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燃料電池:新能源汽車發(fā)展的另一重要路徑

   【壓縮機網(wǎng)】2014年,當(dāng)全世界的目光都聚焦在純電動的時候,豐田汽車卻推出了一款氫燃料電池車——Mirai,給大家指出了另外一條新能源汽車的發(fā)展道路。數(shù)據(jù)顯示,豐田Mirai氫燃料電池車自2015年8月在美國上市至今,于加州已累積售出3000輛,達成了全新的銷售里程碑。
 
  其實,我國也一直把燃料電池技術(shù)作為新能源發(fā)展中的重要方向之一,2016年,國家發(fā)改委、能源局聯(lián)合印發(fā)能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃,部署了氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新等15項重點任務(wù)。2017年工信部、科技部、發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃提出,逐步擴大燃料電池汽車試點示范范圍。
 
  在z*近結(jié)束的“電動汽車百人會論壇2018”上,燃料電池是被談?wù)搝*多的話題之一,此次論壇的官方指定用車是福田歐輝氫燃料電池客車,宇通客車等企業(yè)也在論壇期間展示了氫燃料電池汽車產(chǎn)品。在今年的論壇上,還專門設(shè)立了“燃料電池產(chǎn)業(yè)化路徑與政策環(huán)境”主題峰會,來自政府、行業(yè)及企業(yè)的代表一起探討燃料電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路。
 
  為什么要發(fā)展燃料電池
 
  “如果到2020年,按照20萬輛/年的產(chǎn)量,燃料電池系統(tǒng)的成本大概是7000美元,大數(shù)就是4萬元人民幣,滿足歐VI排放的傳統(tǒng)發(fā)動機也就是這個價格。除了燃料電池還有儲氫、電池、變速箱和驅(qū)動系統(tǒng),加起來動力系統(tǒng)是1.5萬美元,加上1萬美元的附件和其它成本,整車大概是2.6萬美元,也就是15萬~20萬元人民幣,與傳統(tǒng)內(nèi)燃機B級車的價格相當(dāng)。如果讓你買一個3分鐘加滿氫氣就可以跑500公里,天南海北零下幾十度啟動也沒有問題的車,你愿不愿意買呢?我想老百姓還是愿意買的,這就是將來的發(fā)展趨勢。”清華大學(xué)教授李建秋在主題峰會上給大家算了這樣一筆賬。
 
  如此看來,氫燃料電池的性價比可以超越傳統(tǒng)燃油車,其加氫的便利性和長續(xù)駛里程也解決了純電動汽車的痛點。對于當(dāng)下發(fā)展燃料電池的必要性,中國汽車工程學(xué)會常務(wù)副理事長兼秘書長張進華認(rèn)為,氫能燃料電池由于它的特殊優(yōu)勢,續(xù)時里程、加氫速度、成本優(yōu)勢,決定它在重載、長距離、大型的車輛中一定會有重要應(yīng)用,特別是2020年財稅政策調(diào)整后,這種趨勢會更加明顯。
 
  “氫能是二次能源,也是能源載體,z*大的好處是來源可以多元化,電解水可以制氫,也可以用太陽能、棄風(fēng)棄電,同時可以用煤制氫,中國在這方面的潛力非常大。”同濟大學(xué)教授章桐表示。
 
  中國工程院院士干勇指出,2012年我們的制氫量達到1600萬噸,相當(dāng)于8000萬輛燃料電池汽車的消耗量。“2050年我們將會迎接氫能時代的到來,形成10萬億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模”。
 
  z*新的國際氫能委員會已經(jīng)發(fā)布了氫能利用的重要方式,指明了氫能是社會發(fā)展的重要方向,2050年氫能將占整個能源的18%,二氧化碳排放減排方面僅占到20%。能源技術(shù)的發(fā)展方向是高效、清潔,發(fā)展過程是脫碳加氫,所以氫能源是燃料技術(shù)的重要發(fā)展方向。汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢是從化石燃料到新能源汽車促進節(jié)能減排,具體就是內(nèi)燃機、油電混合動力到純電動再到燃料電池汽車。
 
  發(fā)展新能源汽車的目標(biāo)是降低排放保護環(huán)境,其實汽油車30%的排放來自生產(chǎn),60%來自運行。而現(xiàn)代汽車集團研發(fā)本部新能源汽車技術(shù)開發(fā)中心專務(wù)李起相表示,燃料電池是z*先進的傳動系統(tǒng),能夠100%實現(xiàn)零排放目標(biāo),他直言燃料電池將成為內(nèi)燃機真正的替代品。
 
  從實驗室到產(chǎn)業(yè)化
 
  氫燃料電池技術(shù)正成為q*能源技術(shù)革命的重要方向和各國未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分。張進華指出,歐美在燃料電池發(fā)展上都有明確的戰(zhàn)略,且持續(xù)時間很長,以豐田、本田、現(xiàn)代為代表的企業(yè)自2015年開始就向市場推出非常成熟的燃料電池產(chǎn)品,而且這些產(chǎn)品在主要性能,包括壽命、功率密度、價格等方面都與傳統(tǒng)汽車相比具備較強的競爭力,可以說燃料電池已經(jīng)進入商業(yè)化初期。
 
