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燃料电池:新能源汽车发展的另一重要路径

   【jdb电子游戏平台网站 网】2014年,当全世界的目光都聚焦在纯电动的时候,丰田汽车却推出了一款氢燃料电池车——Mirai,给大家指出了另外一条新能源汽车的发展道路。数据显示,丰田Mirai氢燃料电池车自2015年8月在美国上市至今,于加州已累积售出3000辆,达成了全新的销售里程碑。
 
  其实,我国也一直把燃料电池技术作为新能源发展中的重要方向之一,2016年,国家发改委、能源局联合印发能源技术革命创新行动计划,部署了氢能与燃料电池技术创新等15项重点任务。2017年工信部、科技部、发改委联合发布汽车产业中长期发展规划提出,逐步扩大燃料电池汽车试点示范范围。
 
  在z*近结束的“电动汽车百人会论坛2018”上,燃料电池是被谈论z*多的话题之一,此次论坛的官方指定用车是福田欧辉氢燃料电池客车,宇通客车等企业也在论坛期间展示了氢燃料电池汽车产品。在今年的论坛上,还专门设立了“燃料电池产业化路径与政策环境”主题峰会,来自政府、行业及企业的代表一起探讨燃料电池的产业化发展之路。
 
  为什么要发展燃料电池
 
  “如果到2020年,按照20万辆/年的产量,燃料电池系统的成本大概是7000美元,大数就是4万元人民币,满足欧VI排放的传统发动机也就是这个价格。除了燃料电池还有储氢、电池、变速箱和驱动系统,加起来动力系统是1.5万美元,加上1万美元的附件和其它成本,整车大概是2.6万美元,也就是15万~20万元人民币,与传统内燃机B级车的价格相当。如果让你买一个3分钟加满氢气就可以跑500公里,天南海北零下几十度启动也没有问题的车,你愿不愿意买呢?我想老百姓还是愿意买的,这就是将来的发展趋势。”清华大学教授李建秋在主题峰会上给大家算了这样一笔账。
 
  如此看来,氢燃料电池的性价比可以超越传统燃油车,其加氢的便利性和长续驶里程也解决了纯电动汽车的痛点。对于当下发展燃料电池的必要性,中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华认为,氢能燃料电池由于它的特殊优势,续时里程、加氢速度、成本优势,决定它在重载、长距离、大型的车辆中一定会有重要应用,特别是2020年财税政策调整后,这种趋势会更加明显。
 
  “氢能是二次能源,也是能源载体,z*大的好处是来源可以多元化,电解水可以制氢,也可以用太阳能、弃风弃电,同时可以用煤制氢,中国在这方面的潜力非常大。”同济大学教授章桐表示。
 
  中国工程院院士干勇指出,2012年我们的制氢量达到1600万吨,相当于8000万辆燃料电池汽车的消耗量。“2050年我们将会迎接氢能时代的到来,形成10万亿元的产业规模”。
 
  z*新的国际氢能委员会已经发布了氢能利用的重要方式,指明了氢能是社会发展的重要方向,2050年氢能将占整个能源的18%,二氧化碳排放减排方面仅占到20%。能源技术的发展方向是高效、清洁,发展过程是脱碳加氢,所以氢能源是燃料技术的重要发展方向。汽车技术的发展趋势是从化石燃料到新能源汽车促进节能减排,具体就是内燃机、油电混合动力到纯电动再到燃料电池汽车。
 
  发展新能源汽车的目标是降低排放保护环境,其实汽油车30%的排放来自生产,60%来自运行。而现代汽车集团研发本部新能源汽车技术开发中心专务李起相表示,燃料电池是z*先进的传动系统,能够100%实现零排放目标,他直言燃料电池将成为内燃机真正的替代品。
 
  从实验室到产业化
 
  氢燃料电池技术正成为q*能源技术革命的重要方向和各国未来能源战略的重要组成部分。张进华指出,欧美在燃料电池发展上都有明确的战略,且持续时间很长,以丰田、本田、现代为代表的企业自2015年开始就向市场推出非常成熟的燃料电池产品,而且这些产品在主要性能,包括寿命、功率密度、价格等方面都与传统汽车相比具备较强的竞争力,可以说燃料电池已经进入商业化初期。
 
