氢燃料汽车商业化需先降低成本

“我们必须要降低使用氢燃料汽车的成本。”日前，在“2018中国国际能源峰会暨展览会”论坛上，降低使用氢燃料汽车成本成为多位与会专家和企业家频繁提及的话题。

氢燃料汽车使用成本高昂

我国发展新能源汽车的过程中，大致确定了纯电动、混合动力、燃料电池三条技术路线。目前纯电动汽车已经取得了很大成功，截至去年底，我国纯电动汽车保有量接近150万辆。混合动力汽车也得到了相应发展，保有量也已经达到20余万辆。

燃料电池汽车发展则较慢，仍然处于科研示范阶段。相比于纯电动汽车，氢燃料汽车具有质量轻、续航里程长、补充燃料时间短、动力足等显著优势，发展落后的主要原因就在于成本过高，从整车成本到使用成本，燃料电池汽车都不经济。

购车成本方面，纯电动汽车要高于同等级燃油汽车，但却低于同等级氢燃料汽车。目前氢燃料汽车的每千瓦电堆的价格约1.5万元，而纯电动汽车每千瓦电池的价格仅为1500~3000元，相比之下氢燃料汽车购车成本要比纯电动汽车成本高出数倍。

使用成本方面，纯电动乘用车百公里耗电量约为15千瓦时，折合使用成本约为0.15元/公里。燃油乘用车使用成本约为0.4元/公里左右。由于我国加氢站少等诸多因素影响，氢燃料乘用车使用成本普遍大于0.65元/公里。

液压储氢是降低加氢成本路线之一

“长城汽车计划在2025年推出长距离燃料电池汽车。长城之所以要去做燃料电池汽车，是因为燃料电池汽车要比　 电动汽车具有更高的行驶里程，成本也会伴随着液氢技术的使用大幅降低。所以现在如果想要把成本降低的话，液氢道路势在必行。我们可以把液氢运到加氢站，加氢站完全可以像现在的加油站一样大小。”长城汽车股份有限公司(简称 “长城汽车”)技术中心XEV项目组氢能源计划总师MarcMelaina说。

MarcMelaina介绍，长城汽车的主要战略就是通过液压储氢实现氢气储存。液压储氢可以把整个加氢站的尺寸和成本做到最优，而且安全性高。这样就可以在城市的更多关键点布局更多加氢站，从而更好地为消费者服务。并且液压储氢能将加氢成本降至每公斤40元以下。

目前国际主要储氢技术有三种。一是高压气体储氢，即以35兆帕压力将空气存储于高强度气瓶中。这种技术已经在氢燃料汽车中广泛应用，存在的缺点主要是储氢量低、运输效率低。

二是低温液压储氢，即将氢气冷却到零下253摄氏度。该种技术储氢量高，能大大提高氢气运输效率，但是对设备材料绝热性能要求高，储氢能耗成本高。

三是金属氢化物储氢，该种技术单位体积储氢量最高，并且能得到高纯氢，目前仍处于实验阶段，无法商用。

产业积极寻求催化剂突破

氢燃料汽车电堆成本占整车成本比例十分高，而铂催化剂又占电堆成本的大部分。铂是一种十分昂贵的贵金属，目前全球年产量仅为200~300吨。尽管经过多年努力，氢燃料电池每千瓦的铂用量已经大幅减少，但是目前国际每千瓦氢燃料电池铂用量仍然普遍达到0.4克。　　 因此，目前产业内各企业、科研机构相继开展减少铂催化剂的使用量或者替代铂催化剂的研究。

中科院青年生物能源研究所研究员李晓锦介绍，发展高温质子交换膜技术，把温度提高到120至200摄氏度之间，催化剂的反应处理可以得到大大提升，一氧化碳耐受性也将大大提升，150至180摄氏度的时候可以提高1%~2%。

另外，在非铂电化学催化剂方面，该研究所开发了非铂电化学催化剂，与商用的铂催化剂相比，性能略高一些，成本非常低。且在甲醛环境下，稳定性能提升显著，抗甲醛中毒、抗一氧化碳中毒都得到显著提升。

蓝鲸科技CEOHansonRuan表示，把整个电催化剂的分子形状进行改变，改变分子的排列形式。对于燃料电池汽车来讲，这种新型的催化剂排列形式会对整个氢能源有很大推动。

“在一定循环使用之后，催化剂呈现出一定的衰减特性。但是我们的电催化剂在经过同样循环测试之后，衰减程度并没有那么明显。我们的电催化剂产品在世界很多国家都已经得到专利，并且进行商业化运作。我们目前考虑在世界范围内寻找合作伙伴，提供更多定制产品，把电催化剂进一步推广进行商业化运作。未来目标是希望用更低的铂单载量催化剂更好地助力燃料电池堆，为了这个目标我们也会持续努力。”HansonRuan说。