Wan Gang: C'è un divario evidente tra la Cina e il mondo nella tecnologia delle celle a combustibile

Nell'ultimo decennio, nonostante il forte impegno profuso nello sviluppo dei veicoli elettrici, la Cina non ha abbandonato la tecnologia dei veicoli a celle a combustibile. Tuttavia, non si sono registrati progressi significativi nelle principali tecnologie dei veicoli a celle a combustibile del mio Paese, in particolare per quanto riguarda tecnologie fondamentali quali la densità di potenza dello stack, l'efficienza del catalizzatore, la durata degli elettrodi a membrana e i compressori d'aria. Il 28 giugno, Wan Gang, vicepresidente del Comitato nazionale della Conferenza politica consultiva del popolo cinese, ha espresso le opinioni di cui sopra al Forum sull'innovazione e lo sviluppo del settore dell'energia a idrogeno.

『Vicepresidente del Comitato nazionale della Conferenza consultiva politica del popolo cinese Wan Gang』

La tecnologia di base delle celle a combustibile è in ritardo

Wan Gang ha affermato che la Cina ha già preso alcuni accordi su materiali chiave come catalizzatori per celle a combustibile, membrane a scambio protonico e carta carbone, ma sono ancora in fase di laboratorio e la coerenza e l'affidabilità dei prodotti non possono essere garantite. Esistono già alcuni campioni di componenti chiave come compressori d'aria e pompe di reflusso dell'idrogeno, ma non esiste ancora una capacità produttiva stabile, la fornitura del prodotto è insufficiente e il prezzo è molto alto. Per avere un valore pratico, il rapporto in peso della capacità di stoccaggio dell'idrogeno dei materiali di stoccaggio dell'idrogeno deve raggiungere il 5%-7%. Attualmente, la densità di stoccaggio dell'idrogeno di una bombola di gas rivestita in metallo con fibra di carbonio (III) da 35 MPa è pari solo al 3,9%.

● Densità di potenza dello stack: i prodotti domestici sono generalmente intorno ai 2kW/L; secondo i resoconti, il livello avanzato internazionale ha raggiunto circa 3kW/L;
● Efficienza del catalizzatore: il consumo domestico di platino per kilowatt è di circa 0,3 grammi; secondo i rapporti, il livello avanzato internazionale ha raggiunto meno di 0,06 grammi;
● Durata dell'elettrodo a membrana: la durata effettiva in condizioni dinamiche in Cina è di circa 3.000 ore; si segnala che sono state raggiunte le 9.000 ore all'estero;
● Compressore d'aria: attualmente, i prodotti nazionali a celle a combustibile utilizzano fondamentalmente soffianti a bassa pressione, mentre i prodotti esteri utilizzano principalmente compressori d'aria e il prezzo di importazione è estremamente elevato.

Allo stesso tempo, i veicoli a celle a combustibile non hanno ancora sviluppato un sistema di fornitura di componenti stabile, con una filiera debole e capacità ingegneristiche insufficienti, che si traducono in una bassa qualità di processo dei componenti, scarsa coerenza del prodotto, affidabilità e durata insufficienti e incapacità di soddisfare i requisiti della produzione su larga scala.

Inoltre, le case automobilistiche hanno relativamente poche proposte nel campo delle autovetture a celle a combustibile. Wan Gang ha affermato che, ad eccezione del Gruppo SAIC, le altre principali case automobilistiche non hanno ancora incluso i veicoli a celle a combustibile come prodotti principali nei loro piani di sviluppo. Esiste un divario evidente tra le case automobilistiche cinesi e quelle internazionali come Toyota, Honda, GM e Mercedes-Benz, e i produttori di veicoli nazionali non hanno ancora svolto un ruolo di primo piano.

Attualmente, l'attività dimostrativa dei veicoli nazionali a celle a combustibile riguarda ancora principalmente il settore dei veicoli commerciali, tra cui Yutong Bus, Youngman Bus, Foton Motor, Dongfeng Motor, SAIC Volkswagen e altre aziende. Il numero totale di veicoli in circolazione non supera i 1.000, di cui il 78% è costituito da veicoli speciali e il 22% da autobus.

Toyota Mirai

L'elevato costo dell'utilizzo dell'energia dell'idrogeno

Per quanto riguarda l'utilizzo dell'energia dell'idrogeno, Wan Gang ha affermato che i sistemi di produzione, fornitura e rifornimento di idrogeno del mio Paese sono arretrati, il che comporta un forte aumento del costo del carburante a idrogeno. Allo stesso tempo, il mio Paese dispone di un'ampia gamma di fonti di idrogeno a basso costo, ma è limitato dall'imperfetto sistema di fornitura di idrogeno su larga scala, il prezzo dell'idrogeno supera il costo del carburante e non è ancora stato elaborato un modello di business sostenibile.

