國際氫能燃料電池展獲悉，近日，中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會(huì)委員，中國工程院院士衣寶廉在公開場(chǎng)合發(fā)表演講時(shí)指出：“氫能車只有降到30元以下才能與燃油車競(jìng)爭(zhēng)。要實(shí)現(xiàn)無補(bǔ)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(dòng)機(jī)的成本和氫氣的成本，同時(shí)降低加氫站的建設(shè)費(fèi)用。”

中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會(huì)委員，中國工程院院士衣寶廉

衣寶廉院士進(jìn)一步解釋道：“燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)比較貴，導(dǎo)致燃料電池車的售價(jià)是燃油車的2倍多。如果是重載車，能達(dá)到燃油車3倍，鋰離子電池車的1.5倍。加氫站的建設(shè)費(fèi)用在1200萬~1500萬，高壓加氫站建設(shè)費(fèi)用達(dá)到2000萬。如果政府不補(bǔ)貼，加氫站的加氫費(fèi)用每公斤高達(dá)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(dòng)機(jī)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(gè)途徑是提高電堆的比功率。“九五”開始時(shí)，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(shí)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(gè)途徑是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵材料與部件的批量生產(chǎn)。據(jù)美國能源部測(cè)算，如果燃料電池產(chǎn)量達(dá)到1萬輛的時(shí)候，成本能降到50%~60%。到2025年，如果既把電流密度提高，又實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，電堆費(fèi)用就可以降到500元以下，發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)成本可以降到1000元以下。

把燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)裝到車上，是按工況運(yùn)行的。工況導(dǎo)致了電堆衰減，所以上世紀(jì)末運(yùn)行的三臺(tái)大巴，壽命不到1個(gè)月。主要是由工況導(dǎo)致的電流波動(dòng)、電壓波動(dòng)、溫度波動(dòng)、濕度波動(dòng)、壓力波動(dòng)，加載、降載、停車、低溫停放和啟動(dòng)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(dòng)態(tài)工況方面已取得了突破，快速加載方面，采用混合動(dòng)力，同時(shí)限制高電位，解決啟動(dòng)與停車、氫腔積水、低溫儲(chǔ)存和啟動(dòng)等問題，所以燃料電池能在近似穩(wěn)定的條件下運(yùn)行，壽命已經(jīng)達(dá)到了1.8萬小時(shí);下一步還要進(jìn)一步改進(jìn)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(shí)，滿足重載車的要求。

提高燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有三大建議

對(duì)于如何提高燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，衣院士有三大建議。

第一方面，改進(jìn)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(jìn)而大幅度提高電堆的比功率，讓同一電堆輸出更多功率，達(dá)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(yùn)行成本，達(dá)到能與燃油車或鋰離子電池車運(yùn)行成本競(jìng)爭(zhēng)。

第三方面，依據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究結(jié)果，改進(jìn)電池系統(tǒng)與控制策略，提高燃料電池系統(tǒng)在工況運(yùn)行下的可靠性與耐久性，達(dá)到保質(zhì)期的要求。

在最后的總結(jié)階段，衣院士表示：實(shí)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(shí)提高電堆的比功率，就可以大幅度降低燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)成本，進(jìn)而降低燃料電池車的成本。靠技術(shù)創(chuàng)新，提高工作電流密度和簡(jiǎn)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(dòng)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(yùn)行費(fèi)用就可以和燃油車相競(jìng)爭(zhēng)。

實(shí)現(xiàn)高壓儲(chǔ)氫瓶和加氫機(jī)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(fèi)用。在加氫站達(dá)到一定的密度，再示范商業(yè)化乘用車。

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