氫燃料電池:新能源汽車的下一站里伯?
隨著李克強總理5月份參觀豐田的氫燃料電池汽車“Mirai”研脸,氫燃料電池汽車迅速走進公眾視野接骄。
加氫3分鐘贼么,續(xù)航600公里穗掘。豐田“Mirai”直擊純電動汽車“充電時間”和“續(xù)航里程”兩個最大“痛點”。加之新能源汽車612補貼新政介她,對低續(xù)航里程純電動汽車補貼大幅退坡称啸,讓這份關(guān)注有了更多現(xiàn)實的考量。
氫燃料電池技術(shù)在業(yè)內(nèi)變得炙手可熱疾就。不久前澜术,青島漢河集團股份有限公司旗下的青島漢河新能源科技裝備有限公司與中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所達成合作,將致力于氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)猬腰,計劃在2-3年內(nèi)實現(xiàn)量產(chǎn)鸟废,推動氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化。
其實姑荷,作為新能源汽車技術(shù)路線之一盒延,氫燃料電池汽車與純電動汽車幾乎同時起步。早在1999年鼠冕,清華大學(xué)汽車系就開發(fā)出了我國第一輛氫燃料電池觀光車添寺。但是受制于燃料電池的技術(shù)和成本胯盯,產(chǎn)業(yè)化的進程始終遲滯不前。在全球汽車產(chǎn)業(yè)中计露,也只有豐田等少數(shù)企業(yè)堅定地 “選邊”氫燃料電池汽車博脑。
“目前我國氫燃料電池汽車仍處于示范階段∑惫蓿”中科院青島能源所研究員叉趣、儲能系統(tǒng)控制與裝備團隊負責人李曉錦說。業(yè)內(nèi)還在探索能支撐產(chǎn)業(yè)化的最佳燃料電池技術(shù)燕瞭。
氫燃料電池汽車的發(fā)展水平就像10年前的純電動汽車一樣陶簿。有很大的想象空間欣骏,但現(xiàn)實的制約因素也不容忽視黎困,一位業(yè)內(nèi)人士分析。
高企的電池成本
目前耽晦,純電動汽車的領(lǐng)軍者特斯拉在“充電時間”和“續(xù)航里程”方面達到的最高水平是30多分鐘充滿80%以上電量斧呆,續(xù)航約500公里。這已是純電動汽車產(chǎn)業(yè)化的極限洲棍,但顯然無法與氫燃料電池汽車加氫3分鐘质圾,續(xù)航600公里的參數(shù)相比。能量轉(zhuǎn)化效率更高助碰,且生成物為純水棋蒂,能真正做到零排放、零污染婚乌,是氫燃料電池與生俱來的優(yōu)勢拗疯。有專家就此認為它是新能源汽車的終極形態(tài)。
今年初中姜,國外市場研究機構(gòu)Infor-mation Trends公布報告稱消玄,2013-2017年全球氫燃料電池汽車累計銷量為6475輛。即便豐田“Mirai”丢胚,也是在2014年底才實現(xiàn)量產(chǎn)翩瓜,其2017年的產(chǎn)量也只有約3000輛。而2017年我國僅純電動乘用車的銷量就已達到46.8萬輛携龟。
“產(chǎn)業(yè)步伐慢兔跌,最主要還是氫燃料電池成本太高∠矿”李曉錦說浮定。
氫燃料電池汽車的電能來自氫燃料電池所產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng),其原理是层亿,利用氫氣與氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)桦卒,生成電能立美。作為氫燃料電池汽車的核心,氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)化水平直接決定氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化水平方灾。
據(jù)了解建蹄,氫燃料電池成本占整車成本的一半以上。多年來播托,豐田饿严、本田等車企也都耗費了大量的時間和金錢來解決燃料電池的成本問題。豐田也曾表示丙藤,計劃到2020年將電池的成本再砍半缓墅,到2025年降為目前的1/4。
而在我國窘螃,氫燃料電池的核心技術(shù)和關(guān)鍵部件仍然受制于人挑单。清華大學(xué)氫燃料電池實驗室主任王誠曾在接受媒體采訪時表示,在去年我國生產(chǎn)的一千余輛氫燃料電池汽車中册向,催化劑大部分為進口唾莲,膜電極幾乎全部進口。這兩項均為氫燃料電池的關(guān)鍵部件瘸卦。