  不過,中國的燃料電池發(fā)展與國際水平還有一定差距。章桐指出,世界各國沒有一國放棄了對氫燃料電池或者氫能源方面的關(guān)注,從國家的投入來說,中國的投入是相對貧乏的。
 
  氫燃料電池汽車從本質(zhì)上來說依然是純電動汽車,只是電的來源是氫燃料電池。章桐認(rèn)為,我們過去十幾年時間在電動汽車和電動驅(qū)動系統(tǒng)方面做了大量的工作,在發(fā)展燃料電池汽車的時候,電驅(qū)動方面所有的關(guān)鍵部件已經(jīng)有了非常堅實的基礎(chǔ),整車集成的技術(shù)并非空白,關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料都有涉足,從實驗室角度來說很多技術(shù)并不比國外差。但“差的是怎樣從實驗室跳到產(chǎn)業(yè)化這一步,這是一個非常艱難的過程,也是一個非常頭疼的、需要有耐心和資金投入的過程”。
 
  要從實驗室跳到產(chǎn)業(yè)化,章桐建議可以從商用車切入。以宇通客車為例,宇通于2009年開始了燃料電池客車的開發(fā),2012年組建了燃料電池客車專職研發(fā)團隊。宇通客車新能源汽車技術(shù)總監(jiān)李飛強指出,氫燃料電池客車在整個產(chǎn)業(yè)鏈中面臨很多挑戰(zhàn),包括電堆成本高、車載氫系統(tǒng)成本高、燃料系統(tǒng)成本高,整車成本高,氫氣使用成本高,加氫站建立和運營的成本也很高。隨著關(guān)鍵材料和關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化和規(guī)?;?030年整車成本可以大幅度降低,整車可以降到60萬元,運營成本可以降到0.5元/公里,加氫站可以降低到330萬元,氫氣成本可以降到9元/公斤,這個時候整個氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)就會起來,燃料電池汽車就會實現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
 
  加氫站是制約燃料電池汽車推廣的重要因素。目前我國加氫站正在快速建設(shè),現(xiàn)在已經(jīng)建成的有14座。按照國家節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖的規(guī)劃,隨著燃料電池車對氫氣需求量的增加,我國的加氫站數(shù)量會逐步增加,到2020年建成100座,2030年建成1000座。李飛強建議,在國內(nèi)實施加氫站、加油站和加氣站的合建,解決城市用地難和安全管理的問題。
 
  多方協(xié)同推動燃料電池發(fā)展
 
  近年來,我國燃料電池技術(shù)取得了一些進展??萍疾坎块L萬鋼在百人會論壇演講中介紹,我國燃料電池的電堆功率密度已經(jīng)超過了2公斤/升,雙極板的研發(fā)和批量化也取得了技術(shù)進展;動力系統(tǒng)和集成技術(shù)進展迅速,研發(fā)的70兆帕車載高壓供氫系統(tǒng)以及70兆帕的氫氣罐的標(biāo)準(zhǔn)也正在形成的過程當(dāng)中。他指出,“我們要進一步加大對燃料電池發(fā)動機的研發(fā)力度,推動區(qū)域化、商業(yè)化的市場運營,加快產(chǎn)業(yè)化進展,拓展燃料電池新的應(yīng)用領(lǐng)域。”
 
  對于我國氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展路徑,章桐建議,一方面國家要有戰(zhàn)略,把氫能源作為能源架構(gòu)當(dāng)中的一個重要的組成部分;其次,行業(yè)要有投入,像豐田、戴姆勒這樣的企業(yè)都是十幾年的持續(xù)投入;第三,利用資本活躍的優(yōu)勢,現(xiàn)在很多資本在尋找新的投資領(lǐng)域,對氫能源和燃料電池汽車來說是一個很好的切入點。
 
  我國燃料電池汽車與國際先進水平的差距還在拉大,以企業(yè)為主體,產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的創(chuàng)新體系還亟待完善。張進華給氫燃料電池的發(fā)展提出了7條建議:第一,創(chuàng)新研發(fā)組織模式,突破關(guān)鍵核心技術(shù)。技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新和突破是推動氫能燃料電池技術(shù)進入市場的核心驅(qū)動力,是培育和發(fā)展燃料電池汽車s*要任務(wù)。第二,抓關(guān)鍵領(lǐng)域,補短板環(huán)節(jié),培育壯大產(chǎn)業(yè)鏈。第三,大力推進示范應(yīng)用,以點帶面,有序推進示范應(yīng)用。第四,科學(xué)規(guī)劃布局,建立氫能供給系統(tǒng)。也需要因地制宜,根據(jù)資源特色和優(yōu)勢,制定氫能供給模式。第五,大力推進國際化,整合對接國際資源。第六,完善標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系,提升測試評價能力。標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)仍然是非常重要的制約因素,從車輛到關(guān)鍵零部件本身法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不健全,特別是從制氫、儲氫到加氫站,程序不明確,加氫站嚴(yán)重欠缺,標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的突破至關(guān)重要。第七,加強公眾宣傳教育。現(xiàn)在很多人仍認(rèn)為氫與不安全劃等號,所以進行科學(xué)普及至關(guān)重要。

標(biāo)簽: 一重新能源燃料  

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