氢能产业为什么要重视关键材料研究

作为清洁的二次能源，氢能的广泛应用将成为影响经济发展的重要因素，为工业化注入新鲜血液。世界上氢能技术处于领先地位的国家如美国、加拿大、德国和日本，其燃料电池及氢能产业链技术经过了20多年研究，氢能产业体系、核心部件及材料均已具备量产基础，商业化推广迅猛。近年来，我国也提出了氢能的产业发展规划和支持政策，但我国制造业核心工艺技术、核心部件及材料等技术基础相对薄弱，在氢能产业核心的燃料电池系统研发制造方面，几乎没有具备一定规模的材料及核心部件的研发和制造商、没有自有知识产权的电堆及量产制造工艺技术，只有极少量商业运行的燃料电池车和加氢站，氢能产业链建设仍处于初期阶段。

目前我国燃料电池及氢能产业发展的难点在于：

一是燃料电池等产品质量和水平有待提高。以氢能核心燃料电池系统技术为例，燃料电池系统是发电单元，电堆是其核心部件，电堆的关键部件是膜电极组件和双极板，关键材料包括质子交换膜、铂金催化剂、极板材料、极板涂层材料等，但我国在这方面水平和质量还达不到燃料电池的要求。

二是尚未掌握批量制造工艺技术。我国有些材料和产品设计实验室成果已达到国际水平，但不掌握批量制造工艺技术，没有批量生产线，燃料电池产业链依然梗阻。以电堆制造批量工艺技术为例，我国目前还没有掌握极板的加工工艺技术、以原材料为基础的全自动化电堆批量制造工艺技术、催化剂涂层批量制造工艺技术等，直接影响到电堆质量一致性、可靠性及整个燃料电池系统的品质，不良率居高不下，直接导致成本居高不下。没有批量制造工艺技术无法满足我国巨大的应用市场需求。

三是通用材料和制造工艺缺乏。如不锈钢材料，既是燃料电池极板的重要材料，也是未来管道输氢的重要材料。德国使用不锈钢316L管道输送纯氢气体40年左右了，我国也生产这个批号的钢材料，但等级低、杂质高，不适用于输氢要求。氢能产业链应用领域需要多种高压阀门，对金属材料的耐腐蚀、承高压性能要求高。我国炼钢产业规模大，但无法生产氢能产业所需的特种和高品质钢材，只能大量进口。

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建议：

一是尽早启动在关键材料、核心部件和制造工艺技术上的投入。现阶段我国对氢能的资金投入主要集中在燃料电池及氢能的产业发展和市场培育上，燃料电池汽车制造商获得支持资金，扩大了燃料电池汽车的制造规模，但氢能基础材料和核心部件才是产业发展的关键，现在仍需从国际上大量采购。我国长期大量投入，但主宰权没能掌握在自己手中，特别是燃料电池和氢能源技术是军民融合技术，其重要性不言而喻。因此，我国需要尽快将重点转移到关键材料、核心部件和制造工艺技术的研究上。

二是通过中德合作发展我国在氢能产品和装备领域的批量制造工艺技术。德国是世界装备制造业领头羊，其工业标准与中国工业标准契合度高，经过20年的研发实践，已拥有了完善成熟的氢能源全产业链上下游产业体系和技术，目前处于大力发展和推广期。我国氢能产业市场需求全球最大，政府对氢能的产业支持力度全球最大。中国企业可以通过与德国企业在核心技术层面开展合作，力争实现批量制造工艺技术和产业本地化转移，逐步建立我国的氢能产业研发和制造体系。

综上所述，我国在推动燃料电池和氢能技术发展，出台燃料电池汽车和加氢站支持政策的同时，特别要高度重视氢能产业各个技术环节涉及的关键材料、核心部件及制造工艺技术的研发，加快出台相应的支持政策。要借鉴适合我国发展的其他国家的发展经验，了解其发展历程，研究其技术路线的选择原因，少走弯路，使我国的氢能产业体系健康发展。