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电池专题

燃料电池产品系统可靠性与耐久性有待提高

来源:宝鄂实业    2019-06-06 21:00    点击量:

目前,我国燃料电池堆和系统可靠性与耐久性等与国际先进水平仍存在差距,在全工况下的可靠性与耐久性有待提高。燃料电池系统可靠性与寿命不完全由电堆决定,还依赖于系统配套,包括燃料供给、氧化剂供给、水热管理和电控等。因此,需加强燃料电池系统整体的过程机理及控制策略研究。这方面我国已取得一定的成果,如中国科学院大连化学物理研究所采用“电-电”混合的基础上,还采用限电位控制、膜电极在线水监测、氢侧循环等控制策略和技术方法,有效提升了燃料电池系统的寿命和耐久性。因此,应在已有基础上,进一步加强车载工况、低温、杂质等实际运行环境下的衰减机理与环境适应性研究,大幅提升燃料电池产品的可靠性与耐久性。

 

加氢站建设成本高、加氢费用高

 

目前,加氢站建设成本高,氢气运输成本较高,造成加氢费用高,同时加氢站等基础设施不完善,直接制约了氢燃料电池汽车的发展、商业化示范运行和大规模应用。加快加氢站建设,建立其建设审批程序和运营监管标准成为当务之急。通过加强加氢站关键材料、核心部件及技术国产化,进一步降低加氢站建设成本。通过发展氢储运技术,如液氢储运、氢的管道运输以及新型储氢材料如有机液体储氢等,降低氢气储运成本。在此基础上,通过选择有廉价氢源的地区先行开展氢燃料电池汽车的商业化运营,将有效地促进加氢站技术的提升和逐步降低氢气使用成本,进而通过技术提升、市场辐射,带动我国氢能燃料电池产业的整体技术进步和产业发展。此外,对于暂时无加氢站或边远地区不宜建加氢站的情况,车载甲醇制氢的燃料电池车具有一定优势,可以进行示范。同时,也应布点发展汽柴油车载制氢技术,为发展特种应用的燃料电池车奠定基础。

 

技术标准、检测体系不健全、不完善

 

目前氢能燃料电池方面的标准远不能满足产业快速发展的需求,表现在支撑行业发展的氢制备、储运、加注及实际工况下氢燃料电池从部件到系统的评价检测体系等仍不健全,使得产业全链条下的产品推广受到严重的制约和限制。亟待完善氢能燃料电池技术标准体系,建立完整的材料、部件、系统的有效检测体系,为氢能燃料电池的技术发展、产品应用提供基础保障。

 

我国氢能与燃料电池发展展望

 

1、国内氢能与燃料电池发展趋势

 

商用车带动加氢站建设,降低氢气与燃料电池成本。我国燃料电池汽车发展路径明确:通过商用车发展,规模化降低燃料电池和氢气成本,同时带动加氢站配套设施建设,后续拓展到乘用车领域。优先发展商用车的原因在于:一方面,公共交通平均成本低,而且能够起到良好社会推广效果,待形成规模后带动燃料电池成本和氢气成本下降;另一方面,商用车行驶在固定线路上且车辆集中,建设配套加氢站比较容易。当加氢站数量增加、氢气和燃料电池成本降低时,又会支撑更多燃料电池汽车。

 

发展氢燃料电池汽车产业集群,促进全产业链发展。燃料电池关键零部件、电堆、系统、制氢储氢、检测及整车开发企业,以“产业集群”的形式,目前已在上海、广州、江苏等地快速发展。通过氢燃料电池汽车产业集群,可以促进氢能燃料电池全产业链的快速发展,有效降低成本。

 

2、保障措施与政策需求建议

 

加强顶层设计,全面规划氢能燃料电池发展途径。包括围绕产业发展重点、产业布局优化、加氢站总体布局、政策措施制定等,从国家层面研究制定氢能燃料电池总体规划和发展路线图,从而引导我国氢能燃料电池技术创新和产业的快速与健康发展。

 

加强研发投入,确保核心技术自主可控。聚焦氢能燃料电池全产业链的关键核心技术,通过设立氢能燃料电池专项等促进从基础研究、关键技术攻关、应用示范到产业化转化的创新能力提升,保障我国氢能燃料电池核心技术全面、自主的持续发展。

 

统筹产业布局,引导产业链协调发展。瞄准氢能燃料电池产业链缺失环节和关键环节,鼓励有产业基础的重点地区建设氢能燃料电池产业园区,加快产业集群建设。在氢能基础设施方面,可通过加大加氢站的国家和地方补贴力度、鼓励国有和社会资本共同参与建设、支持加油(气)站与加氢站合建等措施加速加氢站的建设。在此基础上,通过重点地区的商业化示范运营,带动全产业链的成熟和完善,从而促进我国氢能燃料电池产业的全面均衡发展。

 

加强标准制定,支撑技术进步与产业发展。建设若干氢能燃料电池国家技术标准创新基地,完善氢能燃料电池全产业链的技术和检测标准。