Sebbene l'attuale costo dell'utilizzo dell'energia basata sull'idrogeno sia elevato, Ling Wen, direttore generale del State Energy Investment Group, ritiene che a lungo termine il mio Paese avrà tre vantaggi naturali nello sviluppo dell'energia basata sull'idrogeno:
In primo luogo, le riserve di risorse della Cina sono scarse di petrolio e gas ma relativamente ricche di carbone, e la produzione di idrogeno dal carbone è la più economica tra tutti i campi di produzione di idrogeno;
In secondo luogo, ogni anno nel mio Paese viene abbandonata una grande quantità di energia rinnovabile. Secondo statistiche prudenti, nel 2017 lo spreco di energia elettrica nel mio Paese è stato di 100 miliardi di kWh. Se questa quantità di elettricità sprecata venisse utilizzata per elettrolizzare l'acqua e produrre idrogeno, se 5 kWh di elettricità potessero essere scambiati con 1 metro cubo di idrogeno, si potrebbero produrre circa 20 miliardi di metri cubi di idrogeno.
In terzo luogo, la quantità di idrogeno prodotta come sottoprodotto dell'industria chimica è molto elevata.

Ling Wen ritiene che la Cina rappresenti un enorme mercato adatto allo sviluppo dell'energia basata sull'idrogeno e che vi sia ampio spazio per l'immaginazione nell'applicazione dell'idrogeno a settori quali l'energia per autoveicoli e la generazione di energia distribuita.

『Concetto di celle a combustibile Hyundai FE』

Infrastruttura inadeguata

Attualmente nel mio Paese sono operative 12 infrastrutture di rifornimento di idrogeno e circa 10 sono in costruzione. Gan Yong, accademico dell'Accademia cinese di ingegneria, ritiene che, nonostante le stazioni di rifornimento di idrogeno del mio Paese siano attualmente di piccole dimensioni, siano emersi alcuni problemi. Le stazioni di rifornimento di idrogeno del mio Paese non sono ancora in grado di effettuare un rifornimento rapido di idrogeno in 3-5 minuti, in conformità con gli standard internazionali, e non soddisfano gli standard operativi commerciali. Inoltre, la selezione di apparecchiature chiave come compressori e macchine per l'idrogenazione persegue prezzi bassi e non può soddisfare i requisiti di un funzionamento continuo e affidabile a lungo termine. Inoltre, mancano standard nella pianificazione, progettazione, costruzione, accettazione e selezione delle attrezzature chiave per le stazioni di rifornimento di idrogeno.

I veicoli a celle a combustibile e i veicoli elettrici sono complementari

il mio paese ha iniziato a promuovere veicoli a nuova energia nel 2009. Entro la fine del 2017, la Cina aveva promosso più di 1,8 milioni di veicoli a nuova energia, diventando il paese con la più grande promozione di veicoli a nuova energia al mondo. Anche i veicoli a celle a combustibile fanno parte dei nuovi veicoli energetici, ma al momento sono solo nella fase di funzionamento dimostrativo e il numero cumulativo di veicoli operativi non supera le 1.000 unità. Si può notare che i veicoli elettrici sono diventati la strategia principale di promozione dei veicoli a nuova energia nel mio Paese.

Ma perché è così importante sviluppare veicoli a celle a combustibile quando i veicoli elettrici sono diventati la tecnologia prevalente? Wan Gang ritiene che, sulla base dell'esperienza maturata negli ultimi anni nella promozione dei veicoli a nuova energia, lo sviluppo dei veicoli elettrici presenti delle carenze, come lunghi tempi di ricarica e breve autonomia di guida, e che queste siano esattamente le carenze che i veicoli a celle a combustibile possono compensare. I veicoli a celle a combustibile sono adatti al trasporto di carichi pesanti e su lunghe distanze. Nel lungo periodo, i veicoli a celle a combustibile e quelli elettrici coesisteranno e si completeranno a vicenda.

Vincitore del Qingyun Plan di Toutiao e del Bai+ Plan di Baijiahao, del Baidu Digital Author of the Year 2019, del Baijiahao's Most Popular Author in the Technology Field, del Sogou Technology and Culture Author 2019 e del Baijiahao Quarterly Influential Creator 2021, ha vinto numerosi premi, tra cui il Sohu Best Industry Media Person 2013, il China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, il Guangmang Experience Award 2015, il China New Media Entrepreneurship Competition Finals 2015 e il Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.