近年，在燃料電池汽車領域，以戴姆勒、豐田、尼桑、本田等為代表的國際車企持續發力，燃料電池技術取得突破性進展。在燃料電池性能、壽命、成本等方面取得突破后，商品化之路正在逐漸鋪開。但我國燃料電池車保有量有限，加氫站等基礎設施建設滯后，已經掣肘該產業發展，突破加氫瓶頸或可有效促進我國燃料電池車產業迎頭趕上。
1月18~19日，APEC2016燃料電池國際論壇在北京召開。與會專家、企業代表不僅對氫燃料電池汽車產業的發展現狀及規劃進行了介紹，也對國內外加氫站的發展狀況進行詳細闡述和分析。
與會代表普遍認為，全球能源緊缺和環境污染，已成為人類生存和發展面臨的兩大挑戰，以化石能源為主的傳統能源發展方式難以為繼，人類必須尋找新的能源替代方式。氫能和燃料電池作為實現能源清潔化、是燃料低碳化發展的重要途徑。由于技術進步、規模經濟以及市場競爭，燃料電池成本在逐漸降低，未來有望助推汽車產業再次騰飛。
韓國現代動力公司高級研究員Jungik KIM表示，石器時代結束并不是因為缺少石塊，石油時代結束也不是因為缺少石油。中國工程院院士、中國燃料電池技術學術帶頭人之一衣寶廉表示，得益于各國政府對燃料電池汽車產業持續不斷的研發經費支持和對其應用市場的政策支持，燃料電池技術已經取得突破性進展。在實現性能提升、壽命延長、成本下降后，燃料電池汽車已發展到可初步進行商業化應用的階段。
■技術先進，產業滯后
國際燃料電池研究起始于1990年前后，直到2005年各國仍在努力提高燃料電池的性能和壽命；從2005年~2012年，各國都在解決燃料電池裝車的問題，提高功率密度以使其實現與內燃機相當；從2012年至今，各國主要在解決降低成本、批量生產和加氫站的相關問題。“我們發展燃料電池車不比國外晚。”衣寶廉告訴記者，“我國燃料電池車的部分性能跟國際水平比較接近，可靠性和耐久性與國際水平有較大差距。”
盡管技術較國外差距較小，衣寶廉仍指出國內燃料電池產業方面的一些問題。第一，在燃料電池的材料方面，我國已經達到甚至超過國際水平，但我國現在還沒有進入產業化階段，原因是沒有市場，沒有產業鏈支撐；第二，我國電堆的可靠性和耐久性不如國外，評價以指標為主，評價裝置太少；第三，我國需要開展超低鉑、非鉑催化劑的電極開發和試驗運行，進一步降低Pt用量，達到汽車尾氣凈化器的水平。
中科院大連化物所研究員孫公權認為，燃料電池汽車作為高新科技產業，需要強調自主研發，同時也要加強國際交流合作，在一些設備裝置上可以互通有無，減少因某項技術或者材料缺失導致整體水平停滯不前的情況發生。衣寶廉贊同孫公權的看法，他表示國外在空氣壓縮機、70MPa儲氫瓶的研發制造上具有先進的技術，國內企業可通過合資方式將這些國內技術水平暫時落后的項目引進。但衣寶廉強調，在電堆等核心技術領域，必須與國外展開競爭。
■產業化需掃多方障礙
實現國內燃料電池汽車產業化，不能一蹴而就。新源動力股份有限公司總工程師、副總經理侯中軍告訴記者，國內車企在燃料電池汽車技術路線選擇上可能還有猶豫。部分車企出于基礎設施短缺和兼容國內燃料特點的考慮，傾向甲醇燃料的燃料電池技術。
這一點，加拿大巴拉德公司總裁Randall MacEwen在中國推廣燃料電池產品時有深刻感受。“如果采用甲醇裂解重整制氫，然后供給燃料電池使用，首先就是在整個發動機系統中增加了一套化學反應裝置，這增加了不穩定性。”侯中軍說，“國內儲氫瓶技術在高速發展，未來使用儲氫瓶為燃料電池供給能源是最終選擇。”“單算燃料電池成本，相對鋰離子電池稍高。”侯中軍補充表示，“從整個系統而言，燃料電池汽車成本比較高。”但是降低成本等屬于技術問題，他認為技術問題并不算是產業化進程中的大問題，真正的難點在于基礎設施建設。
燃料電池的基礎設施建設涉及安全、防護、高壓等多方面的要求，建造成本遠超充電站成本。另外，侯中軍表示，催化劑鉑并不是限制燃料電池汽車發展的因素，首先鉑可以循環利用，現有汽車尾氣處理裝置的鉑可以回收使用，同時未來燃料電池汽車的鉑用量會進一步下降，非鉑催化劑也在研發之中。
在產業化過程中，公眾教育是不可或缺的一環。日本尼桑公司高級研究員Tokuya Hasegawa表示，要從成本、安全、環保等方面告訴消費者，燃料電池汽車相當安全，沒有必要有顧慮。
■基礎設施瓶頸或將突破
現在國內僅有的四個加氫站加氫壓力全部是35MPa，國外基本上都是70MPa加氫站，相同大小氫瓶由于加氫壓力不一樣，儲氫量相對少一半，導致國內產品普遍在續駛里程上有一定欠缺。
加氫站的關鍵設備有三個，儲氫罐、壓縮機和加氫器，另外需要控制和安防系統，“三設備一系統”構成整個加氫站最大的設備成本和制造成本。同濟大學教授、上海氫能利用工程技術研究中心副主任張存滿表示，我國從25MPa突破到45MPa，“十三五”期間將突破到90MPa，現在70MPa企業標準已開始制定，相信國家標準馬上就會跟進。“因為高壓標準在國外有很好的借鑒經驗，我覺得這只是時間問題。”
燃料電池不僅作為汽車發動機使用，在現階段，固體氧化物燃料電池（SOFC）還可以作為電動汽車充電樁的電源使用。清華大學熱能工程系教授韓敏芳向記者表示，充電基礎設施短缺一直是我國電動汽車發展的軟肋之一，因為充電樁建設涉及土地、消防、安監、電力等諸多方面的限制，發展速度相對受到一定的制約。如果使用碳基SOFC用于充電樁電源使用，一方面兼容目前的燃料類型，一方面可以離網為電動汽車充電，技術上完全可行。
【觀點集錦】Kawai Taiyo（日本豐田公司主查）：FCEV是終極選擇
在能源出現多元化的今天，氫氣燃料代表著未來的一個方向和趨勢，FCEV的駕駛過程完全零排放，克服了電動汽車續駛里程短的缺點，同時駕駛體驗非常接近汽油車，電機平穩感很強，能夠保證從起步到低中速區域良好的加速性能，最重要的是可以提供只要三分鐘的能源補給時間。因此從綜合環境保護上來看，我們認為FCEV才是一個終極的選擇。
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