強度，實現低透氣率。對于膜電極組合而言，膜減薄后，大幅降低了歐姆極化，同時采用靜電噴涂，形成結構部分有序化，從而降低氧傳質阻力和提高電極活性。在雙極板類型中，無孔碳板和金屬板工藝在國內已成熟，加大力度對無涂層的不銹鋼板工藝進行研究，薄金屬沖壓雙極板具有比功率高、成本低的優勢。改進流場結構，提高電池性能，提高氧氣傳質速率、排水效率，將電堆的工作電流密度由現在每平方厘米2安培提高為4~5安培，電堆成本由1000~1500元降為500~700元。
其次，在組裝燃料電池系統中，要使電堆在最適宜運行的條件下工作，電-電混合能控制燃料電池輸出功率，使其平穩輸出，解決燃料電池響應慢的問題，提升電池系統的可靠性和耐久性，降低研發和售后服務成本攤銷。
最后，突破關鍵材料和氫瓶瓶口閥等"卡脖子"核心零部件，提升核心技術創新能力，實現關鍵材料、關鍵部件國產化、批量化生產，顯著降低燃料電池系統成本。按美國能源部預測，實現燃料部件批量生產，達到萬輛級生產，電池系統成本可降低50%以上，這樣，到"十四五"結束，燃料電池發動機成本可降為每千瓦500元左右。（郭昊 采訪整理）
轉自：中國石化報
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