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我国氢燃料汽车将走出一条什么样的发展路径?

中国氢燃料汽车将走什么样的发展道路?

氢气作为一种清洁、高效、安全的二次能源,被认为是全球能源结构转型的战略方向,并有可能在未来半个世纪逐渐主导能源领域。

在中国,氢能正成为能源系统的重要组成部分。这有助于优化能源结构,促进能源革命,应对气候变化,彻底实现交通枢纽能源的清洁,确保能源转换的合理过渡

据估计,到2050年,氢将占中国能源系统的10%左右 作为一个工业制造大国和人口大国,中国在氢能的储存和生产方面具有巨大优势,应用领域丰富。可以使用许多工业和家庭场景。

作为氢能的重要应用终端之一,氢燃料电池汽车在过去两年发展迅速,各方对此的关注也日益增加。

它试图用纯电动汽车和插电式混合动力汽车取代各个子行业的传统燃油汽车,并推动汽车产业的转型升级。

中国氢燃料电池汽车目前的发展是什么?进一步发展的优势和瓶颈是什么?与其他两种新能源汽车相比,氢燃料电池汽车将走什么样的发展道路?国家将如何规划和促进这一产业的发展?政府、行业和企业都需要思考各种问题。

从过去公众意见中新能源汽车发展的最终方向到目前各方几乎达成的“纯电动优势互补”,氢燃料电池汽车在新能源汽车领域的定位在过去两年越来越清晰。

首先,与纯电相比,短而长。

作为国家指定的新能源汽车“三纵”技术路线之一,氢燃料电池汽车显然比纯电动和插电式混合动力汽车的速度稍慢

当另外两种车型的国内销量超过1%时,氢燃料电池汽车似乎终于走到了示范运营的门口,成为近两年来吸引更多资本增值和行业关注的新焦点。

经过几年的发展,新能源汽车特别是纯电动汽车应用中的一些缺点越来越突出,尤其是充电时间、续航里程、环境适应性、锂电池能量密度和衰减等问题。

这导致纯电动技术在一系列应用场景中的局限性,例如大型物流车辆和运输工程车辆。 令该行业更加担忧的是,短期内不太可能实现技术突破。

相比之下,氢燃料电池汽车的能量供应时间较短,大致相当于燃料汽车的换料,运行效率较高。

,在这个范围内,氢燃料电池汽车在一次充氢后可以行驶500-1000公里。 氢燃料电池汽车在使用过程中可以像纯电动汽车一样实现零排放,更重要的是报废时没有污染问题。

在使用环境中,氢燃料电池汽车的应用范围更广,特别是为了满足北方冬季低温城市的使用需求,不存在纯电动汽车在太低温度下启动困难或耐久性衰减过快等问题。

但是在乘用车领域,尤其是汽车领域,燃料电池汽车的总体积将大于纯电动汽车。 因为燃料电池动力系统包括储氢瓶、燃料电池发动机、辅助电池等。 这是对燃料电池在汽车领域应用的挑战。

据估计,具有长续航时间优势的燃料电池汽车必须具有至少500公里的连续行驶里程,才能满足相同纯电动汽车类型的成本,卡车必须具有至少200公里,否则在成本上没有优势。

清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高指出,燃料电池应用于纯电力不适合的领域,如商用车和长途卡车,尤其是在北方冬季运行的公共汽车和物流车辆。 因此,氢燃料电池更适合替代柴油发动机。

这正是氢燃料电池汽车的发展机遇 为了避免与运行多年的纯电动和插电式混合动力路线的直接竞争,氢燃料电池汽车采用了一种错位的竞争策略,用其他新能源汽车替代各个分部门的传统燃料汽车。

在目前国内储能电池电动汽车还没有完全建立起来,燃料电池汽车方兴未艾的情况下,一些汽车公司和公众舆论非常纠结,面对这两条技术路线不知所措。

中国100国电动汽车委员会主席陈清泰认为,正确理解这两条技术路线之间的关系至关重要。

从中期和长期来看,这两条技术路线各有优势,相辅相成。 不同的场景各有利弊。这不是简单的替代关系。

从世界主要国家和主要汽车公司已知的战略布局来看,到2030年,乘用车电气化的发展主体仍将是储能电池汽车。到2030年,大公司的电动汽车平台容量将达到数百万甚至数百万辆汽车,而燃料电池汽车仍将是数万或数十万辆汽车。 我们要正确引导有效资源的合理配置,实现分步发展,防止一物失一物。

中国氢燃料电池汽车的机遇

从能源角度来看,中国有制氢和基础设施建设的优势

数据显示国内工业副产品氢气丰富,2018年年产量为800万吨。 每年浪费的1000亿度可再生能源产生的电能可以产生200万吨氢气。 在高压储氢方面,中国已经成为世界上最大的储氢罐。

在氢燃料电池汽车产业基础方面,同济大学燃料电池汽车技术研究所所长张彤表示,中国已经建立了具有自主知识产权的氢燃料电池汽车动力总成技术平台,形成了燃料电池发动机、动力电池、储氢和供氢系统等关键部件的支撑研发体系,以及100级燃料电池汽车的生产能力,实现了大规模示范运营。