當然瘩此,國內(nèi)企業(yè)也在努力改變這一狀況。濰柴動力就與德國博世合作柳锣,共同開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件愧理,大連新源動力則堅持自主研發(fā),致力于氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化折柠。依托中科院青島能源所宾娜,青島漢河新能源科技裝備有限公司也成為自主開發(fā)中的一員。青島漢和集團董事長張大偉介紹液走,公司要在雙極板碳默、催化劑、膜電極等關(guān)鍵零部件方面進行研發(fā)缘眶,降低氫燃料電池的成本嘱根、提高電池的性能。
政策攪動下的爆發(fā)
技術(shù)的突破往往在某一時點突然爆發(fā)巷懈「檬悖“一手純電動,一手氫燃料”是很多車企的技術(shù)策略顶燕。通用凑保、大眾、寶馬涌攻、戴姆勒等國外車企都在做兩手準備欧引。在國內(nèi)枪蜕,更多的企業(yè)把“氫燃料電池”作為后備技術(shù),先“電”后“氫”迈招,在不斷提升純電動汽車性能的同時农泊,涉足氫燃料電池汽車的研發(fā)。從產(chǎn)品來看缘赋,上汽集團在乘用車和商用車領(lǐng)域均有氫燃料電池車碰蚂,而宇通客車、中通客車誓胆、福田汽車等則首先推出了氫燃料電池商用車竣楼。
業(yè)內(nèi)不少人認為,兩種技術(shù)路線將長期互補存在庸飘。中國汽車工業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長董揚在接受媒體采訪時表示亲堂,就當前技術(shù)狀況,純電動汽車更適用于城市觉浦、短途题束、乘用車跋岳,而氫燃料電池汽車更適用于長途院仿、重載、商用車速和。而未來歹垫,誰將成為主流,唯有交給市場來回答颠放。
這種按部就班排惨、不溫不火的狀態(tài),在2017年發(fā)生了改變碰凶。當年暮芭,我國氫燃料電池汽車的產(chǎn)量達到千余輛。企業(yè)布局產(chǎn)業(yè)上下游動作頻頻欲低,投資密集辕宏。國際氫能協(xié)會副主席、清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授砾莱、國家973氫能項目首席科學(xué)家毛宗強統(tǒng)計瑞筐,僅2017年氫燃料電池投資項目就達1000多億元。因此腊瑟,有人將2017年稱為中國氫燃料電池汽車元年聚假。
這種變化在很大程度上源于政策刺激。
在國家層面僚尚,氫能被明確規(guī)劃為我國未來能源架構(gòu)中的一個重要組成部分骂妻。相關(guān)部委陸續(xù)出臺政策锭泼,如《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項規(guī)劃》等都將以氫燃料電池汽車為代表的燃料電池汽車作為未來的重點發(fā)展領(lǐng)域。根據(jù)目前的新能源汽車補貼政策篡氯,直到2020年赠槽,燃料電池的補貼都將不退坡。國家對氫燃料電池汽車的推動態(tài)度可見一斑攒坊。
今年初幢戳,山東省發(fā)布的新舊動能轉(zhuǎn)換重大工程實施規(guī)劃中也明確提出,要加快推動氫燃料電池汽車發(fā)展泰涡。不久前外抓,青島出臺的《關(guān)于推進新舊動能轉(zhuǎn)換重大工程的實施意見》提出,青島要著力突破氫能及燃料電池重大關(guān)鍵技術(shù)像兆,推進氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化示范應(yīng)用蜓呀。
像曾經(jīng)的純電動汽車一樣,政策紅利將首先帶來氫燃料電池汽車在商用車領(lǐng)域的爆發(fā)河哑。毛宗強曾表示避诽,在氫燃料電池小轎車方面,目前日本水平仍然領(lǐng)先璃谨,預(yù)計中國會在5-10年間追上日本水平沙庐。但是,商用車的門檻則相對要低得多佳吞。
有統(tǒng)計顯示拱雏,去年我國生產(chǎn)的一千余輛氫燃料電池汽車均為商用車。在國家新能源汽車推廣目錄上底扳,2017年進入當年新發(fā)布目錄的燃料電池汽車共有10家車企的22個車型铸抑,全部為商用車,其中絕大部分為城市客車衷模。
根據(jù)2016年工信部組織制定的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》鹊汛,我國到2020年要首先實現(xiàn)在特定地區(qū)公共服務(wù)用車領(lǐng)域5000輛規(guī)模的示范應(yīng)用,而到2030年方實現(xiàn)在私人乘用車阱冶、大型商用車領(lǐng)域百萬輛規(guī)模的商業(yè)推廣刁憋。
