碳達峰、碳中和“雙碳”目標，成為2021年高頻詞匯。相較于起步較早的發(fā)達國家，我國要實(shí)現“雙碳”目標，時(shí)間緊，任務(wù)重。在此背景下，氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了發(fā)展機遇。“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，從前端制氫到關(guān)鍵技術(shù)，從終端應用場(chǎng)景到基礎設施建設，氫能與燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈較長(cháng)、覆蓋面廣。隨著(zhù)近幾年的快速發(fā)展，各行業(yè)在打通產(chǎn)業(yè)鏈條、掌握關(guān)鍵技術(shù)，降低運營(yíng)成本，探索商業(yè)應用模式等諸多課題上作出努力。站在關(guān)鍵期和窗口期，產(chǎn)業(yè)將發(fā)生哪些新變化?
2021年12月27日下午，第三屆氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)論壇于佛山舉行。會(huì )上，行業(yè)專(zhuān)家和企業(yè)代表展開(kāi)討論，思想碰撞，共議氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新之路。
“雙碳”目標下的機遇與挑戰
中國電子節能技術(shù)協(xié)會(huì )理事長(cháng)黃建忠在致辭中明確指出發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的重要意義：“隨著(zhù)我國碳達峰、碳中和'雙碳’目標的確定，氫能已經(jīng)成為應對氣候變化、建立脫碳社會(huì )的重要能源之一。當前歐美日韓等發(fā)達國家在紛紛制定氫能路線(xiàn)圖，加快推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局。我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，加快實(shí)施碳達峰、碳中和'雙碳’目標，為全球應對氣候變化做出我們應有的貢獻。大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，應該成為我國新時(shí)期新能源戰略布局的一個(gè)重要舉措。”
中國電子節能技術(shù)協(xié)會(huì )理事長(cháng) 黃建忠
當前，產(chǎn)業(yè)面臨哪些機遇與挑戰?加拿大國家工程院院士葉思宇博士作了《雙碳目標下燃料電池關(guān)鍵材料創(chuàng )新研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的挑戰和機遇》主題發(fā)言，總結了四點(diǎn)。
一、氫燃料電池具有廣泛的應用前景，目前正處于大規模商業(yè)化的初期。國家首批燃料電池示范城市群正式啟動(dòng)示范將極大地加速氫燃料電池的自主化和商業(yè)化進(jìn)程。
二、氫燃料電池大規模商業(yè)化目前仍然面臨著(zhù)嚴峻的成本挑戰，而規?；瓦M(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步以及全產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展將帶來(lái)成本的迅速下降。
三、產(chǎn)業(yè)化導向的政、產(chǎn)、學(xué)、研、用的緊密合作是促進(jìn)氫燃料電池持續技術(shù)進(jìn)步的最佳途徑;氫燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈多層級工程化驗證過(guò)程的密切配合是我國研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的巨大優(yōu)勢。
四、氫能是實(shí)現雙碳目標的重要途經(jīng)之一，已成為許多經(jīng)濟體碳中和投資計劃的核心要素。氫能與風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源一起，構成完整的綠色能源系統。
