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院士领衔论道:看六大氢能应用领域产业化进程

2022-01-12 13:34:00

衣宝廉院士:

大幅降低氢能产业成本,尽快实现燃料电池汽车产业化


衣宝廉院士认为,燃料电池汽车的产业化是氢能应用的突破口,我们要实现关键材料与部件的批量生产,大幅度降低燃料电池车、加氢站建设和氢源的成本,尽快实现燃料电池汽车的产业化。“降低燃料电池电堆的成本,一是提高电堆的比重率;二是实现关键材料,电催化剂、质子交换膜、双极板、膜电极三合一和电堆批量生产;三是依据工况和电堆适宜的运行条件制定控制策略,确保电池系统的可靠性与耐久性;四是降低燃料电池的PEMFC典型极化曲线。


氢气成本方面。采用天然气或纯氢管网输送氢气,加氢站加的氢可降至每公斤30元以下,车的运行费用就可以和燃油车竞争了。加氢站方面。实现氢气压缩机,高压储氢瓶和加氢机等国产化和批量生产,建油、氢、电合建站,就可以大幅度降低加氢站的建设费用,待加氢站达到一定密度,再示范商业化乘用车。”


欧阳明高院士:

我们即将进入燃料电池技术突破的下一个十年


欧阳明高院士认为,氢能和燃料电池总体看法是乐观的,尤其是从整个氢能看更是如此,燃料电池是氢能的先导部分,是引领部分,或者说核心部分。氢燃料电池技术突破的节点比动力电池晚了十多年,现在氢燃料电池会进入成本下降的快速通道,跟十年前动力电池成本开始快速下降是差不多的。总的看,氢能燃料电池汽车关键的决定期是未来五年,要努力利用这五年的窗口期把氢能燃料电池汽车搞起来。

今后五年政府的支持和引导还是非常重要的,地方政府也要因地制宜、量力而行,如果急功近利,将欲速不达,最后就是一地鸡毛,还是要坚持市场主导。


“我们正在从新能源汽车市场的需求不足过渡到供不应求;从政府驱动开始经过市场与政府双驱动阶段,转型到市场驱动为主导的阶段;从培育期、成长期到现在已经进入高速增长期;从示范到商业化现在已经到规模产业化;从乘用车的电动化发展到了商用车的电动化;从电池技术突破的上个十年即将进入燃料电池技术突破的下一个十年;从新能源汽车的量变即将引发汽车整个产业的质变;从汽车电动化即将发展到交通全面电动化,包括电动飞机、电动轮船等;从新能源汽车发展到新能源革命,电化学储能市场在爆发,光伏制氢今年也是元年。”


叶思宇院士:

示范城市群背景下膜电极的创新研发和产业化思路

叶思宇院士认为,燃料电池从某种意义上说,它的产业化并不是一个简单的材料问题,也不是简单的工程问题,更不是一个简单的应用问题,它是一个真正系统工程。从燃料电池整个产业链来说,从最上游的燃料电池材料研发,包括催化剂、质子交换膜、碳纸、树脂等里面涉及的很多是材料科学的问题,当这些材料应用到膜电极层面,更多的关键是结构上,电极材料和树脂、碳纸、质子交换膜等的界面和表面的问题。  


它应用到燃料电池电堆和系统体系也涉及到很多工程问题,包括一些流体力学等,最终到了车上还有很多电子工程、电机工程、整车集成等问题,这一切的问题是整个系统工程,任何一个单一的领域突破和发现都不能完全解决这个问题。 同时,从上游的材料研发、产业化到终端的应用过程,涉及到非常多层级的工程验证,这些工程验证中的密切配合也是非常重要,可见这一切都要依赖于大学研究所与企业界的紧密合作。


“我们通常谈到燃料电池至今成本仍然非常高的一个重要原因,就是我们还处于产业化初期,还没有达到一定的规模化。诚然规模化的提高能够极大地降低燃料电池的成本,但是创新研发特别是关键材料和新方法、新手段的应用,能够加速这个产业化的过程。”、


陈学东院士:

氢能产业关键技术仍需突破


陈学东院士指出,氢能是二次能源,发展氢能源的碳减排效果取决于产生氢气的一次能源种类,其经济性还要考量其对一次能源的消耗量;但是从技术角度来说,氢气储存、输送和终端利用方面目前还有很多关键技术问题没有解决,主要涉及到关键装备的本质安全问题。实际上,国内也曾经开展过Ⅳ型压缩天然气气瓶的研究与应用,但由于当初设计制造及检测技术不成熟,产品存在一定缺陷,导致了安全事故,所以至今仍被禁止使用。


“尽管我国氢能产业目前已经取得了一些进展,但在氢能储运装备方面还存在诸多不足:例如50MPa以上超大容积固定式储氢容器、90MPa级氢气压缩机设计制造还有短板;抗氢气高速冲击高压加氢站阀门、耐深冷温度液氢阀门、高集成度瓶口组合阀等特殊阀门零部件还存在“卡脖子”问题;70MPa车载Ⅳ型储氢气瓶、50MPa大容量管束集装箱设计制造技术还未完全掌握;等等。他建议国内院所、高校、企业要坚持问题导向、协同攻关,推动创新链和产业链融合发展,实现氢能产业链的重要设备风险安全可控,支撑我国氢能产业健康发展。”(文章转载自 氢云链)




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