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氢燃料电池汽车驶向何方,未来我国氢燃料电池

时间:2019-08-28 21:05来源:汽车配件
今年是《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的第二年,政府对环境治理的重视程度和决心史无前例,这一背景下,车辆生产企业也积极参与其中,通过生产环保车辆来为美丽城市建设添砖

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今年是《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的第二年,政府对环境治理的重视程度和决心史无前例,这一背景下,车辆生产企业也积极参与其中,通过生产环保车辆来为美丽城市建设添砖加瓦。2019年的上海车展上,庆铃汽车的一款氢燃料电池车就是环保车型中的典型代表。

今年是《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的第二年,政府对环境治理的重视程度和决心史无前例,这一背景下,车辆生产企业也积极参与其中,通过生产环保车辆来为美丽城市建设添砖加瓦。2019年的上海车展上,庆铃汽车的一款氢燃料电池车就是环保车型中的典型代表。

氢燃料电池汽车驶向何方

2016亚洲氢能燃料电池技术与装备展览会今天在上海举行。此次参展产品包括燃料电池系统、燃料电池设备以及制氢设备与储存检测等,充分显示了氢能及燃料电池的最新技术,为进一步推动我国氢能及燃料电池技术设备的科研、生产和应用发展起到重要助推作用。

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——对未来新能源汽车发展方向的调查与思考

氢能是一种二次能源,具有来源多样、洁净环保、可储存和可再生等特点。氢的来源丰富,不仅可以由其他能源来生产氢能,而且氢能可以高效转化为其他形式的能量。目前,氢能在交通、工业和建筑等领域都有重要的应用。

零排放、续航500公里,这款车很“绿色”

零排放、续航500公里,这款车很“绿色”

核心提示

氢能燃料电池技术被认为是利用氢能解决未来能源的途径之一。氢燃料电池的优点:一是高效能,其发电效率通常能达到32%至70%,与内燃机汽车和插电式混合动力汽车相比,氢燃料电池最大行驶里程可以达到纯电动汽车的3倍;二是环保,燃料电池的排气是水蒸气,对环境的影响可忽略不计。随着全球工业化进程不断加快,化石燃料消耗量日益增长,环境污染问题也越来越受到关注,作为全球公认的清洁能源,氢能有望成为清洁燃料的替代品。

庆铃汽车的这款氢能源车以庆铃五十铃700P气刹中卡平台为基础进行了开发。700P车型在国内上市已有11年时间,技术先进、成熟可靠,庆铃汽车在此平台上研发氢能源车使这款车具备了高品质基础。这款车的尺寸为9000×2400×3300mm,轴距5200mm,货箱尺寸7012x2250x2203mm,容积为34.7方,采用了单排、可翻转全封闭式平头驾驶室,车辆的整备质量为5000kg。

庆铃汽车的这款氢能源车以庆铃五十铃700P气刹中卡平台为基础进行了开发。700P车型在国内上市已有11年时间,技术先进、成熟可靠,庆铃汽车在此平台上研发氢能源车使这款车具备了高品质基础。这款车的尺寸为9000×2400×3300mm,轴距5200mm,货箱尺寸7012x2250x2203mm,容积为34.7方,采用了单排、可翻转全封闭式平头驾驶室,车辆的整备质量为5000kg。

今年以来,一些国家和主要汽车企业纷纷发布停售燃油汽车时间表,新能源汽车成为未来发展的主要趋势。相对纯电动汽车路线而言,效率更高、更节能环保的氢燃料电池汽车,被一些国家和企业认为是未来新能源汽车发展的一个方向。

从全球来看,海外车企巨头纷纷布局新能源汽车,氢燃料电池车成为研发重点。丰田2014年底推出的一款氢燃料电池车在日本上市,并于去年在欧洲上市,本田的氢燃料电池车将于今年年底上市。另外,奔驰将于2017年推出首款环保氢燃料电池动力车型,预计氢燃料电池的储氢罐充满约用时3分钟,巡航里程可达483公里。未来新能源汽车市场将至少新增17款氢燃料电池车,为氢燃料电池发展起到重要支撑作用。

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近日,在广东省佛山市举行的第一届中国国际氢能与燃料电池技术及产品推介会上,展出了10款氢燃料电池汽车和诸多行业最新的技术成果,吸引了众多投资者的关注。氢燃料电池技术革新速度已超出市场预期,在纯电动汽车技术取得突破之前,氢燃料电池汽车能否后来居上,实现“变道超车”?《经济日报》记者对相关企业展开了调研采访。

