氫能和燃料電池產業(yè)化成本仍是掣肘
近年來，我國以前所未有的力度和決心推動氫能和燃料電池產業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，一系列重大戰(zhàn)略和政策措施相繼發(fā)布，國家相關部委和地方政府也密集出臺了多項產業(yè)政策和規(guī)劃，引導和推動氫能及燃料電池產業(yè)的發(fā)展。但在全球范圍內燃料電池汽車的發(fā)展依然很緩慢，需要解決的技術、成本、安全等問題多多，不可一蹴而就，無論是政府還是產業(yè)界都需要理智看待燃料電池汽車的發(fā)展問題。目前，我國已經進入氫能和燃料電池產業(yè)化的初期，成本問題是制約產業(yè)發(fā)展的主要因素。
氫能是一種二次能源，不可以直接獲得，需要通過制備獲得，目前制氫技術主要有傳統(tǒng)能源和生物質的熱化學重整、水的電解和水的光解。對比幾種主要制氫技術的成本，煤氣化制氫的成本最低，規(guī)模化制氫成本約為11元/千克。其次是天然氣制氫約為14元/千克，甲醇裂解約為20元/千克。成本最高的是水電解，約為40元/千克。煤氣化和天然氣制氫雖然價格較低，但不可持續(xù)，不能解決能源和環(huán)境的根本矛盾。而電解水制氫是可持續(xù)和低污染的，是未來主要制氫方式。隨著電價下降和技術發(fā)展、規(guī)模化效應，成本會隨之下降。據業(yè)內專家預測，到2020年，制氫成本可降低至20元/千克左右，到2030年實現(xiàn)9元/千克以下。
另外在儲運方面，考慮到氫氣運輸在安全方面的特殊性，氫氣儲存和運輸成本居高不下，每立方米約為9元，遠超過制氫成本。但從技術層面，大幅降低氫氣儲存和運輸成本還是有望可期的。現(xiàn)階段，我國仍普遍采用35兆帕壓力標準儲運氫氣，而日本、美國已達到70兆帕壓力標準。要提升儲運能力，“下一步還需從技術層面入手，運量上去了，折算下來的成本也就相應下降。”有專家表示。
從產品來看，氫燃料電池汽車的成本要遠高于純電動汽車。目前國內一輛氫燃料客車的價格在300萬元以上，燃料電池成本約占整車成本的60%。而燃料電池的核心系統(tǒng)是電堆，其成本能占到整個燃料電池的60%左右。從電堆的成本構成來看，尤以鉑系催化劑和質子交換膜為主。根據目前的市場現(xiàn)狀，一平方厘米的nafion膜（杜邦公司質子交換膜型號）需要幾元甚至近十元人民幣，而每一輛車用燃料電池對質子交換膜的需求都是平方米級別的，這就意味著一個燃料電池電堆中，包含有幾萬甚至十幾萬的成本完全是歸于質子交換膜的。燃料電池堆(主要包括雙極板、質子交換膜、催化劑)目前基本依賴進口。特別是質子交換膜燃料電池的關鍵核心材料技術上落后于美國、德國和日本，最優(yōu)質的質子交換膜被美國杜邦公司長期壟斷。因此，依靠國產化技術探索，開發(fā)新型制備工藝是目前降低質子交換膜成本的必由之路。
從現(xiàn)有的技術與市場出發(fā)，專家認為，未來燃料電池成本的降低可以從三個方面入手：
一是優(yōu)化材料和創(chuàng)新制造工藝；
二是利用規(guī)模化效應降低量產成本；
三是建立標準化平臺化的體系。
原材料價格昂貴或工藝不完善的部件，例如催化劑、質子交換膜、雙極板等可以通過優(yōu)化制造材料改進制備工藝的方式降低成本，現(xiàn)有技術已經較完善的部件可通過建立標準化平臺化的產品體系并利用規(guī)模化生產的效應有效建立成本優(yōu)勢。
除了以上燃料電池發(fā)動機關鍵部件的成本外，其他的材料成本會隨著規(guī)模化的發(fā)展，大幅下降。據了解，國內研究機構已推出新一代質子交換膜，其擁有更低的成本及更高的質子傳導率，傳導率達到美國杜邦公司型號Nafion117質子交換膜的1.78倍。在成本方面，相比目前市場主流產品價格能降低10倍左右。
加氫站是氫燃料電池汽車產業(yè)鏈中的重要一環(huán)，因為投資巨大，在一定程度上制約了這個產業(yè)的規(guī)模化開展。據中國工業(yè)報記者了解，目前我國運營的加氫站有16座，其中固定站8座，撬裝站8座，在建的加氫站有36座，距離2020年目標建成100座還相差較大，與歐美日等發(fā)達國家和地區(qū)已經約有300座商業(yè)化運營的加氫站相差較遠。業(yè)內人士將加氫站與氫燃料汽車的關系比作“雞和蛋”的關系：沒有足夠的加氫站，氫燃料汽車的推廣應用必然受限；沒有一定數量的汽車推廣，加氫站也難有市場。
目前加氫站建設投資較大。中國科學院大連化學物理研究所研究員、全國燃料電池與液流電池標準委員會主任委員衣寶廉曾表示，不算土地，一座日加能力在200公斤的加氫站的建設成本至少在1500萬元左右，遠高于加油站和充電站，這對不少企業(yè)形成了較高門檻。加氫站的建設需要國家整體規(guī)劃布局和在政策上的大力支持。
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