  不过,中国的燃料电池发展与国际水平还有一定差距。章桐指出,世界各国没有一国放弃了对氢燃料电池或者氢能源方面的关注,从国家的投入来说,中国的投入是相对贫乏的。
 
  氢燃料电池汽车从本质上来说依然是纯电动汽车,只是电的来源是氢燃料电池。章桐认为,我们过去十几年时间在电动汽车和电动驱动系统方面做了大量的工作,在发展燃料电池汽车的时候,电驱动方面所有的关键部件已经有了非常坚实的基础,整车集成的技术并非空白,关键部件、关键材料都有涉足,从实验室角度来说很多技术并不比国外差。但“差的是怎样从实验室跳到产业化这一步,这是一个非常艰难的过程,也是一个非常头疼的、需要有耐心和资金投入的过程”。
 
  要从实验室跳到产业化,章桐建议可以从商用车切入。以宇通客车为例,宇通于2009年开始了燃料电池客车的开发,2012年组建了燃料电池客车专职研发团队。宇通客车新能源汽车技术总监李飞强指出,氢燃料电池客车在整个产业链中面临很多挑战,包括电堆成本高、车载氢系统成本高、燃料系统成本高,整车成本高,氢气使用成本高,加氢站建立和运营的成本也很高。随着关键材料和关键零部件的国产化和规模化,2030年整车成本可以大幅度降低,整车可以降到60万元,运营成本可以降到0.5元/公里,加氢站可以降低到330万元,氢气成本可以降到9元/公斤,这个时候整个氢能燃料电池产业就会起来,燃料电池汽车就会实现大规模的推广应用。
 
  加氢站是制约燃料电池汽车推广的重要因素。目前我国加氢站正在快速建设,现在已经建成的有14座。按照国家节能与新能源汽车技术路线图的规划,随着燃料电池车对氢气需求量的增加,我国的加氢站数量会逐步增加,到2020年建成100座,2030年建成1000座。李飞强建议,在国内实施加氢站、加油站和加气站的合建,解决城市用地难和安全管理的问题。
 
  多方协同推动燃料电池发展
 
  近年来,我国燃料电池技术取得了一些进展。科技部部长万钢在百人会论坛演讲中介绍,我国燃料电池的电堆功率密度已经超过了2公斤/升,双极板的研发和批量化也取得了技术进展;动力系统和集成技术进展迅速,研发的70兆帕车载高压供氢系统以及70兆帕的氢气罐的标准也正在形成的过程当中。他指出,“我们要进一步加大对燃料电池发动机的研发力度,推动区域化、商业化的市场运营,加快产业化进展,拓展燃料电池新的应用领域。”
 
  对于我国氢燃料电池技术的发展路径,章桐建议,一方面国家要有战略,把氢能源作为能源架构当中的一个重要的组成部分;其次,行业要有投入,像丰田、戴姆勒这样的企业都是十几年的持续投入;第三,利用资本活跃的优势,现在很多资本在寻找新的投资领域,对氢能源和燃料电池汽车来说是一个很好的切入点。
 
  我国燃料电池汽车与国际先进水平的差距还在拉大,以企业为主体,产学研用相结合的创新体系还亟待完善。张进华给氢燃料电池的发展提出了7条建议:第一,创新研发组织模式,突破关键核心技术。技术持续创新和突破是推动氢能燃料电池技术进入市场的核心驱动力,是培育和发展燃料电池汽车s*要任务。第二,抓关键领域,补短板环节,培育壮大产业链。第三,大力推进示范应用,以点带面,有序推进示范应用。第四,科学规划布局,建立氢能供给系统。也需要因地制宜,根据资源特色和优势,制定氢能供给模式。第五,大力推进国际化,整合对接国际资源。第六,完善标准法规体系,提升测试评价能力。标准法规仍然是非常重要的制约因素,从车辆到关键零部件本身法规标准不健全,特别是从制氢、储氢到加氢站,程序不明确,加氢站严重欠缺,标准法规的突破至关重要。第七,加强公众宣传教育。现在很多人仍认为氢与不安全划等号,所以进行科学普及至关重要。

标签: 一重新能源燃料  

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