近几年,我国的新能源车市场呈现快速增长态势。但与纯电动车相比,去年我国燃料电池汽车产量仅有10辆。与纯电动车不同的:首先是氢燃料电池汽车技术门槛高,而我国的氢燃料电池技术不完善,产业化能力较弱;其次,燃料电池汽车的研发需要巨额投入,我国在燃料电池方面投入的资金和技术力量较少,未来有较大的发展空间。

该车采用氢燃料供能,驱动形式为电机 减速器,车辆的爬坡能力≥30%,最高时速100km,在低温冷启动性能方面,零下30℃的气温下车辆也能正常起步。这款车的续航里程能达到500km,而加氢时间则仅需不到3分钟,对于以城市内、城郊运输为主的中短途物流而言既省时又能满足续航需求,而真正零排放的优势让它有望成为在大中型城市内及周边运营用户的“新宠”。

该车采用氢燃料供能,驱动形式为电机 减速器,车辆的爬坡能力≥30%,最高时速100km,在低温冷启动性能方面,零下30℃的气温下车辆也能正常起步。这款车的续航里程能达到500km,而加氢时间则仅需不到3分钟,对于以城市内、城郊运输为主的中短途物流而言既省时又能满足续航需求,而真正零排放的优势让它有望成为在大中型城市内及周边运营用户的“新宠”。

与纯电动汽车形成有效互补

政策方面,今年4月,发改委和国家能源局印发了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》,提出了15项重点创新任务,包括氢能与燃料电池技术创新、先进储能技术创新等。《计划》明确了我国能源技术革命“两步走”的总体目标:2020年,能源技术创新体系初步形成;到2030年,我国能源产业进入世界能源技术强国行列。而《路线图》提出在先进燃料电池、燃料电池分布式发电、氢的制取储运及加氢站等方面开展研发。随着市场需求不断提升以及扶持政策加码,未来氢燃料电池产业化步伐将加快。

早有布局,氢能产业有“三步走”战略

早有布局,氢能产业有“三步走”战略

燃料电池技术与纯电动是两个技术方向,一定程度上起到互补作用。但是,氢燃料电池技术的创新正成为全球能源技术革命的重要方向

实际上,为响应国家的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》以及《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,庆铃汽车2018年初就开始抢占战略制高点,全力推进氢能产业发展。2018年,庆铃汽车与博世共同决定在燃料电池领域进行合作,共同推进燃料电池技术在商用车领域的应用。

实际上,为响应国家的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》以及《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,庆铃汽车2018年初就开始抢占战略制高点,全力推进氢能产业发展。2018年,庆铃汽车与博世共同决定在燃料电池领域进行合作,共同推进燃料电池技术在商用车领域的应用。

“你们是今天来参观的第三批客人。”自从国内首个商业化运营加氢站——佛山瑞晖加氢站9月份在佛山南海丹灶镇落成,加氢站站长李参成就成了大忙人,前来参观的人络绎不绝。这个加氢站投入运营,也意味着中国氢燃料电池汽车在产业化道路上又迈出了坚实的一步。

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远看这个加氢站和常见的加油站似乎并无太大差别,记者走近观察发现,加氢站没有任何异味,且干净、整洁。整个加氢站由前向后分为加注区、储氢区、加压区3个区域,在加注区和储氢区之间由高中低3根不同压力的管道连接。氢燃料电池汽车通过加注区的加氢机加氢,视车型不同仅需3至10分钟便可加满。

目前,庆铃汽车已联合博世构建起了世界水准的新能源车所需的“整车控制平台”和“高、低压系统电子电气技术构架”并由此掌握了氢能产业的特点和构成,打通了上中下游产业各环节,为产品产业化打下了坚实基础。

目前,庆铃汽车已联合博世构建起了世界水准的新能源车所需的“整车控制平台”和“高、低压系统电子电气技术构架”并由此掌握了氢能产业的特点和构成,打通了上中下游产业各环节,为产品产业化打下了坚实基础。

相对于纯电动汽车,大众对于氢燃料电池汽车还知之甚少。国际能源署发布的《氢能与燃料电池技术路线图》显示,氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能经过电化学反应直接转换为电能的发电装置,而氢燃料电池汽车本质上仍是电动汽车,氢气储存在车上的高压罐内,通过燃料电池将氢能转化成电能给汽车提供动力。

