近年來(lái)，隨著我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)分析氫能產(chǎn)業(yè)鏈的文章很多，但都浮于表面，真正對(duì)我國(guó)和世界先進(jìn)水平的差距進(jìn)行分析的很少。
近日，國(guó)電投氫能公司首席技術(shù)官柴茂榮接受了科技日?qǐng)?bào)記者的專訪。針對(duì)一些國(guó)內(nèi)媒體對(duì)氫能及燃料電池技術(shù)進(jìn)步的過(guò)度炒作，他說(shuō)，國(guó)內(nèi)的很多公司都號(hào)稱能生產(chǎn)出燃料電池電堆，但和世界最先進(jìn)的燃料電池技術(shù)相比，差距仍大。
起了個(gè)大早，趕了個(gè)晚集
“我國(guó)燃料電池雖起了個(gè)大早，但在關(guān)鍵核心材料、技術(shù)工藝和推廣應(yīng)用方面，還有很大差距或進(jìn)步空間。”柴茂榮表示。
我國(guó)是世界產(chǎn)氫大國(guó)，產(chǎn)量近3000萬(wàn)噸，絕對(duì)是世界第一。但氫氣基本上都用在了石油精煉、加氫重整和合成氨、甲醇等方面，而用于燃料電池等的高純氫氣，則不到百分之一。粗氫很便宜，每公斤不到10元，但到了加氫站，則價(jià)格差不多漲了10倍。
目前，國(guó)內(nèi)氫氣壓縮、精制、加氫站關(guān)鍵設(shè)備、零配件和技術(shù)大部分都還依賴國(guó)外。氫氣瓶用材料，如高強(qiáng)度碳纖維、密封膠、氣瓶閥組等基本也依賴國(guó)外，造成成本居高不下。
在燃料電池方面，國(guó)內(nèi)人為地把燃料電池應(yīng)用區(qū)分為乘用車用和商用車用，輕易地得出燃料電池只適合于重卡等商用車的結(jié)論。實(shí)際上，國(guó)外燃料電池乘用車和商用車的開發(fā)基本上是同步進(jìn)行的，而燃料電池乘用車技術(shù)相對(duì)更成熟。比如豐田Mirai氫燃料電池汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，它和同檔次的電動(dòng)汽車特斯拉Model S同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，價(jià)格基本相當(dāng)，而續(xù)航距離和安全可靠性更優(yōu)。
與國(guó)外相比至少還差一代
我國(guó)因?yàn)榈侥壳盀橹谷剂想姵卦牧匣疽蕾囘M(jìn)口，價(jià)高質(zhì)次，電堆體積大、功率密度小，加速性、穩(wěn)定性都嚴(yán)重不足，難以實(shí)現(xiàn)在乘用車上使用。而且，國(guó)內(nèi)用峰值功率除以活性區(qū)體積計(jì)算出來(lái)的功率密度，和國(guó)外平均單電池0.65V以上在汽車運(yùn)行工況下的額定功率相比，實(shí)質(zhì)意義有限。至于耐久性，國(guó)外要求15年壽命，5000小時(shí)無(wú)故障，國(guó)內(nèi)簡(jiǎn)單地理解成5000小時(shí)劣化系數(shù)來(lái)計(jì)算，更是相差甚遠(yuǎn)。
最近，某國(guó)外公司的不少電堆已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，很多做成系統(tǒng)并已在幾大檢測(cè)機(jī)構(gòu)中測(cè)試。相比之下，同樣標(biāo)稱130kw的電堆，體積不到國(guó)產(chǎn)電堆的一半，而按同樣單電池0.65V計(jì)的額定功率，國(guó)產(chǎn)電堆功率比進(jìn)口電堆至少低20%以上。“實(shí)際上，我們國(guó)產(chǎn)的很多電堆和世界最先進(jìn)的電堆技術(shù)相比，至少還差一代以上。”柴茂榮強(qiáng)調(diào)。
此外，在關(guān)鍵材料上，我國(guó)有很多廠家都宣傳能生產(chǎn)。但實(shí)際上，催化劑方面，國(guó)內(nèi)在耐久性能、單位鉑金的發(fā)電電流MMA都有很大的差異，具體體現(xiàn)在擔(dān)載工藝和載體選材上。貴金屬顆粒大小不均勻，載位不穩(wěn)定，抗反極、抗毒性差，也沒(méi)有人開發(fā)高耐久性能載體；質(zhì)子交換膜方面，高溫拉伸強(qiáng)度、低加濕質(zhì)子傳導(dǎo)率、滲氫電流等主要指標(biāo)和國(guó)際水平相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。國(guó)內(nèi)拿杜邦質(zhì)子膜對(duì)標(biāo)，但車載用高功率電堆用質(zhì)子膜，國(guó)外早在十幾年前就已不再使用杜邦的質(zhì)子膜。還有碳紙擴(kuò)散層，從導(dǎo)電碳纖維到抄紙到成紙工藝技術(shù)，國(guó)內(nèi)也一直沒(méi)有突破。
核心材料和技術(shù)自主化才能站在產(chǎn)業(yè)鏈頂端
車載用高功率雙極板技術(shù)，也一直是我國(guó)的短板。從上一代石墨雙極板到最新的無(wú)鍍層鈦金屬雙極板，有效地解決了車載用電堆雙極板的輕量化、抗震強(qiáng)度、耐腐蝕性、大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)和生產(chǎn)效率的問(wèn)題。我國(guó)的金屬雙極板的耐腐蝕性、鍍膜強(qiáng)度、生產(chǎn)效率、平整性、耐久性，還有前面提到的電堆性能，都和國(guó)際先進(jìn)水平相差懸殊。
國(guó)內(nèi)很多廠家都只能購(gòu)買國(guó)外材料生產(chǎn)膜電極、電堆等，然而，國(guó)外最先進(jìn)的材料難以買到，國(guó)產(chǎn)材料又很難達(dá)到車規(guī)級(jí)指標(biāo)要求——雖然廠家不少，但大部分來(lái)自大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，容易有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不足、只注重幾個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)的問(wèn)題，且對(duì)一致性、穩(wěn)定性和降低成本不敏感。
柴茂榮表示，國(guó)電投正立足于國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)材料級(jí)自主化的開發(fā)。催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、雙極板、電堆仿真設(shè)計(jì)、系統(tǒng)等全部核心材料和技術(shù)目前已全部實(shí)現(xiàn)了自主化，并建有自己的生產(chǎn)線。只有這樣，才能站在產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，把握整個(gè)產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)性，掌握產(chǎn)品的定價(jià)權(quán)。（科技日?qǐng)?bào)）
評(píng)論