中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
來自美國路易斯安那大學(xué)拉斐爾分校講席教授、材料學(xué)院的院長周曉東教授發(fā)表了題為"美國燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀"的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
周曉東：大家下午好！我是路易斯安那大學(xué)的材料創(chuàng)新院的院長。
我的報(bào)告分五部分，首先講一下路易斯安那大學(xué)的創(chuàng)研院，然后講美國的固體燃料電池發(fā)展的狀況，接著講幾個(gè)公司的情況，內(nèi)容網(wǎng)上都有，如果有可以給我發(fā)郵件。講美國燃料電池狀況的時(shí)候盡量不要拍照片，其他時(shí)候都可以拍，拍照片盡量不要把我拍進(jìn)去。
路易斯安那州在美國南部，南部的溫度和深圳差不多，我去這個(gè)地方的主要原因是路易斯安那州有美國10%的石油，更重要的它有美國25%的天然氣，我們做燃料電池都知道，石油的天然氣是我們重要的燃料，州和大學(xué)都非常支持，就毫不猶豫的去了，去年剛剛?cè)?。去了之后，我們的中國同事告訴，說路易斯安那州，世界上99%的小龍蝦都是這個(gè)州產(chǎn)的，一年四季都在吃，現(xiàn)在小龍蝦季節(jié)，中國同事們已經(jīng)去了好多次，我還沒有去過。歡迎大家去路易斯安那州品嘗小龍蝦。
我去了之后定了一個(gè)愿景，用天然氣和石油作為材料創(chuàng)研院的重要方法驅(qū)動(dòng)材料研究。這都是我現(xiàn)在做的項(xiàng)目。
第一個(gè)項(xiàng)目官老師也參與了，是我們和LGFCS一起做的，開發(fā)活性穩(wěn)定的電解材料，官老師幫了很大的忙。第二個(gè)項(xiàng)目是在第一個(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上做的，我個(gè)人覺得非常重要，它是開發(fā)一個(gè)加速測試，剛剛?cè)剂想姵?、鋰離子電池，包括程老師、徐總都提到這個(gè)問題，燃料電池需要用4萬個(gè)小時(shí)，4萬個(gè)小時(shí)太長了，大概5年時(shí)間。但是學(xué)生和公司里要測量4萬個(gè)小時(shí)測試5年很困難，需要有加速測試的方法，不僅是給學(xué)生、公司的研究渠道，更重要的是顧客、用戶提供保險(xiǎn)，提供一個(gè)可預(yù)測分析。第三個(gè)項(xiàng)目是跟徐總講的非常相關(guān)，LG公司給我們支持，包括州和學(xué)校對能研院也比較支持。
美國的研究狀況，我講一下怎樣討論技術(shù)的成熟度，如果一個(gè)技術(shù)可以去火星，這個(gè)技術(shù)成熟。如果一個(gè)技術(shù)可以上天，在飛機(jī)里應(yīng)用是成熟的。第三個(gè)，這個(gè)技術(shù)在路上走，這個(gè)是成熟的。固定燃料電池去火星了，太陽能可以發(fā)電，發(fā)電之后把二氧化碳打開，做成氧氣，所以說你們一定要有信心，肯定能用，問題是貴。除了貴之外其他都好。1997年它已經(jīng)把這個(gè)系統(tǒng)做成了，有10-20W的熱，已經(jīng)運(yùn)行了，運(yùn)行多長時(shí)間？大概4萬個(gè)小時(shí)。不僅僅是在一個(gè)地方測試的，在美國測試好了之后，包裝好了運(yùn)到德國，德國測試之后運(yùn)到荷蘭，河南再運(yùn)到意大利，整個(gè)過程沒有問題，穩(wěn)定運(yùn)行。也就是說不但可以上火星，在地球上也可以用。
技術(shù)成熟之后，這是不在市場上的公司（見PPT）。做的公司有Bloom Engery，他不拿政府的錢，是用風(fēng)投的錢。Fuelcell Energy是一個(gè)上市公司，有政府的錢，自己公司也有錢。LG Fuel Cell Systems，它有49%勞斯萊斯的股份，它是韓國和英國合資的公司。我們國內(nèi)有寧波索福人和潮州三環(huán)，我把三環(huán)打出來的時(shí)候一直想這個(gè)問題，到底是哪三環(huán)？
