难题待解 氢燃料电池应用遭掣肘

最近燃料电池实在太火，从一级市场上周已经火到二级市场来了。其实燃料电池已经提了好几轮了，有一定的规律：锂电池熄火的时候，燃料电池就开始火，不过火的时间有长有短。

燃料电池是个非常有争议的话题。看多看空的人估计谁也说不说服不了谁。诚然，产业发展需要很长时间，成功与否充满不确定性。咱们还是从产业的角度来聊聊燃料电池。

1 能源的原理了解一下：燃料电池的确在能量转换上具备优势。

作为自然设备的基本要素之一，能源的本质是在转移和转化过程可以安全、高效、经济地被人类所利用。

能源的效率是在做能源有效评价的时候必须要量化的一个指标。我们知道目前的几种典型能源转化方式：

这种间接转换的形式，热能——机械能——电能无外乎就是尽量提高转换效率。

大家关注燃料电池，就是因为它是直接把化学能转换成了电能，中间没有机械能的转换，所以就没有卡诺循环的限制。

需知热量是个低品位的能量，如果要变成高品位的能量，必须花费一定的代价。花费的代价要小，就要提高热效率。电能和机械能是高品位的能量。热力学第二定律认为：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。又称“熵增定律”。

所以火电厂、核电站差不多都遵循郎肯循环的理论，只不过核电站的一次回路变成了核反应堆。

燃气动力循环发电站不太一样。它之所以效率高就是因为天然气发电机组比较有特色：运转平稳，连续输出功率；启动快，达满负荷快速；开式循环，工质流动。下图是传统火电站功率输出曲线＋燃气动力循环输出的两种曲线的叠加。这是热效率最高的一种方式。

2 燃料电池的应用更适合做热电联产电站，而不是车用。

市场看好燃料电池，是容易理解的，原理上它具有很大的吸引力。燃料电池可以很容易同时兼具高能量和高功率特性，这正是其独特的开放式工作原理决定的。电堆是电化学发生的场所，其独特的异相电催化反应过程，使得不管是氢的电化学氧化还是氧的电化学还原，都可以在Pt／C催化剂表面获得较高的交换电流密度。

目前燃料电池最大应用还是在固定式热电联产。比如日本用的基本都是0．5－10KW之间，因为燃料电池会产生热副产品。所以利用好热水和蒸汽，就提高了使用效率。

笔者认为，燃料电池车用目前占比很小是非常正常的。汽车行业和电站能源完全是两个行业，汽车是消费品，是完全竞争市场。而电站是能源系统的2B。家庭热电联产又是完全竞争的家电市场。燃料电池从电站切入是相对容易的。而切入家电和汽车，则是打硬仗。

从消费电池到动力电池，我们都知道产业规律不可逆。其实燃料电池发明得更早，1839年William Robert Grove发明的燃料电池，1970年 Whittingham发明的锂电池，直到1991年Sony才开始锂电池的商用，而锂电池应用到动力领域更是到了2008－2009年。主导商业化的一直都是终端大用户。比如当年的索尼，后来的起亚－LG和BOSH－SDI。

没有领头的大企业，消费电池和动力电池都无法商用。这些企业也不是凭空就切入该领域。比如松下是1931年就开始各种电池的研发，1994年才开始锂电池的商用研发。这些电池和车企巨头很早就切入最前沿的技术研究，做了充分的储备，等到技术和商用条件成熟了，就会联合上下游一起开始商用。

丰田2015年的时候宣布免费发布6000多项专利。笔者认为：首先日本真是个很封闭的国家，无论在哪个行业都是如此。其次宣布免费，因为仅丰田一家根本玩不起来，新能源需要大量的投资，光捂着技术，成本降低不下来没有用。再次宣布免费之后，结果其他车企还是没有跟上，继续做锂电。大家都不是傻子。虽然说专利免费，真的获取到技术还是难度极大。日本公司没有这么大方。