鉅大LARGE | 點擊量：400次 | 2022年11月25日
燃料動力電池汽車邁向產(chǎn)業(yè)化、實用化
從相關(guān)政策與規(guī)劃的陸續(xù)出臺，到行業(yè)企業(yè)的積極參與和行動，再到市場層面的變化，無不預(yù)示著，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)多條技術(shù)路線并行的跡象日漸清晰和明朗。
其中，氫能與燃料電池汽車有望成為新能源汽車技術(shù)在進入“百花齊放”競爭發(fā)展階段后，盛開得最耀眼的那一朵。這一判斷正成為越來越多業(yè)內(nèi)人士的普遍共識。2019年全國兩會上，氫能被首次寫入政府工作報告。盡管筆墨不多卻為氫能及燃料電池技術(shù)的提升、普及以及產(chǎn)業(yè)化注入了新動力。
在多條技術(shù)路線并行的格局下，氫能與燃料電池汽車有哪些優(yōu)勢和機遇，又面臨哪些瓶頸和挑戰(zhàn)？如何在全產(chǎn)業(yè)鏈層面科學(xué)推進氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的有序、健康、穩(wěn)步、快速發(fā)展？
5月6日～7日，在由中國機械工業(yè)聯(lián)合會、中國電器工業(yè)協(xié)會燃料電池分會及中國氫能技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用聯(lián)盟、中國汽車報社共同主辦，國際氫能協(xié)會、加拿大氫能燃料電池協(xié)會、中國可再生能源學(xué)會氫能專業(yè)委員會支持，中機聯(lián)華（北京）會展有限公司承辦的CHFCE2019（第四屆）中國國際氫能與燃料電池技術(shù)應(yīng)用展覽暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會（以下簡稱“CHFCE2019”）現(xiàn)場，與會專家及業(yè)內(nèi)人士展開深入探討。
氫電并重
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
多元化技術(shù)之路越走越寬
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，今年3月，我國燃料電池汽車產(chǎn)銷均完成86輛，其中銷量同比增長42倍。2019年一季度，燃料電池汽車累計銷量比上年同期增長135.5倍。數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國氫燃料電池商用車累計銷量已超過2000輛，位居世界前列。盡管氫燃料電池汽車的規(guī)模和絕對量與純電動汽車仍然存在不小的差距，但氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量的增速之快的確頗具潛力。
在CHFCE2019論壇現(xiàn)場，世界汽車組織第一副主席、中國汽車工業(yè)協(xié)會原常務(wù)副會長董揚感慨道：“如今，燃料電池汽車終于進入到產(chǎn)業(yè)化、實用化發(fā)展階段?！?/p>
“在技術(shù)層面，我國氫燃料電池技術(shù)取得了重大進展，燃料電池電堆或是系統(tǒng)的能量密度達到了3000W/L以上；耐高低溫和耐腐蝕的問題已經(jīng)有解決方案；并可以實現(xiàn)70MPa可自主控溫的高壓儲氫。同時，氫燃料電池車的成本明顯下降，技術(shù)路線基本確定，這些都為氫燃料電池汽車進入產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)?！倍瓝P說，“中國有發(fā)展氫燃料電池汽車的優(yōu)勢，在新能源汽車領(lǐng)域，氫燃料電池汽車與純電動汽車各自適用于不同的應(yīng)用場景，現(xiàn)階段，氫燃料電池汽車更多地適用于商用車，在城市間長途行駛，純電動汽車更適用于乘用車，實現(xiàn)城市內(nèi)短途代步。氫燃料電池汽車與純電動汽車并行發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)階段國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。”
