制约燃料电池商业化发展的影响因素解析

在动力电池行业获得难得机遇时，燃料电池也迎来快速发展。相较于锂电池，燃料电池具有能量转化效率高、使用寿命长、维护工作量少以及能连续大功率供电等优点。不过，由于种种制约，燃料电池产业还处于商业化导入期，距离大规模应用还有相当长的一段距离。

燃料电池发展势头向好

燃料电池的研究与发展，为便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。它将把人们由集中供电带进分散供电的新时代。因为太阳能供电虽然能替代部分能源，但它受天气与气候的制约，核能利用又存在安全问题。而燃料电池供电，没有二氧化碳的排放，解决了火力发电使全球环境污染的问题，是纯正的绿色清洁能源。随着燃料电池关键技术瓶颈得以解决，以及新技术开发研究和商业化运作，燃料电池技术必将迎来广阔的发展前景。

数据显示，2010-2015年，全球燃料电池累计出货量约为28.99万套，年复合增长率达到32%。2015年燃料电池出货量约为7.15万套，同比增长12.42%。

2010-2015年燃料电池系统出货量（单位：千套）

出货容量方面，2010-2015年，全球燃料电池累计出货系统容量约为1110.7MW，年复合增长率达到30%。2015年燃料电池出货系统容量约为342.7MW，同比增长84.84%。可见随着燃料电池技术的逐渐成熟和应用领域的多元化，燃料电池单个电堆容量正在快速增长。

2010-2015年燃料电池系统出货容量（单位：MW）

燃料电池发展的制约因素

首先，高成本是制约燃料电池产业化的关键因素。燃料电池成本中占比最高的是燃料电池组，其次是氢燃料罐和电池配件。如果未来要实现燃料电池商业化，并与内燃机汽车进行竞争，那么燃料电池组的成本必须下降，其中主要涉及关键部件的成本，包括：铂催化剂、电解质膜、双极板、氢燃料罐和电池配件。

制约燃料电池产业化成本因素

其次，燃料电池的类型有很多，其中氢能燃料电池研发的首要问题，就是解决氢气来源，也就是如何廉价制氢。传统工业制氢的方法以化石材料制氢、电解水制氢为主。而随着对大规模制氢需求的提高，生物制氢、热化学制氢和太阳光催化光解制氢等方法也获得广泛应用。从成本角度来看，在燃料电池推广初期，应以分散式制氢为主，可进一步控制成本，且使用便利。但随着未来燃料电池规模化发展之后，集中制氢的成本和环保优势将会进一步突出。

再次，燃料电池汽车的推广，其中最主要的制约因素是配套设施的缺失，即加氢站的覆盖率过小，而其高昂的建设成本也使得加氢站的建设只能作为试验性经营。中国目前拥有4座加氢站，都处于示范状态，尚未进行商业化运营，但这些还远远不足以满足燃料电池产业化推广的要求。

最后，储藏与安全问题。通常氢气以3种形态存储和运输：高压气态、液态和氢化物状态。短期内，高压罐储氢仍是主要氢气储存运输手段。但从长期来看，更需要具备高储氢容量、高安全性、吸/放氢速率快、长寿命和低成本的储氢材料。因此，轻质储氢材料、有机液态储氢材料等低压或常压储氢材料将成为未来发展的重点。