“氢”装上路,燃料电池车还得“爬坡”

 

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“政府补贴”是燃料电池汽车迅速火热的重要原因。 图片来源:动力电池网

国内燃料电池汽车有多“火热”,从全球知名涡轮增压器和电动增压器制造商盖瑞特公司高级创新技术总监Robert Cadle的话中可见一斑。他在接受媒体采访时直言,“过去几年,特别是去年和今年,我们明显感觉到,来和我们谈燃料电池项目的客户多了起来。除了传统造车和造发动机的客户之外,还有一些专门做燃料电池系统的新企业客户也在跟我们接触。”

燃料电池汽车为何如此火热?技术真的已经发展到了大规模商业化的阶段?在中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙看来,事情并非如此。


还处于技术示范阶段

“还是因为国家和地方政府的支持力度大。”近日在北京召开的2018第三届动力电池应用国际峰会(CBIS2018)上,刘彦龙就此接受了《中国科学报》记者的采访,他认为“政府补贴”是燃料电池迅速火热的重要原因。他告诉记者,当前,一辆燃料电池大巴车可获得的补贴在100万元左右,这让一些企业觉得生产燃料电池车比生产纯电动车获利更高。

无利不起早。随着纯电动车“补贴退坡”的持续推进,燃料电池汽车成为部分车企“赚取”国家补助的新目标,燃料电池汽车的虚热局面与之有着莫大的关系。

不像锂离子电池在国内已经形成相对成熟的技术和产业链,燃料电池的一些核心材料、关键配件等还严重依赖进口,这导致燃料电池汽车成本高昂,而其相应的配套基础设施也几乎处于空白状态。刘彦龙对现阶段大规模推广燃料电池持谨慎态度。

作为新能源汽车的一种,燃料电池汽车的价值确实得到了科学研究的“盖章认证”。在能源领域,燃料电池因其零排放、长续航、高电力的特点被称为“新能源汽车的终级解决方案”。

“跟燃油发动机不同,燃料电池的电堆系统或燃料电池发动机是发电之后驱动车辆行驶。”中国汽车技术研究中心有限公司北京工作部新能源汽车技术服务中心主任朱成介绍道,燃料电池汽车实际上也是电动的,只是与通常意义上的纯电动汽车所用电池不同,它的电是通过氢燃料电池电堆系统产生的,而不是储存在电池里的,“从这个意义来讲,实际上它也属于纯电驱动的汽车”。

顺应能源总体上“脱碳加氢”的发展趋势,燃料电池汽车深受各国青睐。近两年来,全球燃料电池汽车技术取得突破性进展。丰田、本田、现代等车企都推出了燃料电池乘用车,正式在国际市场上进行销售。在朱成看来,这意味着这些企业认为技术成熟了,可以上市销售了。

2003年启动的中国燃料电池公共汽车商用化示范项目,标志着这一由中国政府、全球环境基金、联合国开发计划署(UNDP)共同支持,科技部和北京市、上海市共同组织实施的项目进入实施阶段。

尽管如此,我国燃料电池还处于示范应用阶段。即使是已经投入运行的示范车辆,到目前为止,其运行时间还没满一个完整年度。朱成直言,“最起码要等这个冬天过后,看看燃料电池性能在低温、高温环境下的变化,才能更有意义。”

“就燃料电池目前的发展情况而言,现阶段的示范还是研发当中的技术示范,不是产业化示范,各个地方应该根据自身产业,尤其是氢能产业基础来布局燃料电池产业,没有必要、也不能一哄而上造成低水平重复建设,因为我们国家燃料电池技术水平本身就比较落后,不会一下子出现很大的突破。”朱成说,“在2020年之前,不宜启动大规模的产业示范。”


需因地制宜

根据《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,我国要系统推进燃料电池汽车研发与产业化,到2020年,实现燃料电池汽车批量生产和规模化示范应用。

朱成认为UNDP项目在很大程度上带动了我国燃料电池的发展。

郑州是UNDP项目的示范城市之一。宇通客车是郑州燃料电池客车的示范运行主体。郑州宇通客车股份有限公司燃料电池开发高级经理李飞强介绍,目前郑州有3辆车在运行, 采用60千瓦的燃料电池系统、8×140升的氢瓶。今年8月16日开始运行以来,郑州的燃料动力汽车运行里程已超过2万公里,1~2天加一次氢气,每次加氢8~10分钟即可满足整车使用的需求。

“郑州目标客户的总体评价是好的,司机、市民都反映这个车的运行(状况)非常好。”李飞强说。

但仅以此为依据就对“郑州模式”进行“复制粘贴”显然还为时过早。李飞强坦言,这得益于郑州附近的氢气资源比较丰富。

“近250千米范围内年产氢气量达到近13亿吨,所用副产氢主要来源于氯碱、焦炭、石化等工业产品制取过程。所以,在郑州推广燃料电池客车,氢气资源不是问题。”李飞强说。

朱成表示,发展燃料电池汽车,其实最应该关注的是氢能经济,关注氢能在国家和地区能源战略中的地位。只有以氢能为重点能源的地区,才适合发展燃料电池汽车。

 

仍存在诸多短板问题

事实上,通过多年的攻关, 我国燃料电池汽车技术研发确实取得了一定进展,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车和燃料电池城市客车动力系统的技术平台。但朱成表示,与国外的技术相比,我国在包括零部件、高端集成、电池寿命和成本、批量制备能力等的燃料电池的基础关键技术上还存在着比较大的差距。

“要正视这个差距。”朱成认为,燃料电池汽车要真正走出实验室“氢”装上路,还面临若干需要解决的难题。

“目前我国氢气的大规模储运技术还有待突破,现阶段只适合于少量的短途用氢。”朱成表示,我国燃料电池目前的车用氢瓶的储存压力为35兆帕,而国外都是70兆帕,在加氢技术和氢能技术方面与整体要求还存在较大差跑。

朱成认为,发展燃料电池汽车应该重点支持关键部件、材料部件和发展高端集成。他表示,燃料电池汽车的核心是燃料电池的发动机,我国的电动系统在可靠性、耐久性、运行效率方面与国外相比也有较大差距,与实车应用的要求相差甚远。

“发展燃料电池汽车的核心不在于做车,而在于突破燃料电池发动机技术以及保障氢气的低成本安全可靠供应。需要警惕的是,整车企业一哄而上再掀起一波造车浪潮,那实际上是本末倒置。”朱成说。

朱成表示,“很多车的整车匹配集成很不合理,导致车辆运营的效率比较低下。”

另外,像催化剂、碳纸、交质子交换膜、膜电极、氢气泵循环等关键材料,我国几乎都依赖进口。

“目前供氢系统的氢瓶也依赖进口,这些产业都存在短板。”朱成补充道。

“一些关键部件目前在国内存在空白,实际上也是很大的商业机会,国产替代是很重要的,而不是非要去搞已经产能过剩的汽车,包括中低端集成,这些实际上意义不大。”朱成说。

朱成表示,科技部、发改委、工信部都已经启动或者正在研究对燃料汽车关键部件和产业化进行支持,就是为防止出现产业短板问题。此外,朱成认为发展燃料电池汽车除了技术突破之外,还需要突破与氢气相关的政策法规方面的限制。(来源:中国科学报)

2018年11月15日 09:57