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高成本制约 燃料电池商业化为时尚早

导读: 在动力电池行业获得难得机遇时,燃料电池也迎来快速发展。相较于锂电池,燃料电池具有能量转化效率高、使用寿命长、维护工作量少以及能连续大功率供电等优点。不过,由于种种制约,燃料电池产业还处于商业化导入期,距离大规模应用还有相当长的一段距离。

在动力电池行业获得难得机遇时,燃料电池也迎来快速发展。相较于锂电池,燃料电池具有能量转化效率高、使用寿命长、维护工作量少以及能连续大功率供电等优点。不过,由于种种制约,燃料电池产业还处于商业化导入期,距离大规模应用还有相当长的一段距离。

高成本制约 燃料电池商业化为时尚早

燃料电池发展势头向好

燃料电池的研究与发展,为便携式电子设备带来一场深刻的革命,并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。它将把人们由集中供电带进分散供电的新时代。因为太阳能供电虽然能替代部分能源,但它受天气与气候的制约,核能利用又存在安全问题。而燃料电池供电,没有二氧化碳的排放,解决了火力发电使全球环境污染的问题,是纯正的绿色清洁能源。随着燃料电池关键技术瓶颈得以解决,以及新技术开发研究和商业化运作,燃料电池技术必将迎来广阔的发展前景。

数据显示,2010-2015年,全球燃料电池累计出货量约为28.99万套,年复合增长率达到32%。2015年燃料电池出货量约为7.15万套,同比增长12.42%。

出货容量方面,2010-2015年,全球燃料电池累计出货系统容量约为1110.7MW,年复合增长率达到30%。2015年燃料电池出货系统容量约为342.7MW,同比增长84.84%。可见随着燃料电池技术的逐渐成熟和应用领域的多元化,燃料电池单个电堆容量正在快速增长。

燃料电池发展的制约因素

首先,高成本是制约燃料电池产业化的关键因素。燃料电池成本中占比最高的是燃料电池组,其次是氢燃料罐和电池配件。如果未来要实现燃料电池商业化,并与内燃机汽车进行竞争,那么燃料电池组的成本必须下降,其中主要涉及关键部件的成本,包括:铂催化剂、电解质膜、双极板、氢燃料罐和电池配件。

制约燃料电池产业化成本因素

其次,燃料电池的类型有很多,其中氢能燃料电池研发的首要问题,就是解决氢气来源,也就是如何廉价制氢。传统工业制氢的方法以化石材料制氢、电解水制氢为主。而随着对大规模制氢需求的提高,生物制氢、热化学制氢和太阳光催化光解制氢等方法也获得广泛应用。从成本角度来看,在燃料电池推广初期,应以分散式制氢为主,可进一步控制成本,且使用便利。但随着未来燃料电池规模化发展之后,集中制氢的成本和环保优势将会进一步突出。

再次,燃料电池汽车的推广,其中最主要的制约因素是配套设施的缺失,即加氢站的覆盖率过小,而其高昂的建设成本也使得加氢站的建设只能作为试验性经营。中国目前拥有4座加氢站,都处于示范状态,尚未进行商业化运营,但这些还远远不足以满足燃料电池产业化推广的要求。

最后,储藏与安全问题。通常氢气以3种形态存储和运输:高压气态、液态和氢化物状态。短期内,高压罐储氢仍是主要氢气储存运输手段。但从长期来看,更需要具备高储氢容量、高安全性、吸/放氢速率快、长寿命和低成本的储氢材料。因此,轻质储氢材料、有机液态储氢材料等低压或常压储氢材料将成为未来发展的重点。

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