天府永興實(shí)驗(yàn)室。圖由四川天府新區(qū)黨工委黨群工作部提供
川觀新聞?dòng)浾?寇敏芳
在氫能利用方式中，通過(guò)燃料電池將其直接轉(zhuǎn)化成電能是最安全高效的方式。然而，在成本與技術(shù)雙重挑戰(zhàn)下，氫燃料電池的普及推廣還存在許多壁壘。
作為四川省碳中和方向高層級(jí)的科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)，天府永興實(shí)驗(yàn)室正在對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)進(jìn)行前瞻性布局。針對(duì)氫燃料電池推廣應(yīng)用的話(huà)題，天府永興實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家辦公室主任馬曉宇接受了記者的采訪。
記者：氫燃料電池和鋰電池相比，有什么優(yōu)勢(shì)？如何發(fā)揮好這種優(yōu)勢(shì)？
馬曉宇：鋰電池本質(zhì)是一種化學(xué)儲(chǔ)能裝置，需要充電存儲(chǔ)再放電，同時(shí)鋰電池的回收面臨嚴(yán)重污染，目前還沒(méi)有特別好的解決方式。氫燃料電池是一種將氫能作為燃料的發(fā)電裝置，能量補(bǔ)充快速，直接轉(zhuǎn)換損失少，因此效率更高，而且整個(gè)供能過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)零碳、近零碳排放，是面向未來(lái)的清潔供能手段。
發(fā)揮氫燃料電池的優(yōu)勢(shì)，還是需要選擇科學(xué)的路徑，燃料電池作為能量轉(zhuǎn)換裝置，最廣闊的應(yīng)用空間應(yīng)該是發(fā)電而不是電池儲(chǔ)能。如果氫燃料電池走通了綠電—綠氫—燃料電池發(fā)電的電氫一體化供能鏈條，就從根本上解決了人類(lèi)生存發(fā)展面臨的化石能源枯竭危機(jī)，為人類(lèi)社會(huì)永續(xù)發(fā)展找到了新路徑。
記者：在提升氫燃料電池能源轉(zhuǎn)換效率方面，行業(yè)有哪些探索？
馬曉宇：為了提升能源轉(zhuǎn)換效率，科學(xué)家從原理入手，提出了新一代電池，也就是固體氧化物燃料電池，這也是我們實(shí)驗(yàn)室的重要研發(fā)方向之一。
氫燃料電池往往是指應(yīng)用高純氫氣作為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池，質(zhì)子交換膜生產(chǎn)過(guò)程中需要用到貴金屬，成本較高；而固體氧化物燃料電池可以使用包括氫氣在內(nèi)的多種燃料，無(wú)需貴金屬參與，因此制造成本相對(duì)較低，應(yīng)用場(chǎng)景也更廣泛。
固體氧化物燃料電池在國(guó)外已經(jīng)有很多應(yīng)用場(chǎng)景。比如美國(guó)能源部從20多年前就開(kāi)始支持固體氧化物燃料電池研發(fā)，西門(mén)子—西屋公司、日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)、日本三菱重工等都開(kāi)展了固體氧化物燃料電池的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，能源效率普遍在80%—90%左右，顯示出了巨大的應(yīng)用前景。
記者：現(xiàn)階段，氫燃料電池的能源轉(zhuǎn)換效率是什么水平？
馬曉宇：現(xiàn)階段，無(wú)論是相對(duì)成熟的質(zhì)子交換膜燃料電池，還是新一代的固體氧化物燃料電池，一次能源轉(zhuǎn)換效率都能達(dá)到50%—70%的水平。目前國(guó)外固體氧化物燃料電池已經(jīng)與燃?xì)廨啓C(jī)等實(shí)現(xiàn)聯(lián)用，整體能源轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到80%或者更高水平。提高能源轉(zhuǎn)換效率，要從減少能源轉(zhuǎn)換次數(shù)、增加能源轉(zhuǎn)換過(guò)程中的熱量回收管理入手。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)能源一次性轉(zhuǎn)換，且能夠?qū)崿F(xiàn)熱能綜合利用的燃料電池，就是未來(lái)最具前景的發(fā)展方向。
記者：四川在氫能裝備領(lǐng)域有一定積累，具體到氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的賽道，四川有哪些優(yōu)勢(shì)？對(duì)未來(lái)發(fā)展您有何建議？
馬曉宇：燃料電池產(chǎn)業(yè)賽道，四川的優(yōu)勢(shì)在于科技創(chuàng)新能力比較強(qiáng)，比如四川已經(jīng)有發(fā)電用兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜燃料電池產(chǎn)品，也有質(zhì)子交換膜燃料電池列車(chē)產(chǎn)品等，這些產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外都是比較先進(jìn)的。
著眼未來(lái)發(fā)展，四川需要加大對(duì)科技型產(chǎn)業(yè)的投入，解決好氫能硬科技企業(yè)發(fā)展過(guò)程中面臨的資金、人才、技術(shù)轉(zhuǎn)化等方面的問(wèn)題。建議多關(guān)注四川本土具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的小而美氫能企業(yè)，積極引導(dǎo)各類(lèi)資本投早、投小，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)資金扶持力度，支持他們?cè)趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)中創(chuàng)造價(jià)值、占領(lǐng)市場(chǎng)，孵化培育出本土的氫能“獨(dú)角獸”。
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氫能突破，望早日進(jìn)入尋常百家！
攻克壁壘，實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)！
為人類(lèi)社會(huì)永續(xù)發(fā)展找到了新路徑。
在成本與技術(shù)雙重挑戰(zhàn)下，氫燃料電池的普及推廣還存在許多壁壘。
發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力勢(shì)在必行。
是面向未來(lái)的清潔供能手段。