2023年4月23日,在中國汽車技術研究中心有限公司和中國節(jié)能協(xié)會共同主辦的中國氫能科技創(chuàng)新論壇暨《氫能汽車藍皮書(2022)》發(fā)布會上,中國工程院院士、中科院大連化學物理研究所研究員衣寶廉發(fā)表“燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀與氫能供給”主題演講。
衣寶廉院士在演講中指出,氫燃料電池比能量較高,可達0.5~1kWh/kg,是鋰離子電池的2~3倍,特別適合重載車;其次,燃料電池車的電堆和氫罐是分開的,提高了發(fā)動機的安全性,電堆不會產(chǎn)生燃燒和爆炸;第三,氫燃料電池車續(xù)駛里程長,動力性能高,燃料加注時間短,適合于長途車和重載車。
但仍有如下問題需要攻關,首先,目前燃料電池發(fā)動機比較貴,一輛燃料電池車的售價是燃油車的2~3倍,鋰離子電池車的1.5~2倍。其次,加氫站的建設費用比較高,建站費用達到1200萬~1500萬。同時,在加氫站的加氫費用每公斤高達60~80元,只有降到30元以下才能跟燃油車競爭,因此要實現(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費用。
演講過程中,衣院士針對燃料電池關鍵材料和部件的具體問題進行了分析:針對Pt/C催化劑存在車載工況催化劑衰減、Pt資源有限、成本高、污染環(huán)境中毒等問題,衣院士指出,可以通過提高活性或非Pt催化劑降低Pt用量,同時可通過PtM催化劑、抗氧化載體提高穩(wěn)定性。針對質子交換膜動態(tài)工況膜破裂、燃料電池環(huán)境中降解等問題,可考慮用Nafion/PTFE復合膜增強膜機械性能、用抗自由基復合膜增強化學穩(wěn)定性。
在優(yōu)化氫的長距離儲運問題上,衣院士建議:利用三北豐富的水電,風電,太陽能發(fā)電;大力發(fā)展PEM電解水制氫,送入天然氣管網(wǎng),在需要氫氣的地方,可抽取等熱值天然氣進行重整制氫。近海地區(qū)發(fā)展海上風電,電解水制氫,利用氫氣管道,輸送海港,將氫液化,作為商品。也可用列管車送至附近的加氫站。
衣院士表示,實現(xiàn)燃料電池關鍵材料和部件的國產(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,進而降低燃料電池車的成本。同時,要大力發(fā)展可再生能源,電解水制備綠氫,采用管網(wǎng)輸送氫,加氫站加氫可降至每公斤30元以下,氫燃料電池車就可以和燃油車競爭。
從加氫站層面,實現(xiàn)氫氣壓縮機、高壓儲氫瓶國產(chǎn)化和批量生產(chǎn),建油氫電合建站,才可大幅降低加氫站的建設費用,因此,需要先商業(yè)化對加氫站依賴度比較低的商用車,至加氫站達到一定密度,再示范商業(yè)化乘用車。
原標題:衣寶廉:燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀與氫能供給