青島漢河新能源科技裝備有限公司也計劃涉足商用車領(lǐng)域。張大偉介紹属圃,公司將開發(fā)燃料電池城市客車轻调,實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)并進行示范運行,目前正與青島本地公交運營企業(yè)商討合作事宜叉砰,計劃在青島的公共交通領(lǐng)域推廣皮匪。
“加氫焦慮”是另一道坎
除了高企的電池成本,“加氫焦慮”是氫燃料電池汽車在推廣中必須面對的一道難題众抽。純電動汽車需要有足夠的充電樁配套涮观,氫燃料電池汽車則需要有加氫站的配套坑状。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前我國已經(jīng)建成并運營的加氫站數(shù)量僅為10余座梳让,主要分布在北京却坦、上海、廣東等地喻名。顯然殃练,這還不足以給市場帶來信心。
“與氫燃料電池汽車本身的技術(shù)發(fā)展相比疚筋,加氫站的建設(shè)數(shù)量仍稍顯遜色扫皱。”張大偉說捷绑。在他看來韩脑,加氫站的普及程度在很大程度上決定了氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化進程。
事實上粹污,自新能源汽車發(fā)展以來段多,人們就在探討應(yīng)該是“先有雞,還是先有蛋”的問題壮吩。在純電動汽車的發(fā)展中进苍,很多充電樁運營企業(yè)一方面為了搶占市場,一方面依托國家補貼粥航,先行建起了一批充電設(shè)施琅捏。但是生百,對氫燃料電池汽車的發(fā)展來說递雀,問題或許沒有這么簡單。
單從成本來看蚀浆,加氫站的建設(shè)難度就要遠高于充電設(shè)施缀程。據(jù)媒體報道,位于廣東佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)的全國首個市場化建設(shè)運營的加氫站箍伏,耗資1550萬元建成裤狱。該加氫站配置有儲存區(qū)、加注區(qū)揪馅、加氫機等殃秽。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、全國燃料電池與液流電池標準委員會主任委員衣寶廉曾表示瞳州,不算土地瞬拆,一座日加氫能力在200公斤的加氫站的建設(shè)成本至少在1500萬元以上。而目前寒护,建設(shè)一個快充樁的費用為萬元左右削父,慢充樁的成本則要更低纸谤,且充電設(shè)施的建設(shè)更加靈活,既可以在停車場內(nèi)加裝若干個充電樁朗夺,也可以建設(shè)單獨的充電站讲稀。
雖然,部分地區(qū)已經(jīng)出臺了加氫站建設(shè)的獎補政策背哎,如廣東的佛山市南海區(qū)出臺的扶持辦法提出葱峡,新建固定式加氫站最高補貼800萬元,但其余的成本仍不是一筆小數(shù)目龙助。而且族沃,加氫站還涉及氫氣來源、存儲泌参、運輸?shù)葐栴}脆淹,這比電能的來源要復(fù)雜得多。
據(jù)李曉錦介紹沽一,目前盖溺,國內(nèi)在氫氣長距離存儲、運輸方面的技術(shù)成本還亟待降低铣缠。在佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)的加氫站烘嘱,由于考慮到運輸成本,氫氣主要來自半徑200公里范圍內(nèi)的氫氣生產(chǎn)企業(yè)蝗蛙∮ィ“從這一點上說,青島有發(fā)展氫燃料電池汽車的天然優(yōu)勢捡硅∠冢”他說。目前讶瘩,我國氫氣的來源主要有化石燃料轉(zhuǎn)化制氫达植、氯堿廠副產(chǎn)氫以及水電解制氫等,而青島在副產(chǎn)氫方面資源豐富欺划。青島海晶化工的副產(chǎn)氫可以直接作為氫氣的來源轿侍,經(jīng)過一些裝置的加工后,即可使用邦碾。
不過皿腾,隨著越來越多產(chǎn)業(yè)“大佬”的入局,國家提出的加氫站配套目標或許能提前完成坠袄。比如索廊,在廣東,中石化和中石油已與部分城市達成合作,建設(shè)加氫加油合建站項目痛贬。豐田也在中國建設(shè)了首座加氫站挺久。按照國家《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提出的目標,到2020年驻债,我國加氫站的數(shù)量要超過100座乳规。而有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計,今年我國加氫站的數(shù)量就或?qū)⑼黄瓢僮?/p>
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