“從技術(shù)角度而言，燃料電池目前還是需要鋰離子電池的，這個觀點是正確的，我們現(xiàn)在推動的燃料電池都是氫電混合，燃料電池和鋰離子電池的關(guān)系更像是兄弟?！眹H氫能協(xié)會副主席、清華大學(xué)教授毛宗強說。
“氫”裝上陣
打破全產(chǎn)業(yè)鏈禁錮
如今，在全球范圍內(nèi)越來越多的國家將氫能源戰(zhàn)略提到重要位置。根據(jù)世界能源委員會的預(yù)測，到2050年，全球18％的能源將由氫提供。
荷蘭政府經(jīng)濟事務(wù)與汽車政策部工業(yè)與創(chuàng)新司司長米歇爾·斯威爾斯（MichielSweers）在CHFCE2019現(xiàn)場表示，荷蘭是歐洲第二大氫能生產(chǎn)國，氫能也是荷蘭能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略中的重要載體。目前，在荷蘭天然氣消費占能源消費總量的40％，按照荷蘭政府設(shè)定的到2030年二氧化碳排放減少95％的目標(biāo)，到2030年荷蘭將徹底淘汰天然氣?！澳壳?，荷蘭有6個加氫站已經(jīng)投入使用，未來更多的加氫站正在規(guī)劃和建設(shè)中，預(yù)計到2020年會陸續(xù)投入使用?！彼f。
就中國而言，目前氫能與燃料電池汽車已經(jīng)步入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的機遇期，如何搭上這班“加速列車”，實現(xiàn)氫能與燃料電池汽車科學(xué)、理性、快速發(fā)展，需要目前產(chǎn)業(yè)鏈上的束縛和禁錮。
對此，中國機械工業(yè)聯(lián)合會執(zhí)行副會長張克林表示，氫能燃料電池作為一個新興的技術(shù)方向，一方面我們看到未來的前景十分廣闊，另一方面，我們也要正視在技術(shù)和經(jīng)濟性領(lǐng)域面臨的嚴峻挑戰(zhàn)?！皯?yīng)對這些挑戰(zhàn)，需要充分重視氫能與燃料電池技術(shù)和裝備的發(fā)展，同時要研究有效的氫能發(fā)展政策和措施。氫能與燃料電池是全新的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，它的發(fā)展和成熟對未來的能源和動力體系產(chǎn)生顛覆性影響，因此要充分調(diào)研、謹慎決策，選擇有效的路徑和發(fā)展措施。此外，要加強產(chǎn)業(yè)上下游的協(xié)同協(xié)作，實現(xiàn)跨行業(yè)以及行業(yè)內(nèi)的有效聯(lián)動，合力理順氫能與燃料電池技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化進程中需要破解的難題?！彼f。
“在看到優(yōu)勢的同時，我們更要重視中國在發(fā)展氫能與燃料電池方面存在的差距。比如在政府層面對氫能管理方式和思路的差距，比如企業(yè)層面在技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新領(lǐng)域的差距等。”董揚直言，“目前氫能在我國尚未作為能源來進行管理，而是作為危險化學(xué)品管理，這樣的管理思路需要轉(zhuǎn)變?！?/p>
“目前，在氫能管理的政策法規(guī)層面存在一些并不利于氫能與燃料電池發(fā)展的瓶頸?！北本┲锌聘缓５蜏乜萍加邢薰究偨?jīng)理高金林說，“比如對氫能相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、法律、法規(guī)以及管理辦法還幾乎處于空白狀態(tài)，所以現(xiàn)在制氫、運氫以及加氫站的審批相當(dāng)困難，手續(xù)相當(dāng)復(fù)雜，幾乎沒有相應(yīng)政府部門負責(zé)審批工作。另外，目前我國現(xiàn)行的能源法并未把氫能列為一個能源體系來管理，所以沒有氫能相關(guān)的管理辦法，導(dǎo)致氫的建設(shè)運輸，特別是液氫的運輸無法進行審批。但客觀而言，液氫并不比天然氣危險。目前，一些發(fā)達國家已經(jīng)對液態(tài)氫和汽油一視同仁，都可作為燃料通過公路運輸。”