加拿大國家工程院院士 葉思宇
國家發(fā)改委能源研究所副研究員劉堅分析，在實(shí)現雙碳目標的不同階段，氫能是在各種節能化技術(shù)里的決項之一，特別在中后期其戰略意義非常重大。從技術(shù)層面來(lái)講，綠氫在發(fā)展后期具有較大優(yōu)勢，是合理優(yōu)化我國能源系統的轉型成本的方案之一。
“氫能產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)、儲運、消費等環(huán)節與目前的電力行業(yè)相比有較大的差距。”劉堅指出，氫能產(chǎn)業(yè)鏈目前存在的挑戰包括，綠氫生產(chǎn)成本較高;儲運環(huán)節存在較多的短板;綠氫在工業(yè)領(lǐng)域的應用，需要工藝流程、整體的工藝設計的優(yōu)化與創(chuàng )新。同時(shí)，他建議完善電解水制氫、儲氫標準技術(shù)體系。
在標準體系建設方面，中國電子節能技術(shù)協(xié)會(huì )燃料電池與氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)委會(huì )副秘書(shū)長(cháng)楊清雨介紹，推動(dòng)行業(yè)雙碳目標的實(shí)現，氫燃料標準體系有待進(jìn)一步完善，包括燃料電池應用領(lǐng)域技術(shù)要求方面的標準、關(guān)鍵元器部件的技術(shù)及產(chǎn)品標準，以及綠色制造及雙碳方面的標準等。
中國電子節能技術(shù)協(xié)會(huì )燃料電池與氫能產(chǎn)業(yè)專(zhuān)委會(huì )副秘書(shū)長(cháng)楊清雨
商業(yè)化探索策略多樣化
面對機遇與挑戰，如何實(shí)現產(chǎn)業(yè)化?這是業(yè)內各領(lǐng)域思考和實(shí)踐的問(wèn)題。
“結合我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀，預計燃料電池重型載貨車(chē)會(huì )在未來(lái) 5-10年內實(shí)現商業(yè)化運營(yíng)，逐步替代傳統燃油車(chē)市場(chǎng)。”廣東國鴻氫能科技有限公司副總經(jīng)理燕希強表示，燃料電池重型載貨車(chē)具備節能環(huán)保、續駛里程長(cháng)、使用便捷等優(yōu)勢，是我國商用車(chē)轉型升級的重要發(fā)展方向，其大規模的市場(chǎng)應用能夠為我國降低石油消耗、減少污染物排放等工作提供強力支撐。
廣東國鴻氫能科技有限公司副總經(jīng)理 燕希強
除道路車(chē)輛領(lǐng)域外，佛山攀業(yè)氫能源科技有限公司選擇了船舶、叉車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)等商業(yè)化路徑探索?？偨?jīng)理施濤認為：“非車(chē)輛應用跨度大、應用場(chǎng)景多，通用性或工具類(lèi)的產(chǎn)品市場(chǎng)規模大，對成本敏感性較高。”他從市場(chǎng)容量、應用領(lǐng)域、性能優(yōu)勢等方面，全面解釋了氫能與燃料電池在上述領(lǐng)域應用的前景及挑戰，并提出企業(yè)研發(fā)的產(chǎn)品必須有價(jià)值，如叉車(chē)提升運作效率，電動(dòng)自行車(chē)真正解決用戶(hù)在不同工況下滿(mǎn)足最后一公里的出行需求。
佛山攀業(yè)氫能源科技有限公司總經(jīng)理 施濤
浙江氫航科技有限公司總經(jīng)理劉海力帶來(lái)了“氫動(dòng)力航空的實(shí)踐和未來(lái)”。他分析，相較鋰電池，氫燃料電池具有能量密度高、壽命長(cháng)、單位航時(shí)成本低等優(yōu)勢。未來(lái)，他判斷，1)通過(guò)膜電極性能提升和渦輪增壓的高溫燃料電池(HTPEM)技術(shù)，功率密度可超過(guò)1500W/kg，高于歐洲氫動(dòng)力航空目標。2)III型碳纖維無(wú)人機氣瓶達7%左右，IV型氣瓶更有儲氫優(yōu)勢，能達10%以上。 3)液氫具有更高的儲氫比，伴隨液氫動(dòng)力發(fā)展，會(huì )有新型燃料電池、電機和新型噴氣發(fā)動(dòng)機出現。
企業(yè)“求變”新特點(diǎn)