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在佛山市,记者乘坐氢燃料电池公交车后发现,与燃油车相比,该车动力同样充足,没有明显的噪音;与纯电动汽车相比,该车多了一个和燃油车类似的排气管,但是从中喷射出来的除了零污染的热气外,只有水,这种水的水质甚至可以达到饮用标准。此外,氢气相较于电能更易储存、更易运输,且充填效率与传统汽油车相近,单次充填燃料后的续航里程也明显大于纯电动车。

围绕氢能产业,庆铃汽车提出了“三步走”发展战略。第一步:开发和试制首款氢燃料电池新能源样车,目前已经完成初步调试,后续将对系统进行调整优化、测试;第二步:进行区域示范运营和产业化建设;第三步:首款氢燃料电池新能源车量产及平台扩展。本届车展亮相的氢能源车是庆铃汽车在氢能产业布局中走出的第一步,它的出现标志着其对氢能源车的布局已正式开启,未来庆铃汽车将携手博世为中国市场打造高效、有竞争力、技术领先的轻、中型燃料电池电动车。

围绕氢能产业,庆铃汽车提出了“三步走”发展战略。第一步:开发和试制首款氢燃料电池新能源样车,目前已经完成初步调试,后续将对系统进行调整优化、测试;第二步:进行区域示范运营和产业化建设;第三步:首款氢燃料电池新能源车量产及平台扩展。本届车展亮相的氢能源车是庆铃汽车在氢能产业布局中走出的第一步,它的出现标志着其对氢能源车的布局已正式开启,未来庆铃汽车将携手博世为中国市场打造高效、有竞争力、技术领先的轻、中型燃料电池电动车。

目前,氢燃料电池技术创新正成为全球能源技术革命的重要方向,在车用能源领域,氢能燃料电池被认为是实现车辆使用阶段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技术方案,是未来汽车产业技术竞争的制高点。越来越多的车企加入到了氢燃料电池车的研发当中,包括丰田、本田、现代等,这些车企生产的氢燃料电池车已经量产,并投放到了世界多地市场。

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“燃料电池与纯电动汽车两种技术路径不存在谁好谁坏的比较,燃料电池技术与纯电动两个技术方向,会在相当长的一段时间并存,不管是用户的使用体验,还是配套基础设施方面,都会形成互补的局面。”广东泰罗斯动力汽车系统有限公司总经理张锐明认为。

优势大于纯电动车,氢燃料车型前景广阔

优势大于纯电动车,氢燃料车型前景广阔

国际氢能源委员会和麦肯锡发布的全球首份氢能源未来发展趋势调查报告显示,到2030年,全球需要提供1000万辆至1500万辆燃料电池乘用车以及50万辆燃料电池卡车行驶所使用的氢气。这无疑是个巨大的市场。

3月26日,财政部、工信部等四部委《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》出台。通知规定,地方政府过渡期(2019年3月26日-2019年6月25日)后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴,转为用于支持充电基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。这一通知被外界人士解读为开启了氢燃料电池汽车元年。

3月26日,财政部、工信部等四部委《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》出台。通知规定,地方政府过渡期(2019年3月26日-2019年6月25日)后不再对新能源汽车(新能源公交车和燃料电池汽车除外)给予购置补贴,转为用于支持充电基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。这一通知被外界人士解读为开启了氢燃料电池汽车元年。

进入产业化“试水”阶段

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技术门槛高、前期投资大、研发成本高是发展氢燃料电池汽车的难点所在。所以,在政策支持、技术攻关等方面还有很大的空间要改善

政府鼓励发展燃料电池车,是因为氢能源车与传统柴油车及同属新能源车的纯电动车相比有独特优势。其一,氢能源可循环再生,而且是真正意义上的无尾气、无污染,环保性能远高于燃油车,也好于纯电动车。其二,氢燃料能量密度较大,续航里程能够超越燃油车,氢燃料补充非常迅速,优于纯电动车,对于那些运营线路相对固定且有加氢站的用户来说是种非常好的用车选择。

政府鼓励发展燃料电池车,是因为氢能源车与传统柴油车及同属新能源车的纯电动车相比有独特优势。其一,氢能源可循环再生,而且是真正意义上的无尾气、无污染,环保性能远高于燃油车,也好于纯电动车。其二,氢燃料能量密度较大,续航里程能够超越燃油车,氢燃料补充非常迅速,优于纯电动车,对于那些运营线路相对固定且有加氢站的用户来说是种非常好的用车选择。

自从“十五”以来,我国连续4个五年计划启动新能源汽车科技研发专项,统筹部署了纯电动、混合动力、燃料电池汽车为主的动力系统和电池、电机、电控为核心技术的“三纵三横”研发布局,其中,针对氢能及燃料电池持续开展了大量技术攻关和产业化示范应用研究。