周曉東：美國燃料電池有兩個(gè)支持部門，一個(gè)是化石燃料部，二是能源科技創(chuàng)展部，兩個(gè)部門支持燃料電池的工作?；茉床坑腥齻€(gè)主要的方向，一是Cell Technology，是講電池組成的技術(shù)。二是基礎(chǔ)研究。三是系統(tǒng)開發(fā)。在Cell Technology里面主要研究的內(nèi)容有兩塊：一是可重復(fù)性制造。第二個(gè)變得越來越重要，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中，時(shí)間越長，材料穩(wěn)定性就越來越不穩(wěn)定，有的時(shí)候有一個(gè)很重要的時(shí)間，大概5000小時(shí)，一個(gè)燃料電池，我們官老師很熟悉，不運(yùn)行五千、一萬個(gè)小時(shí)不知道，500個(gè)小時(shí)有時(shí)候沒有出來。我們是書呆子，問為什么是三五千小時(shí)有這個(gè)現(xiàn)象？最近和學(xué)生做研究發(fā)現(xiàn)，我們可以把這個(gè)解釋出來，化學(xué)穩(wěn)定性在疲勞過程中會發(fā)生變化。第二個(gè)是堆，堆里面，主要是官老師他們做很久的領(lǐng)域，就是固體燃料電池、鋰離子電池等，都是很有意思的結(jié)構(gòu)，很多城堆在一起，我們以為城和城之間的接觸都是100%的，不是的，里面有很多空隙。降低層與層之間的阻力是很大的問題。平時(shí)你可以用膠水黏一下，但是燃料電池不能用。還有系統(tǒng)的問題，系統(tǒng)里面是什么問題？我們在實(shí)驗(yàn)室用的氫氣、氧氣都是高醇的，真正的系統(tǒng)用的氧氣是用空氣，用鼓風(fēng)機(jī)股進(jìn)去的。燃料從天然氣管子里面出來的，這時(shí)候空氣的雜質(zhì)等對系統(tǒng)的影響很大。所以要做到不同的方向、不同的植物在其位謀其職，做什么都有難點(diǎn)。這是三個(gè)領(lǐng)域的難點(diǎn)。
Cell Technology，就是剛才講的，很重要，這是已經(jīng)研究比較多時(shí)間。我們是參與了非常多去研究這個(gè)，對這個(gè)領(lǐng)域我們掌握的是比較深刻的。包括Core Technology，小的實(shí)驗(yàn)室或者小的公司，測一兩個(gè)電池就可以，真正要大規(guī)模生產(chǎn)要可重復(fù)性的制備，這是一個(gè)難題。剛才有一位老師講到，徐總也有講到，包括三環(huán)制備的技術(shù)是非常高尖端的。系統(tǒng)的開發(fā)，已經(jīng)開發(fā)的有幾個(gè)系統(tǒng)，50KW到200KW的系統(tǒng)有幾個(gè)圖給他們，還有400KW的系統(tǒng)正在組裝和調(diào)試。
有這些具體的項(xiàng)目，以前官老師在我們那兒待很久。后面打星號的是我們有幾個(gè)項(xiàng)目，能源部的化石能源部分的資源經(jīng)費(fèi)，一共大概有6億，從2000年開始到現(xiàn)在有6億美元。公司或者實(shí)驗(yàn)室自己提供了2億多，總共加起來，到今年有將近10億美元的投資。Fuelceel Energy從2006年開始做10KW的堆，從10KW做到30KW、做到60KW，這是線性的，堆到系統(tǒng)的時(shí)間比較長，從堆到系統(tǒng)需要數(shù)年的時(shí)間，比如說50KW的系統(tǒng)，50KW的堆到50KW的系統(tǒng)需要很長的時(shí)間，因?yàn)榘讯炎龊弥笠M裝到系統(tǒng)里面，這是很長的學(xué)習(xí)的過程。現(xiàn)在他們已經(jīng)在做200KW 的系統(tǒng)，已經(jīng)在測試了。一個(gè)大系統(tǒng)，200KW的系統(tǒng)，預(yù)計(jì)再過幾年之后打算測試一個(gè)MW的系統(tǒng)。Fuelcell時(shí)間做得比較長，最早是多醇電容器，包括三環(huán)也有這樣的趨勢，從多醇電容器的領(lǐng)域里面出來，再做多醇燃料電池比較容易，他們堆的學(xué)習(xí)過程比較快。他們可以做到250毫米的尺度，主要的還是集成化的制備。制備之后的堆比較牢靠，可以運(yùn)輸，可以在不同的地方運(yùn)輸，除了這個(gè)堆還有其他的，比如說供氧、燃料，除硫，問題在什么地方？有時(shí)候不清楚哪個(gè)地方出了問題，整個(gè)系統(tǒng)會出問題，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程非常艱難，這是他們最近測試的，已經(jīng)測試200KW的堆，已經(jīng)測試好了。我們從學(xué)習(xí)的角度看是相對容易的，做起來是很難的，為什么說相對容易？因?yàn)樗?0年前已經(jīng)做好了，我們給一道數(shù)學(xué)題，老師說一定有答案，你就朝著答案去。題目過來我們不知道有沒有答案，難度增加幾倍，200KW很難。
