日前，國家電投集團(tuán)中央研究院的控股子公司——國家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司（以下簡稱氫能公司）總師柴茂榮博士帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，在燃料電池開發(fā)領(lǐng)域取得重大突破：實(shí)現(xiàn)了燃料電池技術(shù)的自主化、能夠?qū)?biāo)世界上最先進(jìn)的技術(shù)、同時將成本控制到了最低。我國氫能源燃料電池的研究又向前邁出了一大步。

與電能相比，氫能是更為理想的二次能源

社會得到高度發(fā)展的同時，現(xiàn)代人對于環(huán)境保護(hù)以及節(jié)能的意識越來越強(qiáng)。新的時代背景下，傳統(tǒng)燃油汽車逐漸會被淘汰，以新能源為主要動力的汽車將成為新的市場寵兒，其中，氫燃料電池汽車與動力電池汽車最受關(guān)注。2018年5月份，豐田北海道生產(chǎn)線的一臺Mirai氫燃料電池車以"加氫3分鐘，續(xù)航600公里"的標(biāo)簽掀起了一陣關(guān)于氫燃料電池與動力電池哪個更有前景的討論。畢竟電動汽車"快充20分鐘，續(xù)航300公里"就已經(jīng)算得上是業(yè)內(nèi)翹楚。

數(shù)據(jù)面前，似乎氫燃料電池是更加被看好的那個。與動力電池相比，氫能源電池有著以下幾點(diǎn)較為突出的優(yōu)勢。第一，氫能實(shí)現(xiàn)可再生電能到能源系統(tǒng)的大規(guī)模集成。比如風(fēng)能電、太陽能電，直接上電網(wǎng)就可以用來生產(chǎn)氫，再通過氫能發(fā)動機(jī)發(fā)電，在特種、工程搶險(xiǎn)以及在汽車上都能夠得到運(yùn)用；第二，氫允許跨地域和跨季節(jié)的能源分配，并能夠?yàn)槟茉聪到y(tǒng)的彈性提供緩沖。而這個是電能不能做到的；第三，動力電池汽車一般適用于短距離運(yùn)輸和輕型車輛，而氫燃料電池汽車則能夠以更輕的重量儲存更多的能量，更加適合重載和長距離運(yùn)輸。

世界各國相繼投入研發(fā)，對氫能的研究成一大趨勢。

近年來，氫能作為一種清潔、高效、安全以及可持續(xù)的新型能源，越來越受到重視，世界上很多國家尤其是發(fā)達(dá)國家紛紛確立了氫能發(fā)展戰(zhàn)略，對氫能的研究成了世界范圍內(nèi)的一大趨勢。日本明確將"推進(jìn)氫能社會"作為國家戰(zhàn)略；美國政府成立了氫能與燃料電池辦公室，并且開始實(shí)施H2USA氫能基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃；德國開展Power-to-Gas(P2G)示范項(xiàng)目，并開始實(shí)施H2Mobility等計(jì)劃；英國制定了H2MobilityRoadmap路線圖；歐盟則開展了燃料電池與氫能聯(lián)合項(xiàng)目（FCH2JU）。

近年來我國也在大力加強(qiáng)氫能開發(fā)戰(zhàn)略布局。2016年氫能產(chǎn)業(yè)正式成為《"十三五"國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》8項(xiàng)發(fā)展任務(wù)之一，而作為氫能開發(fā)的關(guān)鍵一環(huán)燃料電池技術(shù)的開發(fā)和推廣尤其受到關(guān)注；2017年氫能公司成立，該公司作為國家電控集團(tuán)中央研究院的控股子公司，主要負(fù)責(zé)開展以氫燃料電池為核心的氫能關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化研究；2018年2月11日，中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟在京成立，這是一個跨學(xué)科、跨行業(yè)、跨部門的國家級氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，標(biāo)志著發(fā)展氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)成"國家共識"。而在國家政策的扶持下，在眾多科研人員不斷地努力研究下，我國對于氫能源的研究取得了非常大的進(jìn)展。

本次新燃料電池的三大優(yōu)點(diǎn)：

首先就是實(shí)現(xiàn)了燃料電池技術(shù)的自動化。資料顯示，以往我國燃料電池的研發(fā)要么是從國外購入核心技術(shù)，要么就是從不同國家購買零部件，然后運(yùn)用國外的技術(shù)進(jìn)行組裝，其中外購產(chǎn)品率更是超過70%至80%，自主研發(fā)只占據(jù)其中很小的一部分。此次氫能公司不但在短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，而且其研發(fā)的燃料電池堆在所有關(guān)鍵技術(shù)方面均為國產(chǎn)，包括催化劑載體、催化劑合成、擴(kuò)散層制造、膜電極涂敷、流路設(shè)計(jì)、材料開發(fā)、成型工藝、防腐涂層與工藝、電極絕緣密封、電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電堆組裝工藝、電堆密封工藝、水熱平衡仿真、系統(tǒng)控制、空氣泵以及其它附屬設(shè)備等等方面，都實(shí)現(xiàn)了燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈的完全自主化。