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在政策助力下,中国氢燃料电池汽车产业取得了明显进展。在第一届中国国际氢能与燃料电池技术及产品推介会上,记者看到,数款氢燃料电池交通工具参展,包括小型乘用车、公交车、中小型商用车、有轨电车等;与此同时,上游厂商也带来了不少新产品。

从燃料电池车在我国商用车领域的推广现状来看,随着加氢站等基础设施建设加速,燃料电池车推广已驶上快车道。截至2018年11月,中国共有27座建成的加氢站,另有16座在建。而中国汽车工程协会于2016年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》指出,到2030年中国加氢站数量将超过1000座。如果基础设施建设到位,氢燃料电池卡车会迅速逐步从之前的在封闭场景内使用向干线运输场景扩展,这一类型的新能源车辆在我国商用车市场的发展前景非常广阔,而这无疑更加说明庆铃汽车氢燃料车型的推出时机正佳。

从燃料电池车在我国商用车领域的推广现状来看,随着加氢站等基础设施建设加速,燃料电池车推广已驶上快车道。截至2018年11月,中国共有27座建成的加氢站,另有16座在建。而中国汽车工程协会于2016年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》指出,到2030年中国加氢站数量将超过1000座。如果基础设施建设到位,氢燃料电池卡车会迅速逐步从之前的在封闭场景内使用向干线运输场景扩展,这一类型的新能源车辆在我国商用车市场的发展前景非常广阔,而这无疑更加说明庆铃汽车氢燃料车型的推出时机正佳。

“这是国内展示车辆数量最多、车型最全的一次氢燃料电池车辆专业展览。”全国氢能标委会秘书长王赓说。

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记者统计发现,在氢动力户外展区,共展出了氢燃料电池汽车9辆、机车1辆,包括中车青岛四方的机车1辆、广东泰罗斯汽车动力系统有限公司的大巴车2辆、上汽大通的宽体轻客FCV80汽车1辆、日本丰田Mirai小轿车1辆、佛山产业基地提供的小轿车、物流车、客车等共5辆。其中,上汽大通的FCV80汽车为首款搭载了氢燃料电池的商业宽体轻客,车内设有10余个座位,其储氢罐可以装下4.4公斤的高压氢气,实现430公里的续驶里程,一次加满氢气的时间在3至5分钟。

作为全球未来能源战略的重要组成和全球能源技术革命的重要方向,发展氢燃料电池已成为全世界各国的共同战略选择。我国也不例外,在政府对环境保护越来越重视的当下,不管是车辆生产企业还是车辆运营者,都有义务为美丽祖国、碧水蓝天做出贡献。庆铃汽车推出氢能源车为有责任心的车辆运营者提供了绿色运输装备,也代表着庆铃汽车已站上新能源商用车技术最前沿。

作为全球未来能源战略的重要组成和全球能源技术革命的重要方向,发展氢燃料电池已成为全世界各国的共同战略选择。我国也不例外,在政府对环境保护越来越重视的当下,不管是车辆生产企业还是车辆运营者,都有义务为美丽祖国、碧水蓝天做出贡献。庆铃汽车推出氢能源车为有责任心的车辆运营者提供了绿色运输装备,也代表着庆铃汽车已站上新能源商用车技术最前沿。

在产业馆,记者还了解到,沈阳斯林达安科新技术有限公司的高压储氢容器制造技术已经达到了国际先进水平,填补了国内空白。东方电气已掌握包括核心发电部件膜电极、发电主体电堆、系统辅助部件及智能控制在内的燃料电池动力系统全套核心技术并拥有其独立的自主知识产权。

随着人们环保理念的快步提升,燃料电池车必会成为交通运输、工业生产绿色运输的重要载体!

随着人们环保理念的快步提升,燃料电池车必会成为交通运输、工业生产绿色运输的重要载体!