氫能來源要綠色
加氫站建設(shè)立足長遠
從制氫、儲氫到加氫、運氫，整個環(huán)節(jié)需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)聯(lián)動。
其中，在加氫站建設(shè)環(huán)節(jié)，業(yè)內(nèi)人士呼吁要立足長遠，重視高儲量加氫站建設(shè)。據(jù)了解，目前國內(nèi)大部分加氫站儲氫量普遍小于1000公斤，事實上隨著氫燃料電池汽車進入到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段，對高儲量加氫站的需求越來越高。
“投資者應(yīng)重視建設(shè)儲氫量在1000～4000公斤的二級加氫站。在合理使用土地資源的前提下，盡最大可能采用和預(yù)留高儲量的設(shè)計，這樣隨著氫燃料電池汽車規(guī)模的擴大，儲能量越大的加氫站，未來在運營中的盈利能力才更強?！北本┖５吕萍加邢薰靖笨偨?jīng)理韓武林說，“切忌只顧眼前利益，為了拿補貼，建小型加氫站。畢竟加氫站的儲罐和周圍安全距離都需要提前設(shè)計，一旦以后加氫站需要擴容，技術(shù)難度相當(dāng)大、成本也更高?！?/p>
此外，使用低成本、綠色氫能同樣是燃料電池汽車經(jīng)濟環(huán)保的先決條件?！跋啾燃淄楹吞烊粴猓状贾茪涞膬?yōu)勢更明顯，能滿足小規(guī)模、分布式現(xiàn)場制氫的需求。”浙江本德新能源有限公司總經(jīng)理高建林解釋，高密度氫運輸成本較高，而甲醇的含氫量比液態(tài)氫多43％；從運輸量方面來說，用甲醇制氫是運輸氣態(tài)氫的7倍。如果用生物質(zhì)獲取甲醇，則可實現(xiàn)能源百分百再生，有利于節(jié)能減排。
杜絕“氫”描淡寫
全面提升氫能安全性
對于氫能的安全性，盡管已經(jīng)過了“談氫色變”的年代，但由于氫能存在泄漏、燃燒、爆炸等可能性，在發(fā)展氫能與燃料電池技術(shù)的過程中，安全依舊是必須守住的底線。
據(jù)了解，在安全性方面，目前，全國氫能標(biāo)委會已經(jīng)發(fā)布了相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)從氫安全、氫檢測、氫儲運、氫質(zhì)量和基礎(chǔ)設(shè)施等層面做了分類。國家制定安全標(biāo)準(zhǔn)的初衷，就是希望能從全產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)對氫能安全性實現(xiàn)可控。
對于氫能及燃料電池汽車的安全性，中國汽車技術(shù)研究中心有限公司（以下簡稱“中汽中心”）新能源試驗研究部燃料電池室工程師郝冬表示，需要從氫泄漏、氫排放、加氫安全、碰撞安全四個維度來考量。
“可以說，燃料電池汽車無時無刻都有氫氣從它的氣瓶管路里泄漏，只是量多少的問題，根據(jù)我們的測試，大概處于8小時泄露30到200ppm之間。另外，氫燃料電池汽車在排出水的同時，也排出一部分沒有反應(yīng)完成的氫氣，其中，氫氣排出量如果過多就會引起安全風(fēng)險，氫氣的可燃點下限是4％，有些車輛排放是高于這個值，所以也要重點關(guān)注整車的氫排放安全問題?！昂露f。
談到加氫環(huán)節(jié)的安全性時，郝冬表示，目前國內(nèi)的商用車大部分都是35兆帕的車載氫系統(tǒng)，還沒有通訊協(xié)議的要求，未來若使用70MPa的壓力，則要引入加注系統(tǒng)和車輛之間的通信協(xié)議確保安全性。
關(guān)于確保氫燃料電池汽車的碰撞安全，郝冬透露，早在2008年，中汽中心完成了中國首次燃料電池汽車碰撞試驗，燃料電池汽車碰撞安全的相關(guān)工作在持續(xù)推進，但相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)目前尚未出臺，在燃料電池汽車進入大規(guī)模商業(yè)化之前，要盡快制定相對完善的碰撞安全測試標(biāo)準(zhǔn)和方法。
