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舉足“氫”重,燃料電池汽車邁向產業化、實用化

作者:華一汽車科技 ?? 來源:任选9场彩票中奖查询 www.zvysqs.com.cn ?? 發布時間:2019-05-16 16:13 ?? 閱讀:次

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從相關政策與規劃的陸續出臺,到行業企業的積極參與和行動,再到市場層面的變化,無不預示著,中國新能源汽車產業多條技術路線并行的跡象日漸清晰和明朗。
 
氫燃料汽車
 
其中,氫能與燃料電池汽車有望成為新能源汽車技術在進入“百花齊放”競爭發展階段后,盛開得最耀眼的那一朵。這一判斷正成為越來越多業內人士的普遍共識。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的提升、普及以及產業化注入了新動力。
 
在多條技術路線并行的格局下,氫能與燃料電池汽車有哪些優勢和機遇,又面臨哪些瓶頸和挑戰?如何在全產業鏈層面科學推進氫能與燃料電池汽車產業的有序、健康、穩步、快速發展?
 
5月6日~7日,在由中國機械工業聯合會、中國電器工業協會燃料電池分會及中國氫能技術創新與應用聯盟、中國汽車報社共同主辦,國際氫能協會、加拿大氫能燃料電池協會、中國可再生能源學會氫能專業委員會支持,中機聯華(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應用展覽暨產業發展大會(以下簡稱“CHFCE2019”)現場,與會專家及業內人士展開深入探討。
 
氫電并重 多元化技術之路越走越寬
 
據中國汽車工業協會統計的數據顯示,今年3月,我國燃料電池汽車產銷均完成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。數據顯示,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銷量的增速之快的確頗具潛力。
 
在CHFCE2019論壇現場,世界汽車組織第一副主席、中國汽車工業協會原常務副會長董揚感慨道:“如今,燃料電池汽車終于進入到產業化、實用化發展階段。”
 
“在技術層面,我國氫燃料電池技術取得了重大進展,燃料電池電堆或是系統的能量密度達到了3000W/L以上;耐高低溫和耐腐蝕的問題已經有解決方案;并可以實現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,技術路線基本確定,這些都為氫燃料電池汽車進入產業化奠定了基礎。”董揚說,“中國有發展氫燃料電池汽車的優勢,在新能源汽車領域,氫燃料電池汽車與純電動汽車各自適用于不同的應用場景,現階段,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,實現城市內短途代步。氫燃料電池汽車與純電動汽車并行發展已經成為現階段國內新能源汽車領域的發展趨勢。”
 
“從技術角度而言,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系更像是兄弟。”國際氫能協會副主席、清華大學教授毛宗強說。
 
 
“氫”裝上陣  打破全產業鏈禁錮
 
 
如今,在全球范圍內越來越多的國家將氫能源戰略提到重要位置。根據世界能源委員會的預測,到2050年,全球18%的能源將由氫提供。
 
 
荷蘭政府經濟事務與汽車政策部工業與創新司司長米歇爾·斯威爾斯(Michiel Sweers)在CHFCE2019現場表示,荷蘭是歐洲第二大氫能生產國,氫能也是荷蘭能源轉型戰略中的重要載體。目前,在荷蘭天然氣消費占能源消費總量的40%,按照荷蘭政府設定的到2030年二氧化碳排放減少95%的目標,到2030年荷蘭將徹底淘汰天然氣。“目前,荷蘭有6個加氫站已經投入使用,未來更多的加氫站正在規劃和建設中,預計到2020年會陸續投入使用。”他說。
 
氫燃料電池
 
就中國而言,目前氫能與燃料電池汽車已經步入產業化發展的機遇期,如何搭上這班“加速列車”,實現氫能與燃料電池汽車科學、理性、快速發展,需要目前產業鏈上的束縛和禁錮。
 
對此,中國機械工業聯合會執行副會長張克林表示,氫能燃料電池作為一個新興的技術方向,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和經濟性領域面臨的嚴峻挑戰。“應對這些挑戰,需要充分重視氫能與燃料電池技術和裝備的發展,同時要研究有效的氫能發展政策和措施。氫能與燃料電池是全新的產業領域,它的發展和成熟對未來的能源和動力體系產生顛覆性影響,因此要充分調研、謹慎決策,選擇有效的路徑和發展措施。此外,要加強產業上下游的協同協作,實現跨行業以及行業內的有效聯動,合力理順氫能與燃料電池技術在產業化進程中需要破解的難題。”他說。
 
“在看到優勢的同時,我們更要重視中國在發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,比如企業層面在技術研發創新領域的差距等。”董揚直言,“目前氫能在我國尚未作為能源來進行管理,而是作為危險化學品管理,這樣的管理思路需要轉變。”
 
“目前,在氫能管理的政策法規層面存在一些并不利于氫能與燃料電池發展的瓶頸。”北京中科富海低溫科技有限公司總經理高金林說,“比如對氫能相應的標準、法律、法規以及管理辦法還幾乎處于空白狀態,所以現在制氫、運氫以及加氫站的審批相當困難,手續相當復雜,幾乎沒有相應政府部門負責審批工作。另外,目前我國現行的能源法并未把氫能列為一個能源體系來管理,所以沒有氫能相關的管理辦法,導致氫的建設運輸,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,一些發達國家已經對液態氫和汽油一視同仁,都可作為燃料通過公路運輸。”
 
