當(dāng)前，燃料電池處于歷史轉(zhuǎn)折期，是從技術(shù)開發(fā)向商業(yè)運作轉(zhuǎn)折的時期。得益于技術(shù)進(jìn)步，燃料電池的性能、壽命、成本三大主要問題正在逐步解決，讓商業(yè)化發(fā)展成為可能。

首先，燃料電池的技術(shù)性能基本達(dá)到商業(yè)運作水平。技術(shù)性能的不斷提升取決兩個前提。一是技術(shù)路線的明晰，在研發(fā)的起步階段，出現(xiàn)了各種各樣的技術(shù)路線，現(xiàn)在多條技術(shù)路線基本統(tǒng)一，主流技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。如高功率的金屬板電堆、70MPa的高壓氫氣瓶，這些都將成為燃料電池汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。

其次，燃料電池的材料、設(shè)計以及制造技術(shù)趨于成熟。從參考到試驗，從加工到生產(chǎn)，我國目前已經(jīng)掌握了催化劑、膜、炭紙等關(guān)鍵材料的制備工藝，并且批量生產(chǎn)技術(shù)趨于成熟。如我國的電解質(zhì)膜已經(jīng)成功出口，被應(yīng)用于幾百兆瓦的整機(jī)發(fā)電設(shè)備。

從國際形勢來看，燃料電池壽命符合車輛正常使用的要求，可以達(dá)到10000小時以上。我國也正在研究通過控制程序和零部件的整合，使燃料電池發(fā)動機(jī)在整車上的壽命達(dá)到5000-10000小時。

值得一提的是，燃料電池壽命的持續(xù)提高得益于材料技術(shù)的進(jìn)步。以交換膜為例，如今采用的交換膜強(qiáng)度較10年前有極大的提高，不止強(qiáng)度，催化劑性能也保持穩(wěn)定，因此燃料電池的耐久性和壽命都有大幅度提高。

技術(shù)進(jìn)步促進(jìn)燃料電池壽命提高的例子還體現(xiàn)在控制技術(shù)方面。經(jīng)過十幾年的努力，我國各大高校和科研機(jī)構(gòu)針對燃料電池的運行條件控制和冷啟動保護(hù)等項目進(jìn)行了大量的研究和實驗，目前已經(jīng)實現(xiàn)通過控制技術(shù)使燃料電池在適合的狀態(tài)下運行。顯然，這些技術(shù)進(jìn)步保證了燃料電池壽命能夠達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

最后，燃料電池成本有望繼續(xù)降低。高成本一直是制約燃料電池商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。但是，這并不是死命題無法解決。從豐田發(fā)展燃料電池汽車的經(jīng)驗來看，基本確定了兩條線路來解決這個問題。一是依托材料技術(shù)的發(fā)展，降低材料成本；二是實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，攤薄制造成本。

在材料方面，材料技術(shù)大幅度發(fā)展使得一輛汽車的催化劑用量降至20～30克，與以往80～100克的用量相比，節(jié)省了3倍以上成本。從全球的研發(fā)成果來看，催化劑的使用量還在繼續(xù)降低，實現(xiàn)了材料成本降低的預(yù)想。也正是基于此，豐田能夠推出量產(chǎn)型燃料電池汽車。

另一方面是批量制造。當(dāng)前我國的燃料電池汽車數(shù)量非常小，所以成本仍然居高不下，所以仍需要一段時間的積累和努力，建議吸收社會力量，通過批量生產(chǎn)使燃料電池成本降下來。

盡管燃料電池技術(shù)趨于成熟，但是實現(xiàn)批量生產(chǎn)需要考慮諸多因素。如氫氣的制備、氫氣的供應(yīng)等鏈條都與國家整體的發(fā)展情況息息相關(guān)。那么，我國目前的儲備情況如何？

從氫氣的來源來看，我國是全球最大的氫氣產(chǎn)出國，美國、德國、日本與我國仍存在一定的差距，電解水制氫技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，規(guī)模達(dá)到1000立方米/時，為我國燃料電池汽車發(fā)展提供了有力的支撐。

在氫氣的供應(yīng)方面，我國儲氣瓶的產(chǎn)量在全球也居前位，目前正在攻關(guān)70MPa的儲氫罐。另外，固體儲氫產(chǎn)量也有一定的儲備。

在電池性能方面，通過三個五年計劃發(fā)展，燃料電池用的各種關(guān)鍵材料和零部件，測試性能和實用性能達(dá)到了國際水平。

雖然上述準(zhǔn)備為我國發(fā)展燃料電池汽車打下了堅實的基礎(chǔ)，但是在能源戰(zhàn)略中，尤其在整機(jī)發(fā)電能力方面，我國與國外還存在差距。目前國際上已經(jīng)出現(xiàn)達(dá)到幾百兆瓦級的整機(jī)發(fā)電設(shè)備，以我國當(dāng)前的情況來看，這是一項挑戰(zhàn)。

如何發(fā)展？建議從應(yīng)用入手，可先解決四個方面的問題。一是電源系統(tǒng)，包括應(yīng)急電源、備用電源等；二是動力系統(tǒng)，包括車用動力、船用動力等；三是氫能儲運，包括可再生能源的儲存、運輸；最后是分布式供能。

我國也在安排自己的步驟。從燃料電池、氫能儲運、氫氣制取方面入手，尤其氫氣的制取，可通過化石制氫向可再生能源制氫逐步過渡。

與此同時，太陽能和風(fēng)能的資源與天然氣輸送管道匹配，可以把太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化成氫氣通過管道輸送到發(fā)達(dá)地區(qū)。粗略計算，到2020年，如果將20%的風(fēng)能用來制取氫氣，那么每年可生產(chǎn)180億立方米氫氣。

此外，燃料電池的發(fā)展需要協(xié)同創(chuàng)新，科技界在這方面已經(jīng)做了許多先導(dǎo)性的工作，需要社會資本、商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的共同努力。

（本文根據(jù)潘牧在“燃料電池技術(shù)在中國的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化沙龍”現(xiàn)場發(fā)言整理，未經(jīng)本人確認(rèn)）