隨著(zhù)近幾年的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，業(yè)內最活躍的燃料電池企業(yè)也發(fā)生了轉變，這將對氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)格局帶來(lái)新的變化。
作為成立二十周年的“老兵”，新源動(dòng)力股份有限公司在持續探索中總結經(jīng)驗，發(fā)現了四個(gè)變化?？偨?jīng)理助理李漢斌表示這也是公司未來(lái)努力的方向。具體來(lái)看，產(chǎn)品端——產(chǎn)品迭代速度加快，產(chǎn)品可靠性、耐久性是生命，新源動(dòng)力要付出100%的努力來(lái)做這件事情;客戶(hù)端——堅持品質(zhì)第一，持續降本，快速售后服務(wù)響應;產(chǎn)業(yè)端——產(chǎn)業(yè)鏈需要同心協(xié)力，共建氫能生態(tài)圈;能源端——先期用低成本的副產(chǎn)氫，后期可考慮大規?？稍偕茉粗茪?。
新源動(dòng)力股份有限公司總經(jīng)理助理 李漢斌
風(fēng)氫揚氫能(上海)有限公司總經(jīng)理劉軍瑞在探索中發(fā)現：“一個(gè)好的燃料電池系統企業(yè)不光懂電堆、懂系統，還要懂整車(chē)、懂客戶(hù)。”基于此，風(fēng)氫揚氫能提供“全棧式”系統解決方案，并全面布局核心產(chǎn)品，覆蓋3kW-300kW全功率、多場(chǎng)景的應用。
風(fēng)氫揚氫能(上海)有限公司總經(jīng)理 劉軍瑞
此外，上海澤氫能源科技有限公司創(chuàng )始人趙璇介紹，從氫能無(wú)人機到氫燃料汽車(chē)運營(yíng)的身份轉變，目前公司正在聯(lián)合生態(tài)合作伙伴，構建基于“數字氫能”的氫能源生態(tài)創(chuàng )新的營(yíng)銷(xiāo)商業(yè)模式，創(chuàng )造市場(chǎng)有效需求。
上海澤氫能源科技有限公司創(chuàng )始人 趙璇
關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步突破
當然，變化的過(guò)程中，不變的是“掌握關(guān)鍵技術(shù)”的鐵律，這是產(chǎn)業(yè)實(shí)現“自主化”、快速發(fā)展的基礎。
會(huì )上，北京氫璞創(chuàng )能科技有限公司研發(fā)總監朱俊娥分享了大功率模壓復合板電堆技術(shù)研究成果。氫璞通過(guò)關(guān)鍵材料國產(chǎn)化、生產(chǎn)工藝自動(dòng)化兩個(gè)抓手，實(shí)現了材料、極板、極板的密封、電堆的封裝、測試等各環(huán)節的自主化。同時(shí)，通過(guò)材料配方的調配、基于環(huán)境友好性，公司研發(fā)出適應批量化生產(chǎn)的復合材料。目前，氫璞一款大功率復合板電堆的功率密度(堆芯)可達4.0kW/L。
北京氫璞創(chuàng )能科技有限公司研發(fā)總監 朱俊娥
在催化劑方面，中自環(huán)?？萍脊煞萦邢薰局苄l江博士提出了針對鉑基電極催化劑的高電位耐久性的提高策略及方法：從原材料、制備工藝及后處理等方面著(zhù)手，既要強化和修飾載體材料、采用更有利于批量化生產(chǎn)的工藝技術(shù)，還要在鉑碳初級產(chǎn)品的基礎上進(jìn)行必要的后處理或功能修飾。在材料方面，采用石墨化程度較高的碳載體材料，并經(jīng)過(guò)必要的表面功能化處理后，既可保障鉑基納米粒子的分散度，又能在一定程度上提升催化劑的耐久性。在后處理工藝上，碳載鉑基催化劑的后處理工藝及條件對提升其耐久性效果更為直接明顯。
中自環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?周衛江博士
中國科學(xué)院廣州能源研究所閆常峰博士分享了PEM水電解制氫技術(shù)研究進(jìn)展。通過(guò)采用“大電流”的設計方法，中科院廣州能源研究所已在催化劑、膜電極、電堆等方面均取得技術(shù)突破，從而進(jìn)一步降低成本。
中國科學(xué)院廣州能源研究所 閆常峰博士
顯然，氫能與燃料電池技術(shù)在飛速發(fā)展，由此促使產(chǎn)業(yè)躍上新的發(fā)展高度。