纯电动和混合动力汽车的发展解决了燃料电池汽车的蓄电池、电机和电气控制、零部件成本和可靠性等关键技术,为电气化奠定了工业基础。

张彤特别提到,像电气建筑一样,公共平台的优势是显而易见的,没有反对意见,也没有谁将取代谁的问题。 从产业战略的角度来看,它可以保证中国汽车产业的转型,以纯电力为主的可持续发展,并避免回头的风险。

张彤认为氢燃料电池汽车非常适合中国发展,无论国家政策、产业链、汽车企业的积极性、当前能源结构调整、氢源多元化等条件如何。 尤其是政策红利,国家在这方面的战略决心非常好,从中央政府到地方政府都有相关的扶持政策。

有待解决的三大发展瓶颈

纯电动汽车和氢燃料电池汽车处于技术成熟、工业发展和基础设施的不同阶段。储能电池电动汽车产业链成熟,基础设施基本形成,生产成本已开始接近市场可接受水平,总体上已进入大规模工业发展阶段。

陈清泰指出,相比之下,燃料电池汽车正开始进入示范生产和应用阶段。产业链中薄弱环节的生产成本相对较高,基础设施也在建设中,离大规模工业发展还有很长的路要走。

目前,氢燃料电池汽车工业需要实现进一步发展。业界普遍认为,仍然存在三大发展瓶颈。

1。在能源供应方面,加氢站数量严重不足,能源相关环节也存在一系列问题。 与纯电动汽车遇到的充电桩(站)不足问题相比,氢燃料电池汽车的能源供应和加氢站的建设要复杂得多。

众所周知,氢能的利用始于氢气的制备,包括储存、运输、最终分配和使用等一系列环节。整个产业链需要氢能在各个领域得到相应的支持,但目前在某些环节仍有许多问题需要解决。

中国工程院院士杨裕生曾不止一次公开提问。例如,在制氢过程中,虽然可以使用氯碱工艺产生的副产物氢气,但其中含有少量的氯和氧。净化到0.2 PPM非常昂贵,并且消耗太多能量。 氢气的安全运输、分配和储存存在技术问题。

2。从汽车行业来看,国内氢燃料电池汽车在成本、使用寿命、可靠性和耐久性等重要指标上还没有达到大规模工业化和商业化应用的水平。

武汉理工大学首席教授潘穆说,从性能的角度来看,燃料电池有三座山:性能、寿命和成本 目前,虽然燃料电池的成本在某些应用场合下比纯电要高,但最大的问题是寿命。

杨裕生还指出,在实验室里,燃料电池的寿命可以长达10,000小时,甚至20,000小时,但在路上是无法实现的。

由于价格高、制造复杂,燃料电池的能耗远远高于内燃机。 还有白金资源。不使用铂催化剂是一个世界性的问题。它现在正在被解决。这些问题只能通过长期研究来解决。

在成本方面,新源电力有限公司工程应用事业部运营总监李汉斌表示,2018年燃料电池成本较2008年下降了80%,但目前的下降水平还远远不够。

据估计,在100,000辆汽车的水平上,成本可能达到每千瓦600-700元,但这个目标离美国能源部的水平(在系统水平上,每千瓦200-300元)还有很长的路要走

一系列问题需要通过关键技术、核心部件和重要材料的突破来解决

张彤指出,但是有一个巨大的问题。目前,所有的关键材料和部件,特别是来自产业链上游的,我们不缺乏实验室技术。我们缺少的是批量生产技术。

其他一些专家甚至指出,一些世界领先的行业研究只能在相对理想的实验室环境中实现,其可靠性和可操作性可能无法在工业生产中充分实现。 中国与世界最先进水平的差距在20到30年之间。

另一个令业内外人士担忧的问题是,一些材料和核心部件仍然大量进口。

李汉斌表示,我们目前动力反应器的关键原料,如膜、催化剂和碳,能够满足长寿命和高可靠性的要求,基本上依赖进口,目前正在国内同时生产。

3。在顶层设计方面,虽然中央政府已经向一些地方省市颁布了包括氢燃料电池汽车在内的氢能产业的一系列配套政策和发展规划,但从顶层设计的角度来看,仍有一些重要环节需要引导甚至突破。

与整个氢能产业链相比,氢燃料电池汽车只是能源利用的出口和终端。

目前,我国与整个燃料电池汽车行业相匹配的法律法规还不完善,尽管在制氢、储氢、氢运输和加氢方面存在上游,包括建设审批流程、标准规范和加氢站验收等。

例如,氢在中国一直被当作易燃易爆品来管理。相关企业需要投入更多的硬件设施,并遵守更严格的运营标准,从而相应增加硬件和运营成本。

1kg副产品氢气的出厂价只有十多元,价格翻了两番,达到70元左右。液氢的使用范围和相关规定以及氢瓶的年检等也有一些基本条件。 (作者傅耀琴)

(责任编辑:DF378)