新闻中心

我们聆听客户心声,了解他们的业务

中国燃料电池汽车的产业困局

电动汽车用燃料电池的开发自上世纪九十年代末至今还不到20年的时间,技术成熟度相对较低,而汽车开发应用已经将近百年,技术和产业已经高度发展,二者在发展阶段上完全不在一个层面。两种技术有效结合实现燃料电池技术在汽车领域的快速发展应用,最好的方式就是主流汽车企业介入到燃料电池产品开发过程中,主导燃料电池技术在汽车平台上进行实用化开发。事实上,欧美和日本的FC-EV开发无一例外都是采用这一发展模式。可以说,FC-EV的发展模式从一开始就与当前我国锂离子电池纯电动汽车的发展模式有很大不同。

相对于当前国内热火朝天的锂电纯电动汽车,我国在燃料电池电动汽车研究方面非常薄弱,仅有同济大学的“超越”系列燃料电池电动车一直在进行试验研究。而燃料电池汽车产业化方面同样非常薄弱,众多整车企业里只有上汽集团明确提出燃料电池汽车的开发规划,而上汽则是明显地受到德国大众(VW)早期的FC-EV发展战略的影响。

上汽发展的第三代FC-EV,该型车以荣威750为原型车,采用“锂电+燃料电池系统”混合动力源,并配备可插电系统。最高时速为150公里/小时,续驶里程可达到300公里,可在-10℃环境温度下启动,燃料电池系统寿命已经达到2000小时。对比上汽当前的第三代FC-EV,其技术水平仅仅相当10年前国际上FC-EV的水平。

上汽集团在对第三代燃料电池汽车进行测试和研究后,目前正在研发第四代FC-EV,该型车以荣威750为原型车,同样采用“锂电+燃料电池系统”混合动力源,最高时速为160公里/小时,续驶里程可达到430公里,可在-20℃环境温度下启动,燃料电池电堆(HyMOD-36)系统寿命已经接近5000小时。上汽第四代FC-EV在技术参数上已经接近德国和日本车企同类产品的水平,跟国际主流技术水平的差距已经缩小到五年左右。在燃料电池客车领域,宇通客车则处在国内领先水平。

虽然我国锂电产业整体技术水平跟日韩仍有较大差距,是典型的“大而不强”,但我国整个锂电产业链非常完整,已经具备了很强的发展实力和赶超后劲。笔者完全有理由相信,若干年之后中国锂电产业一定能够迈上一个更高的台阶。而反观我国燃料电池产业链,就只能用“乏善可陈”来形容了。国际上PEMFC燃料电池的研发和产业化能力,是“二超”(美国和日本)和“两强”(德国和加拿大)的基本格局。我国燃料电池产业链,不管是在电堆还是在核心原材料(质子交换膜、电催化剂、炭纸、双极板等)都极其薄弱。

目前,国内高水平PEMFC电堆主要还是引进加拿大巴拉德的产品和技术,国内电堆企业实力普遍薄弱,目前只有上海神力和大连新源动力两家公司具备完整的PEMFC电堆的设计和制造能力,但主要也是使用进口原材料进行组装生产。而在核心原材料的产业化生产方面,我国几乎是一片空白。全氟磺酸质子交换膜(PEM)仅仅只有山东东岳集团联合上海交大完成了中试,但其样品不论是在质子电导率还是在成品一致性以及寿命等关键指标上,跟美国杜邦的Nafion膜相比都有较大的差距。

国际上70MPa车载储氢系统已经产业化,我国目前仅能生产35MPa储氢瓶,而且储氢系统中的某些关键阀门、传感器仍然尚需依赖进口。至于Pt/C电催化剂、炭纸、双极板这些核心原材料以及低能耗紧凑型空压机、高效增湿器等关键部件则未见产业化报道,足可见我国燃料电池产业整体水平跟国际上的巨大差距。

在加氢站的建设方面,我国也远落后日本和德国。据不完全统计,目前全球有超过200座加氢站投入实际使用,还有百余座正在筹建,这些加氢站绝大部分位于日本、德国和美国加州。我国仅仅在北京、上海和郑州各有一座示范加氢站,可见大范围氢气供应网络的建设的紧迫性和艰难程度。

美国在十几年前就将“氢经济”列为十大战略型军民两用高科技产业之一。站在国家可持续发展的战略高度,笔者希望科技部和工信部能够对此引起足够重视,尽快制订相关政策促进我国燃料电池产业化水平的提升。

 

 

(文章来源:高工锂电技术与应用)