布局一定数量的加氢站是氢燃料电池汽车推广的前提条件。为加快加氢站建设,在与推介会同期举行的第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会上,中石化、中石油宣布加氢加油合建站建设正式启动。其中,在佛山市南海区的合作项目将利用现有加油站增设加氢功能,可以有效、快速解决加氢站的规划布局和建设问题。

“当前,不少国内厂商都已开始布局氢燃料电池汽车产业,但是相关产业链离成熟还有一定距离,只能说现在进入了产业化‘试水’阶段。”爱德曼氢能源装备有限公司CEO龚靖坦言。

既然氢燃料电池汽车具有诸多优点,为什么多年来发展速度远远不如纯电动汽车?“纯电动汽车和氢燃料电池汽车的门槛完全不同,多数整车企业在氢燃料电池汽车方面没有开展实质性研发和产业化准备。”在龚靖看来,技术门槛高、前期投资大、研发成本高是发展氢燃料电池汽车的难点所在。

有如动力电池是纯电动汽车的“心脏”一样,氢燃料电池是氢燃料电池汽车的核心设备,也是成本占比最高的部分。燃料电池的核心技术质子交换反应过程需要铂族元素等催化剂实现。2007年,美国通用汽车公司曾投放了100台Equinox燃料电池轿车,其中每台车的铂用量为80克左右,这使得整车价格相当昂贵。

“由于技术的限制,目前燃料电池需要使用大量的金属铂,不仅价格昂贵,而且资源稀缺,我们正在努力减少铂的使用量,所以技术方面还有很大的空间要改善。”龚靖说。

氢燃料电池汽车推广的另一大障碍就是高成本和耐久性问题。氢燃料电池汽车价格一直居高不下,燃料电池系统的高成本增加了整台汽车的成本;同时,燃料电池动力系统作为车用的可靠性、耐久性都不如传统的柴油、汽油发动机,未来的主攻方向是如何在减小成本的同时延长使用寿命。

不过,《氢能与燃料电池技术路线图》指出,通过汽车动力方案成本之间的对比可以发现,与其他几种汽车供能方式相比,燃料电池汽车的价格虽然目前很高,但未来有很大的下降空间,到2050年可以下降到现在价格的55%左右,与纯电动汽车相差无几。

广东省佛山市副市长许国认为,加氢基础设施不足是当前氢能产业发展面临的最大阻碍,理顺和明确政府行政审批是我国加氢站建设的当务之急。“具体行政操作层面,基本上是空白。加氢站的行业行政主管部门对规划、立项、发放牌照的问题都很不明确。可以说,建设加氢站困难重重,只有地方大胆地先行先试。”许国说。

加大基础设施扶持力度

推动加氢站科学合理布点和对加氢站建设运营的行业监管,在基础设施、建设模式和标准建设等方面加强政策扶持

产业发展,基础先行。要让氢燃料电池汽车顺利走向市场,首先得在加氢站等基础设施建设上做文章。许国表示,政府需要持续加大对加氢站建设的扶持和推动力度,研究制定加氢站发展的总体规划布局,推动加氢站科学合理布点和对加氢站建设运营的行业监管,鼓励国有和社会资本参与加氢站的融资业务。

值得注意的是,加氢站建设模式将直接影响到加氢站基础设施网络布局。近年来,国外因地制宜探索出多种有效建站模式,比如,北美地区有太阳能现场制氢、加氢一体化的加氢站、移动式加氢站等。“加氢加油合建站可以解决土地、审核等问题,可以实现全国快速布局。”在上海氢枫能源技术有限公司总经理方沛军看来,未来,合建站也是一个较好的发展思路。

事实上,加油、加氢、充电的合建模式非常适合在中国推广。“现有加油站大多可增设加氢站,可在现有加油站基础上直接增建加氢设备,把数量庞大完善的加油网络快速升级为加氢网络,混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车的需求都能得到满足。”许国说。

加氢价格也将会是影响消费者选择的主要因素。目前,我国氢气的制备主要依靠化工厂的副产氢,但是存在提纯和资源分布不均衡的问题。电解水制氢可以获得高纯度的氢气,但是成本高、能耗大。对此,北京中电丰业技术开发有限公司董事长王德军表示,现在我国弃水、弃风、弃光情况严重,如果政府加大政策支持力度,鼓励企业使用可再生能源过剩电力制氢储能,不仅可以大幅降低制氢成本,还有利于清洁能源消纳。

在标准建设方面,国家标准化管理委员会副主任陈洪俊透露,将创建绿色发展研究中心,推动氢能国家示范基地建设,推广可复制的标准、经验和模式,创新标准实施模式,推行标准研制与研发同步。

对于氢燃料电池汽车的未来,科技部负责人表示,要深入开展基础研究,攻克关键技术,完善系统功能;提高产品质量,推动氢燃料电池全产业链体系的市场协同;强化跨产业、跨领域的产业协同应用,实现燃料电池汽车重大共性技术突破和工程化落地。

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编辑:汽车配件 本文来源:氢燃料电池汽车驶向何方,未来我国氢燃料电池

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