近年來,我國在氫燃料電池的研究開發(fā)特別是在質子交換膜燃料電池方面,接近世界水平,但在總體上,我國燃料電池仍處于科研階段,與國外相比,水平較低。目前,我國的氫燃料電池產業(yè)仍面臨如下幾方面問題:
第一,產業(yè)起步晚,關鍵材料基礎薄弱。與發(fā)達國家相比,中國氫燃料電池技術落后5-10年,雖然我國相關發(fā)明專利數量世界排名第四,但涉及核心技術相對較少。在高活性催化劑、高強度高質子電導率復合膜、碳紙、低鉑電極、高功率密度雙極板等方面的技術水平目前已達到甚至超越了國外的商業(yè)化產品,但大多停留于實驗室和樣品階段,還沒有形成大批量生產技術。部分關鍵材料、核心部件仍主要依靠進口,成為“卡脖子”環(huán)節(jié)。
第二,標準體系不健全,制約產業(yè)發(fā)展。從2009年底開始,經過10年的不懈努力,中國氫燃料電池標準體系已初步形成,但還遠不能滿足產業(yè)快速發(fā)展的需求,支撐行業(yè)發(fā)展的氫制備、儲運、加注及實際工況下氫燃料電池從部件到系統(tǒng)的評測體系等仍不健全,產業(yè)鏈發(fā)展和相關產品推廣受到嚴重制約。
第三,產業(yè)政策不完善,供應鏈缺少安全保障。氫燃料電池產業(yè)供應鏈主要分為制氫、儲氫和用氫三個環(huán)節(jié)。制氫方面,依賴一次性能源制氫,環(huán)保和經濟性不佳。對工業(yè)副產品中氫的回收利用率低、綜合成本高、技術有待進步;儲氫環(huán)節(jié),儲氫的密度、安全性、成本難以同時滿足,實現商業(yè)化大規(guī)模應用為時尚早;用氫環(huán)節(jié),我國電廠級大型氫燃料電堆尚處于起步水平,燃料電池汽車有較深厚的技術積累但核心技術尚不成熟。建設加氫站所需關鍵材料和零部件沒有成熟的量產產品,導致建設成本高,建設數量少。在產業(yè)政策方面,缺乏良好的對供應鏈的引導與布局,供應鏈不完善制約了我國氫能產業(yè)的商業(yè)化進程,限制我國氫能產業(yè)發(fā)展。
第四,資源不足、產業(yè)分散。我國在氫能和燃料電池產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中的零部件和關鍵材料相關企業(yè)很少,尤其是具有核心知識產權和競爭力的企業(yè)。雖然國內公司正努力加大技術攻關和相關資源配置,但投入不足,與國際先進企業(yè)相比仍處于起步階段。目前,國內新能源汽車產業(yè)園遍地開花,但在規(guī)劃、發(fā)展等方向存在諸多問題,且氫燃料電池產業(yè)布局較少,產業(yè)過度分散。
在此背景下,筆者對推進我國氫燃料電池材料發(fā)展提出如下幾點建議:
加強研發(fā)投入,突破共性關鍵技術。傳統(tǒng)汽車市場幾十年的發(fā)展教訓告訴我們,市場無法換技術,外資企業(yè)只是以市場的方式進駐,提高國產實力的唯一方法只有掌握核心技術。一是要提高電堆的工作電流密度,提高電堆的體積和重量比功率,降低電堆的成本;二是研究電堆的衰減機理,開發(fā)抗腐蝕、穩(wěn)定的新材料,提高發(fā)電機的可靠性和耐久性;三是開展超低鉑和非鉑電催化劑的理論和應用研究,進一步把電池的鉑用量降低,達到國際燃料電池的基本要求;四是加快高壓儲氫瓶和空壓機的深入研究,盡快實現國產化。
加快行業(yè)標準建設,提高行業(yè)發(fā)展水平。一是理清標準體系框架,明確相關標準術語、整車安全、技術條件、試驗方法、加氫系統(tǒng)等細分領域的標準體系。二是借鑒國外氫燃料電池產業(yè)發(fā)達國家的已建立的相關標準體系,結合中國國情與氫燃料電池產業(yè)的發(fā)展狀況,對目前已有的氫燃料電池產業(yè)相關標準進行修改與完善。三是建設若干氫能燃料電池國家技術標準創(chuàng)新基地,完善氫能燃料電池全產業(yè)鏈的技術和檢測標準。
加強政府引導,完善產業(yè)政策。一是創(chuàng)新組織協(xié)調機制,建立國家層面的氫燃料電池委員會或行業(yè)協(xié)會,做好頂層設計和規(guī)劃統(tǒng)籌,充分發(fā)揮引領作用,強化各部門專項資金和重大項目的銜接,系統(tǒng)解決產業(yè)發(fā)展的重大問題。二是優(yōu)化行業(yè)管理服務,完善氫燃料電池產業(yè)的指標體系,制定相關產品、企業(yè)統(tǒng)計辦法和進出口商品統(tǒng)計目錄,組織開展統(tǒng)計監(jiān)測和預警,及時發(fā)布統(tǒng)計信息,引導行業(yè)規(guī)范有序發(fā)展。三是加大財稅金融支持,加大對氫燃料電池產業(yè)扶植力度,解決補貼滯后問題,完善我國相關產業(yè)鏈,增強相關企業(yè)的國際競爭力。四是深化國際交流合作,加強國際新材料創(chuàng)新合作和政策法規(guī)等信息引導,鼓勵新材料企業(yè)統(tǒng)籌利用國內國際兩個市場、兩種資源,提升在全球價值鏈中的地位。
整合優(yōu)勢資源,規(guī)范產業(yè)布局。一是整合全國乃至世界范圍優(yōu)質資源,統(tǒng)籌上下游及產業(yè)鏈進行產業(yè)合理布局,建立批量生產線解決制造的一致性,引導產業(yè)協(xié)調發(fā)展。二是優(yōu)先聚焦資源及經濟基礎條件相對較好地區(qū)的相關企業(yè),瞄準氫能燃料電池產業(yè)鏈缺失環(huán)節(jié)和關鍵環(huán)節(jié)進行攻關,加快產業(yè)集群建設,避免重復建設,補齊燃料電池關鍵材料與技術的產業(yè)鏈。三是加大氫能基礎設施建設,打造全國范圍的安全、高水平的氫能經濟產業(yè)鏈。