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衣宝廉|规模发展氢燃料电池车的三条“锦囊”( 二 )


降本增效的三条“锦囊”
要降低FCV的成本 ， 要从燃料电池上作文章 。而燃料电池的基本单元——单电池又由膜电极组件（MEA ， 由电解质膜、电催化剂、扩散层等组成）和双极板组成 ， 因此 ， 降低成本的技术创新还要从膜电极组件下手 。
衣宝廉介绍说 ， 大连化物所相关研究团队已经通过改进电催化剂、质子交换膜 ， 提高MEA性能、探索MEA批量生产技术等科技攻关 ， 取得了一定的进展 。比如 ， 他们制取的“超小铂铜合金催化剂” ， 质量比活性是传统铂碳催化剂的3.8倍；通过对MEA催化层、气体扩散层的配方和工艺的优化 ， 实现了MEA性能提高、铂用量降低等 。基于这些研究成果 ， 他们开发了不同功率和规格的系列化燃料电池电堆 ， 并在一些新能源车型中试用 。
“实现燃料电池关键材料和部件国产化、批量生产 ， 同时提高电堆的比功率 ， 就可以大幅度降低燃料电池发动机的成本 ， 进而降低燃料电池车的成本 。”衣宝廉说 ， 此外 ， 还要依据工况和电堆适宜运行条件制定控制策略 ， 以确保电池系统的可靠性与耐久性 。
PCV降成本靠电池 ， PCV加氢降成本靠什么？衣宝廉给出的“锦囊”是：优化制氢来源和储运方式 。
“制氢的方案有三种：工业副产制氢、化石燃料制氢和可再生能源制氢 。三种方法中 ， 石油化工、焦化、氯碱合成氨、甲醇等工业副产氢潜力巨大 ， 但这需要我们发展精准对燃料电池有毒杂质的净化方法、制定标准、规定检测方法和仪器；同时也要开发新的化石燃料制氢方法 ， 比如采用天然气热催化裂解法 ， 制备氢气和固态碳 ， 做到零碳排放 。”衣宝廉说：“而最好的办法 ， 就是大幅度发展可再生能源制氢 。”
衣宝廉说 ， 我国仅四川、云南两地每年弃水电量就超过400亿千瓦时 ， 三北地区弃风电量近500亿千瓦时 ， 西北五省平均弃光率20% ， 若将弃风、弃水、弃光电量用于电解制氢 ， 年产可达300万吨 。
因此 ， 他建议 ， 应利用丰富的可再生能源 ， 大力发展目前较为成熟的质子交换膜（PEM）电解水制氢 ， 然后采用管网输送氢气——氢气可借道天然气管网 ， 在需要氢气地方 ， 当氢浓度高时（如大于5%）可采用膜分离器从天燃气和氢混合物中提取纯氢 ， 当氢的浓度低时 ， 可抽取等热值天然气进行重整制氢 。如此 ， 加氢站加氢成本可降至每公斤30元以下 ， “就可以和燃油车竞争了” 。
据了解 ， 大连化物所开展PEM电解水技术研发的历史已有二十多年 ， 技术已趋成熟落地 。2020年 ， 他们承担了国网安徽省电力有限公司兆瓦级氢能综合利用站科技示范项目 ， 采用的就是PEM电解水制氢 。
衣宝廉还给降低加氢站建设成本提供了一个“锦囊”：“实现氢气压缩机、高压储氢瓶等国产化和批量生产 ， 建油、氢、电合建站 ， 就可大幅度降低加氢站的建设费用 。”
“基于上述‘锦囊’ ， 我们可以先商业化对加氢站依赖度低的商用车 ， 待加氢站达到一定密度 ， 再示范、商业化DCV乘用车 。”衣宝廉最后表示 。（赵广立）

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