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我国氢燃料电池技术走向成熟还需3~5年

发布时间:2019-4-12 14:57:40


  氢燃料电池汽车,是我国新能源汽车产业一条重要的技术路线,是新能源汽车“三驾马车”之一。但是由于过去一段时间产业发展的重点主要集中于纯电动和插电式混合动力汽车上,导致氢燃电池汽车产业化进程比纯电动汽车慢了10年。

  在商用车场景优势明显

  在“蛰伏”了将近10年后,氢燃料电池汽车终于走到了台前。近两年,国内对氢能和燃料电池汽车的关注度得到前所未有的提高,从2018年初国家能源投资集团牵头,国家电网公司等多家央企参与的中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟成立,到今年氢能首度被写入政府工作报告中。从地方政府到中央政府,对氢能和燃料电池汽车发展的重视程度已经被提到重要位置。

  “为什么近两年氢能这么热?因为石油、化工、钢铁、能源行业都与氢能密切相关。钢铁炼焦有氢气,化工氯碱生产副产氢气,煤气化产氢气,石油炼油用氢气等等。而这些行业目前是国家供给侧结构性改革要去产能的一些行业,这些行业大概比汽车行业要大3倍以上,也就是大概30万亿的产值以上,仅石油和化工行业就约有15万亿的产值。这么大的产业,要寻求绿色发展、转型升级的出路,氢能是一个很不错的选择。总之,氢能产业链非常长,利益相关者非常多,就业的人数众多,这对产业的推动作用是十分明显的。”中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高对氢能和燃料电池汽车市场的火热现象给出了自己的认识。

  此外,由于纯电动汽车在续驶里程、充电时长、重载运输等方面存在先天缺陷,氢燃料电池汽车也被认为是解决新能源汽车在商用领域用户痛点的重要解决方案。

  张家港氢云新能源研究院院长魏蔚表示,氢燃料电池汽车的发展特点将以商用车为主,它与纯电动汽车有着不同的应用领域。很多人可能会认为,氢燃料电池汽车是来颠覆纯电动的,其实并非如此,这两种技术路线是优势互补、相互支持、共同发展、长期共存的关系。

  欧阳明高对此持相同看法,由于氢燃料电池动力系统不光有储氢瓶,还有氢燃料电池发动机和辅助电池,所以氢燃料电池轿车的体积尤其对紧凑型轿车,存在挑战。此外,使用液化氢是未来氢燃料电池汽车的发展方向,这在卡车和大巴车上易于实现,但要应用到乘用车上存在一定困难,因为乘用车经常要放到地下车库,而液氢有蒸发特性。

  欧阳明高介绍了我国燃料电池汽车发展现状,一是以燃料电池与动力电池的深度混合动力为技术特色;二是以燃料电池商用车为主体;三是以Ⅲ型压缩氢瓶为车载储氢主流方式。

  当前,我国氢燃料电池汽车推广的重点领域就是商用车领域,我国氢燃料商用车的保有量已达3500辆,居全球首位。

  氢燃料电池技术发展迅速

  近年来,我国氢燃料电池发动机技术取得了重大进步。已经从第一代燃料电池发动机迭代到第三代燃料电池发动机,电堆功率密度已经达到3千瓦/升,体积已经能够实现与传统四缸内燃机相当。但是在电堆循环寿命等方面还与国际先进水平存在一定差距。

  欧阳明高指出,虽然当前我国氢燃料电池技术与世界先进水平还有一定差距,但得益于我国氢燃料电池汽车市场十分广阔,参与者众多,各方资本投入的资源也很丰富,因此技术进步很快,3~5年我国氢燃料电池技术将实现与国际先进水平同步,达到技术成熟水平阶段。

  “巨大的国内市场是我国氢燃料电池汽车发展最有力的推动因素。”魏蔚表示,中国市场规模之大,一旦市场起来会吸引很多企业进入,通过国产化率的提高,加之规模效应将大幅促进成本的降低。当前氢燃料电池汽车有很多先进技术还没有产业化,这些技术在我国的产业化进程可能会比国外更快,因为我国拥有全球最大的市场。

  魏蔚介绍,我国对氢燃料电池汽车的发展规划是,到2020年保有量突破1万辆,到2025年达到5万辆,2030年突破百万辆。当前正处于“十城千辆”的发展阶段。

  在氢燃料电池汽车发展步伐稳健之际,同样也该重视发展过程中的现实问题。

  欧阳明高指出,目前我国氢燃电池汽车发展面临的主要挑战是氢能技术与成本问题。我国氢能技术落后于燃料电池技术,传统氢能技术如碱性电解槽、压缩机制冷氢液化等存在效率偏低、成本偏高的问题,需要全产业链共同推动技术突破。

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