LG Fuel Cell System（見PPT）與很多學(xué)校和公司是合作的，因?yàn)橐鲆粋€(gè)系統(tǒng)確實(shí)比較困難。LG做的250KW的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行很成功，一千多個(gè)小時(shí)，運(yùn)行一千多個(gè)小時(shí)，由于當(dāng)?shù)仉娏Φ膯栴}停掉了，他們又建了系統(tǒng)，這是250KW的系統(tǒng)。這是LG的，第一個(gè)系統(tǒng)是1300小時(shí)，第二個(gè)系統(tǒng)是2000小時(shí)。剛才的老師也有提到BloomEnergy，是很奇怪的公司，它不要政府的錢，都是自己融資，融資超過10億美元，它燒錢很厲害。另外它的操作模式，電池都是它自己，把電池裝到，酒店裝10個(gè)電池，電池就是從它這里買，Bloom Energy賣電的，它每個(gè)堆大概100KW，10個(gè)堆就是1MW，提供一個(gè)大樓是足夠的，它在很多地方提供電。到現(xiàn)在已經(jīng)有300MW的銷量或者是訂單，我是2月份的時(shí)候參加他們的一個(gè)研討會，Bloom Energy做得很好，他們再一個(gè)很大的商店或者是酒店，他們的系統(tǒng)半年或者一年才維護(hù)一次，做得很好。
燃料電池除了可以到活性上去，可以提供這么大酒店的用電，可以在很多方面有應(yīng)用。現(xiàn)在有一個(gè)趨勢，在什么地方用呢？就是用來做Data Centers，數(shù)據(jù)中心、云中心，你們一個(gè)小的手機(jī)，像他看電影，看電影手機(jī)很熱，大數(shù)據(jù)中心用的電比手機(jī)多得多，有超過百萬手機(jī)的用電。比如世界前五的數(shù)據(jù)中心，前三名在中國，中國電信，用電很多。很重要的一點(diǎn)是不能斷電，斷電之后拍照片不能發(fā)，也找不到信息。大數(shù)據(jù)中心對用電穩(wěn)定性比其他領(lǐng)域高，現(xiàn)在有一種應(yīng)用把燃料電池做分布式做，上面都是用的固體燃料電池。
總結(jié)，過去40年，固體燃料電池已經(jīng)有很大的發(fā)展，非常大的發(fā)展，你可以坐在那兒，眼睛閉著告訴自己肯定可以用。固體燃料電池肯定可以用。在北美、歐洲、中國有很多公司現(xiàn)在開發(fā)系統(tǒng)，然后Bloom Energy如果上市的話，對我們這個(gè)領(lǐng)域會是很大的進(jìn)步，它是做大系統(tǒng)，做發(fā)電的大系統(tǒng)，是跟我們國內(nèi)的愿景很相似。日本是做小系統(tǒng)，日本和一個(gè)公司合作之后，做了700W到一點(diǎn)幾千瓦的小系統(tǒng)，是供家庭用的。關(guān)鍵的是徐總剛才提到的，燃料電池行業(yè)不能僅僅是作為一個(gè)材料或者作為一個(gè)發(fā)電的模式，更重要的是要跟氣場、電廠、環(huán)境工程師合作，合作之后給用戶提供比較穩(wěn)定的電的供應(yīng)。未來的方向，這是徐博士提到的，用燃料電池作為載體去制備燃料，這是很重要的，固體燃料電池在高溫下，溫度很高之后，它的效率非常高，可以很高效的制備氫氣，很高效的把二氧化碳打開，這是為什么在火星上用這個(gè)的主要原因，不用其他的，用這個(gè)電池。現(xiàn)在的核心問題還是價(jià)格，所以需要大規(guī)模的去制備，降低價(jià)格。第二個(gè)是需要理解它背后的科學(xué)原因。這是燃料電池兩個(gè)主要的研究方向。
謝謝大家！
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