其次，新的燃料電池能能夠?qū)?biāo)當(dāng)前世界最先進(jìn)水平。據(jù)介紹，此次開發(fā)成功的燃料電池屬于第三代電堆，對標(biāo)目前世界最先進(jìn)水平。以燃料電池的核心部件雙極板為例，新研制的非不銹鋼金屬雙極板無論是在厚度、導(dǎo)電性，還是在加工成型工藝和耐腐蝕性方面均達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。而以此為基礎(chǔ)研發(fā)的燃料電池堆功率密度可大于3．0kW／L；耐久性能推計(jì)將大于10000hr；Pt用量可小于30g——Pt／120kW，這些數(shù)據(jù)指標(biāo)均居于世界前列。

最后，成本優(yōu)勢凸顯。由于是自主研發(fā)，此次研制的燃料電池堆還具有價格較低的優(yōu)勢，如正式投產(chǎn)，預(yù)計(jì)其成本會較國外進(jìn)口堆大幅降低。這一點(diǎn)對于燃料電池迅速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段無疑有著重要意義。

我國氫能源電池開發(fā)起步晚，關(guān)鍵技術(shù)仍有差距

相比國外同行，我國氫能源燃料電池的開發(fā)起步太晚，與發(fā)達(dá)國家差距較為明顯。據(jù)悉我國開始進(jìn)行氫燃料電池汽車的研發(fā)工作始于2001年，首次提出氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃是在2016年10月發(fā)布的《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書（2016）》中，而隨后發(fā)布的《中國制造2025》中才明確提出了燃料電池的汽車發(fā)展規(guī)劃。在美國，通用在1966年就開始了氫能源燃料電池汽車的研發(fā)，而日本的本田也早在1992年就開始了對氫能源燃料的研究。當(dāng)今社會日新月異，科技的發(fā)展甚至可以以秒來計(jì)，更不用說落后長達(dá)三十年了，而起步太晚也導(dǎo)致了在關(guān)鍵技術(shù)上與西方國家還是有較大的差距。比如"質(zhì)子交換膜"是燃料電池的一大核心技術(shù)，然而到目前為止，全球能夠商業(yè)化供應(yīng)氫燃料電池質(zhì)子交換膜材料的公司除了美國杜邦，再無他家。日本境內(nèi)倒也有一家公司可以生產(chǎn)，但這家公司明確拒絕對任何國家銷售該產(chǎn)品。

應(yīng)加快氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化

1月12日下午，全國政協(xié)副主席、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席萬鋼在中國電動汽車百人論壇中表示："發(fā)達(dá)國家把氫作為能源管理，創(chuàng)造了科學(xué)安全的氫加注站建設(shè)和車載氫罐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測體系，有利推動了燃料電池汽車商業(yè)化。建議各車企及相關(guān)單位借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)試點(diǎn)成果，抓緊研究修訂氫能、加氫站和儲氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提升檢測能力，盡快破除標(biāo)準(zhǔn)檢測障礙和市場準(zhǔn)入壁壘，加強(qiáng)和完善氫能生產(chǎn)、儲運(yùn)和供銷體系建設(shè)。"

萬鋼同時指出，應(yīng)該及時把產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)向燃料電池汽車拓展，我國已形成的電-電混動技術(shù)優(yōu)勢，適合燃料電池技術(shù)特點(diǎn)，也適應(yīng)我國技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)。據(jù)悉，我國氫能來源廣泛，既有大量的工業(yè)副產(chǎn)氫氣，又有大量的棄風(fēng)棄光電、低谷電等可供制氫的存量資源，但目前還未形成可持續(xù)的商業(yè)模式。

燃料電池技術(shù)不能代替純電動技術(shù)

盡管學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界普遍認(rèn)為氫能將極大地豐富未來的能源體系、各國家層面和企業(yè)層面也都對燃料電池汽車市場抱有很大的熱情和希望，但是不斷清潔化的傳統(tǒng)石化能源以及更多能源儲備的發(fā)掘甚至純電動汽車的發(fā)展，都給氫能的大規(guī)模利用帶來了很大的不確定性。而且核心技術(shù)、車輛和加氫站的巨大成本、安全問題等都是橫跨在政府和企業(yè)面前的一道鴻溝。

另一方面，眾所周知，近年來純電動汽車的研究可謂如火如荼，無論是國外的特斯拉，還是小鵬汽車、蔚來汽車等新興車企，在純電動汽車這一領(lǐng)域，都想要分得更大的市場蛋糕，電動汽車市場也在近兩年開始變得火爆起來。而反觀氫能源燃料汽車，在公眾面前，其更像是一個陌生人。對此，清華大學(xué)汽車研究所所長、博士生導(dǎo)師陳全世教授表示，對于氫能源燃料，汽車政府和車企應(yīng)該聯(lián)合大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)，把膜、催化劑、極板等基礎(chǔ)問題解決了，而不是做多少輛車。同時在他看來，燃料電池技術(shù)也并不能取代純電動技術(shù)。