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电堆是发生电化学反应的场所,将双极板与膜电极交替叠合,构成燃料电池的电堆。国外车企大多自行开发电堆,并不对外开放。由于空间限制,所以家用小轿车氢燃料电池的双极板采用的是金属板技术方案,不过金属板容易被腐蚀。欧美正在运营的燃料电池公交车大多数采用石墨板技术方案,石墨板不易腐蚀,使用寿命长。国内东方 电气公司生产的氢燃料电池也是采用石墨板技术方案,其与成都客车厂联合开发的10辆示范客车累计运行里程超过40万公里。
氢储能实用的关键是降低成本
发达国家,例如:美国、日本、韩国将氢储能提升至国家战略。以日本为例,其在1994年就开始了氢储能的研究,日本掌握的氢燃料电池技术非常先进,像丰田、本田、三菱等公司都掌握成熟的技术。我国的氢储能研究起步较晚,前期只有一些研究机构进行这方面的研究,如:中科院大连化学物理研究所、清华大学。虽然之前对氢能有所关注,但基本上还是由国企牵头。在国营企业中,东方 电气集团在十年前就开始氢燃料电池的研究,与此同时,一些大型车企(如:东风汽车)也在进行相关技术研究,民营企业由于成本问题,涉足较少。
不过东方 电气集团的专家指出,在对日本氢储能产业进行考察时,他们发现日本虽然氢能领域方面的技术较为成熟,但是成本仍然较高,超过50%的成本由日本政府“掏腰包(补贴)”。现实的例子就是,一辆日本产的氢能汽车,售价30万元,其成本却高于30万元。日本政府为支持氢能发展,补贴了额外的成本。
为什么成本高?主要原因是日本的氢能全产业链还没有发展起来,技术成熟并不表示产业也已经成熟,所以成本居高不下。只有氢能相关的配套全产业链发展起来,总体成本才能降下来。
值得注意的是,日本经济产业省官员此前表示,日本的自然资源非常少,很难用可再生能源覆盖超过一亿的人口,对清洁能源和能源安全的需求意味着氢气正在受到关注。
在国内,国营企业的前期探索也取得了成果。东方 电气(成都)氢燃料电池科技有限公司与成都客车厂联合开发的氢燃料电池客车2017年正式下线,10辆客车在成都市的郫都区示范应用,载客运行。
由于近几年,国家将氢能提升到了战略高度,关注的人越来越多,热钱也开始地涌入,导致氢储能市场的秩序出现了混乱。这种前期无序的情况与我国光伏产业刚兴起时有点类似,当时,无序市场会造成大量的光伏产业的资源浪费。
(氢能与燃料电池已经被列入2016版目录)
现在许多企业从观望转向涌入,但氢储能市场需要避免“重蹈光伏产业的覆辙”。专家也给出了建议,氢能发展的前期需要政府进行主导,像日本一样拿出国家战略规划,避免资源浪费。找出有能力企业,进行技术研究,将资源整合集中。在一些地区进行示范建设,如:成都。先行先试,摸索经验,并且建立以企业为主,高等研究所参与的路线,突破核心技术,缩短研发周期。
虽然国家已经出台氢储能的发展计划,但是具体政策(如何补贴氢能发展的政策)还没有落地,只有某些地方政府出台了一些政策,所以相关企业(包括国企)也不太敢在氢能产业领域大步迈进。具体产业政策出台是非常必要的,这样可以调动企业积极性,氢能发展的前期成本高,没有政府进行补贴,公司无法承担高成本。业内人士表示,如果国家电价4毛钱,氢能要5毛钱成本,企业亏损的1毛钱,需要有人补贴。
国际电池储能市场竞争激烈 中国正在抢占
燃料电池面临来自充电化学电池的激烈竞争。根据伯恩斯坦研究公司(Bernstein Research)的数据,预计到本世纪中叶,全球电池市场将增长10倍,达到5000亿美元,预计到2023年成本将降至与汽油发动机相当,这是没有任何政府补贴的。从特斯拉到戴姆勒的汽车制造商也推出了将与燃料电池竞争的电动卡车。
中国在燃料电池方面技术排名靠后,稍逊于日本,韩国、美国和欧洲。丰田公司一直在押注这项技术,于2014年底推出首款燃料电池车Mirai,售价约为65000英镑。韩国现代公司的Nexo燃料电池型号今年以同样的价格上市销售。
为了克服这种落后状态,去年,中国公司开始齐心协力收购和整合外国技术。5月,比亚迪宣布与美国混合动力公司合作开发氢燃料电池公共汽车,在檀香山机场运行。11月,中国最大的柴油发动机制造商潍柴动力以1.84亿美元收购巴拉德20%的股份。潍柴还以4800万英镑的价格收购英国燃料电池制造商Ceres Power 20%的股份。
(山东省潍柴动力)
对于此次收购,Ceres Power首席执行官Phil Caldwell 给出了自己的看法,中国市场的规模太大,他的公司无法忽视。该公司计划将其技术转让给潍柴,并共同投资于山东省的一家制造工厂。
中国在燃料电池领域不断发力,所以借用Phil Caldwell的一句话,当欧洲谈论这些技术时,中国政府实际上正在推进,中国可以创造市场并创造需求,未来可将这些技术推向成本曲线。
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