難題待解 氫燃料電池應(yīng)用遭掣肘

最近燃料電池實(shí)在太火，從一級市場上周已經(jīng)火到二級市場來了。其實(shí)燃料電池已經(jīng)提了好幾輪了，有一定的規(guī)律：鋰電池熄火的時候，燃料電池就開始火，不過火的時間有長有短。

燃料電池是個非常有爭議的話題?？炊嗫纯盏娜斯烙?jì)誰也說不說服不了誰。誠然，產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要很長時間，成功與否充滿不確定性。咱們還是從產(chǎn)業(yè)的角度來聊聊燃料電池。

1 能源的原理了解一下：燃料電池的確在能量轉(zhuǎn)換上具備優(yōu)勢。

作為自然設(shè)備的基本要素之一，能源的本質(zhì)是在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化過程可以安全、高效、經(jīng)濟(jì)地被人類所利用。

能源的效率是在做能源有效評價的時候必須要量化的一個指標(biāo)。我們知道目前的幾種典型能源轉(zhuǎn)化方式：

這種間接轉(zhuǎn)換的形式，熱能——機(jī)械能——電能無外乎就是盡量提高轉(zhuǎn)換效率。

大家關(guān)注燃料電池，就是因?yàn)樗侵苯影鸦瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換成了電能，中間沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，所以就沒有卡諾循環(huán)的限制。

需知熱量是個低品位的能量，如果要變成高品位的能量，必須花費(fèi)一定的代價?；ㄙM(fèi)的代價要小，就要提高熱效率。電能和機(jī)械能是高品位的能量。熱力學(xué)第二定律認(rèn)為：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響，或不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響，或不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。又稱“熵增定律”。

所以火電廠、核電站差不多都遵循郎肯循環(huán)的理論，只不過核電站的一次回路變成了核反應(yīng)堆。

燃?xì)鈩恿ρh(huán)發(fā)電站不太一樣。它之所以效率高就是因?yàn)樘烊粴獍l(fā)電機(jī)組比較有特色：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，連續(xù)輸出功率；啟動快，達(dá)滿負(fù)荷快速；開式循環(huán)，工質(zhì)流動。下圖是傳統(tǒng)火電站功率輸出曲線＋燃?xì)鈩恿ρh(huán)輸出的兩種曲線的疊加。這是熱效率最高的一種方式。

2 燃料電池的應(yīng)用更適合做熱電聯(lián)產(chǎn)電站，而不是車用。

市場看好燃料電池，是容易理解的，原理上它具有很大的吸引力。燃料電池可以很容易同時兼具高能量和高功率特性，這正是其獨(dú)特的開放式工作原理決定的。電堆是電化學(xué)發(fā)生的場所，其獨(dú)特的異相電催化反應(yīng)過程，使得不管是氫的電化學(xué)氧化還是氧的電化學(xué)還原，都可以在Pt／C催化劑表面獲得較高的交換電流密度。

目前燃料電池最大應(yīng)用還是在固定式熱電聯(lián)產(chǎn)。比如日本用的基本都是0．5－10KW之間，因?yàn)槿剂想姵貢a(chǎn)生熱副產(chǎn)品。所以利用好熱水和蒸汽，就提高了使用效率。

筆者認(rèn)為，燃料電池車用目前占比很小是非常正常的。汽車行業(yè)和電站能源完全是兩個行業(yè)，汽車是消費(fèi)品，是完全競爭市場。而電站是能源系統(tǒng)的2B。家庭熱電聯(lián)產(chǎn)又是完全競爭的家電市場。燃料電池從電站切入是相對容易的。而切入家電和汽車，則是打硬仗。

從消費(fèi)電池到動力電池，我們都知道產(chǎn)業(yè)規(guī)律不可逆。其實(shí)燃料電池發(fā)明得更早，1839年William Robert Grove發(fā)明的燃料電池，1970年 Whittingham發(fā)明的鋰電池，直到1991年Sony才開始鋰電池的商用，而鋰電池應(yīng)用到動力領(lǐng)域更是到了2008－2009年。主導(dǎo)商業(yè)化的一直都是終端大用戶。比如當(dāng)年的索尼，后來的起亞－LG和BOSH－SDI。

沒有領(lǐng)頭的大企業(yè)，消費(fèi)電池和動力電池都無法商用。這些企業(yè)也不是憑空就切入該領(lǐng)域。比如松下是1931年就開始各種電池的研發(fā)，1994年才開始鋰電池的商用研發(fā)。這些電池和車企巨頭很早就切入最前沿的技術(shù)研究，做了充分的儲備，等到技術(shù)和商用條件成熟了，就會聯(lián)合上下游一起開始商用。

豐田2015年的時候宣布免費(fèi)發(fā)布6000多項(xiàng)專利。筆者認(rèn)為：首先日本真是個很封閉的國家，無論在哪個行業(yè)都是如此。其次宣布免費(fèi)，因?yàn)閮H豐田一家根本玩不起來，新能源需要大量的投資，光捂著技術(shù)，成本降低不下來沒有用。再次宣布免費(fèi)之后，結(jié)果其他車企還是沒有跟上，繼續(xù)做鋰電。大家都不是傻子。雖然說專利免費(fèi)，真的獲取到技術(shù)還是難度極大。日本公司沒有這么大方。