世界在役火電廠轉(zhuǎn)型新能源發(fā)電

摘要

【燃料電池傳來大消息！成本大降60%！各大車企紛紛布局！萬億風口來了？】近些年來，我國的各大車企，也紛紛在氫能源汽車方向發(fā)力。在2020年北京車展上，東風、上汽、廣汽都紛紛發(fā)布了自己的樣車。很多機構(gòu)預(yù)測氫能源有望開啟下一個萬億級市場。

在新能源汽車領(lǐng)域，除了混動、純電動汽車以外，還有一種氫燃料電池汽車，因為可以做到“零”排放。氫能被許多專家譽為是一種“終極清潔能源”。但和混動、純電動汽車相比，我們現(xiàn)在在公路上能夠看見的氫燃料電池汽車卻寥寥無幾。這種汽車和現(xiàn)有的新能源汽車在技術(shù)上有什么區(qū)別，它什么時候才能大規(guī)模走進我們的生活？

氫能是最環(huán)保、最容易獲得的能源，也被稱為21世紀的“綠色動力”。在剛剛結(jié)束的東京奧運會上，不光奧運圣火的能源來自于氫能，而且運動員日常用車也采用了氫能源汽車。除了環(huán)保，氫能源汽車續(xù)航里程長、充氣快，小車只要三分鐘就可以充完，充完一次氣可以跑六百公里。

近些年來，我國的各大車企，也紛紛在氫能源汽車方向發(fā)力。在2020年北京車展上，東風、上汽、廣汽都紛紛發(fā)布了自己的樣車。很多機構(gòu)預(yù)測氫能源有望開啟下一個萬億級市場。

雖然各路資本已經(jīng)瘋狂涌入氫能領(lǐng)域，氫能源車的產(chǎn)業(yè)上下游也在積極投入，但氫燃料電池車的推動并不順暢。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，今年前5個月，燃料電池汽車產(chǎn)銷分別完成188輛和207輛，同比分別下降47.3%和44.1%。究其原因，就是成本制約和配套未成規(guī)模，其中整車生產(chǎn)成本的制約尤為明顯。

氫能源汽車里的燃料電池系統(tǒng)就如同燃油車里的發(fā)動機，是整車最核心的部件。一直以來，燃料電池系統(tǒng)中主要的關(guān)鍵部件膜電極、質(zhì)子交換膜、氣體擴散層、雙極板的生產(chǎn)技術(shù)和核心工藝被國外高度壟斷，如何實現(xiàn)技術(shù)突破、降低成本，成為我國科研團隊一直努力的方向。

中國科學院大連化學物理研究所，是我國最早開展氫燃料電池研究的地方。作為動力源，燃料電池的性能、安全早就在上世紀航空航天等軍工領(lǐng)域得到了充分驗證。但一旦降維到民用汽車，成本就成了一個無法平衡的障礙。

如果把燃料電池電堆比喻成一個人體的話，雙極板就是人體的骨架，起到了支撐的作用，屬于不可或缺的關(guān)鍵材料。

一個功率為100kW的電堆需要400多片金屬雙極板。但在上個世紀90年代左右時完全依靠進口，動輒就要幾十萬甚至接近上百萬元的天價，而如今依靠國內(nèi)科學家的努力，現(xiàn)在100kW電堆上的雙極板只需要5萬元。

通過幾十年的努力，多項壟斷技術(shù)被打破，國產(chǎn)雙極板的功率密度，從第一代的不到2000瓦每升，到如今的4000瓦每升；壽命也從2000小時，做到了如今的1萬小時。這些成果也都意味著成本在不斷下降。

電堆，可以看作是人的身體，是氫燃料電池汽車的核心中樞。

新源動力的第四代電堆，是專門應(yīng)用在商用車上的大型電堆。這家國內(nèi)較早研發(fā)燃料電池的企業(yè)，當初一個普通的50kW的電堆就要150萬人民幣，而現(xiàn)在第四代電堆已經(jīng)將成本壓縮到了50萬元。

新源動力壓縮成本的關(guān)鍵奧秘就在眼前的這臺設(shè)備上。這臺噴涂機正在對擺放好的透明薄膜上噴涂黑色的液體，看似像在進行噴墨印刷，其實這噴出的液體可不是普通的涂料，而是含有鉑金的漿料。

含有鉑的催化劑是氫燃料電池最優(yōu)的催化劑，可以更有效促進發(fā)電。但是鉑，也就是大家最熟悉的白金，全球的總儲量只有1.4萬噸，如今在市面的價格一克400元左右。

在5年前的技術(shù)狀態(tài)下，這家企業(yè)生產(chǎn)一臺100kW的燃料電池需要用到100多克鉑金，也就是僅這一項成本就要40000多元，而隨著他們的不斷攻關(guān)和技術(shù)進步，現(xiàn)在生產(chǎn)一臺相同功率的燃料電池所用鉑金減少到了25克，只需要10000元就可以了。

燃料電池電堆的另一個關(guān)鍵部件，負責隔絕有害物質(zhì)，為電堆供氣供養(yǎng)料的氣體擴散層。在燃料電池中的作用就像人體中的肺，負責隔絕電堆中的有害物質(zhì)，為電堆提供純凈的氫氧氣。作為電堆中必不可少的關(guān)鍵材料，它占據(jù)了10%的成本。

2018年以前，氣體擴散層一直受到國外的技術(shù)封鎖和壟斷。直到2018年底，捷氫科技聯(lián)合一家新材料企業(yè)不斷進行研發(fā)，優(yōu)化產(chǎn)品，如今他們已經(jīng)迭代開發(fā)了10代產(chǎn)品。

石偉玉介紹說，一臺100kW電堆，擴散層用量大概在20平方米左右，按照目前進口的價格，600塊到800塊每平方米來算的話，預(yù)計需要12000元左右。而在國產(chǎn)化替代以后，成本預(yù)計可以下降30%—40%到8000元左右。

通過科研院所和眾多企業(yè)的不懈努力，如今的燃料電池成本與五年前相比已經(jīng)下降了60%，原來一臺價值為150萬元的100kW燃料電池系統(tǒng)價格現(xiàn)在只需要50萬元。在毛宗強看來，未來，距離燃料電池車真正落地推廣，走入尋常百姓家，不會太遙遠。