氫能來源要綠色  加氫站建設立足長遠
 
從制氫、儲氫到加氫、運氫,整個環節需要統一標準、統一管理、協調聯動。
 
其中,在加氫站建設環節,業內人士呼吁要立足長遠,重視高儲量加氫站建設。據了解,目前國內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業化發展階段,對高儲量加氫站的需求越來越高。
 
“投資者應重視建設儲氫量在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留高儲量的設計,這樣隨著氫燃料電池汽車規模的擴大,儲能量越大的加氫站,未來在運營中的盈利能力才更強。”北京海德利森科技有限公司副總經理韓武林說,“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計,一旦以后加氫站需要擴容,技術難度相當大、成本也更高。”
 
此外,使用低成本、綠色氫能同樣是燃料電池汽車經濟環保的先決條件。“相比甲烷和天然氣,甲醇制氫的優勢更明顯,能滿足小規模、分布式現場制氫的需求。”浙江本德新能源有限公司總經理高建林解釋,高密度氫運輸成本較高,而甲醇的含氫量比液態氫多43%;從運輸量方面來說,用甲醇制氫是運輸氣態氫的7倍。如果用生物質獲取甲醇,則可實現能源百分百再生,有利于節能減排。
 
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,在發展氫能與燃料電池技術的過程中,安全依舊是必須守住的底線。
 
據了解,在安全性方面,目前,全國氫能標委會已經發布了相關安全標準,標準從氫安全、氫檢測、氫儲運、氫質量和基礎設施等層面做了分類。國家制定安全標準的初衷,就是希望能從全產業鏈的各個環節對氫能安全性實現可控。
 
對于氫能及燃料電池汽車的安全性,中國汽車技術研究中心有限公司(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完成的氫氣,其中,氫氣排出量如果過多就會引起安全風險,氫氣的可燃點下限是4%,有些車輛排放是高于這個值,所以也要重點關注整車的氫排放安全問題。“郝冬說。
 
談到加氫環節的安全性時,郝冬表示,目前國內的商用車大部分都是35兆帕的車載氫系統,還沒有通訊協議的要求,未來若使用70MPa的壓力,則要引入加注系統和車輛之間的通信協議確保安全性。
 
關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工作在持續推進,但相關國家標準目前尚未出臺,在燃料電池汽車進入大規模商業化之前,要盡快制定相對完善的碰撞安全測試標準和方法。
 
專家視點
世界汽車組織第一副主席、中國汽車工業協會原常務副會長董揚
 
為氫能正名還有很長的路要走
 
目前,氫燃料電池在技術上已經取得了重大進展:燃料電池堆或系統的能量密度達到了3000W/L,甚至更高;耐腐蝕、耐高低溫的問題已經有辦法解決;在70MPa高壓時可實現儲氫要求。在氫燃料電池成本明顯下降的情況下,燃料電池汽車技術路線基本確定,已經進入了產業化發展階段。
 
中國發展氫能和燃料電池有優勢、有差距。優勢在于中國政府力量大,各行業創新快,基本建設投資多;差距在于基礎技術研發方面還要向國外多學習。氫能現在還不被當作能源,而是危險化學品,為氫能正名還有很長的路要走。
 
中國機械工業聯合會執行副會長張克林
 
技術裝備是氫能產業的支撐
 
對氫燃料電池產業發展,我有三點看法:
 
第一,氫燃料電池產業的核心驅動力是技術裝備的進步和發展,所有的資金、資本、市場和政策都離不開技術裝備的支撐,要充分重視技術和裝備的發展;
 
第二,氫燃料電池的發展和成熟將對未來的能源和動力體系產生顛覆性影響,要充分調研,謹慎決策,選擇有效的路徑和發展措施;
 
第三,根據調研,氫燃料電池產業鏈大半分布在機械工業,包括汽車、電工電器、通用機械、特種設備、生能、精密制造等多個領域,上下游產業之間的協同合作對于推動氫燃料電池的發展是十分有益的。
 
中國電器工業協會燃料電池分會秘書長張亮
 
燃料電池應用不應局限于交通領域
 
現在政策的發展主要基于兩方面:一方面是推動加氫站的基礎建設;另一方面是從技術角度進一步推動燃料電池,包括電堆和其他核心零部件技術的發展?;?018年燃料電池應用市場發展的情況,可以預見,未來兩三年,燃料電池的政策層面主要集中在交通領域。對燃料電池在發電、能源和其他領域的應用目前還沒有明確的支持政策。但是,燃料電池的應用不止在交通車輛領域,大家應該盡量往前看。
 
國際氫能協會副主席、清華大學教授毛宗強
 
燃料電池車出道晚但會后來居上
 
氫燃料電池的發展是分階段、分地區進行的。在中國,氫燃料電池車的發展過程是從東部地區到西部地區,從南方到北方,從經濟發達地區到經濟欠發達地區。當氫燃料電池車達到千萬輛級時,加氫站的數量和燃料電池的數量將呈指數關系。目前,我國是燃料電池商用車運營最多的國家,有大概近千輛,下一步將會朝著乘用車方向發展。電動車和燃料電池車是兄弟關系,雖然后者出道晚,但會后來居上。
 
荷蘭政府經濟事務與氣候政策部工業與創新司司長歇爾·斯威爾斯
 
2030年荷蘭將用氫能替代天然氣
 
荷蘭非常重視能源轉型,氫能被認為是實現國家目標和能源轉型戰略的重要載體。荷蘭是天然氣使用大國,占總能源的40%。荷蘭政府決定,到2030年逐步淘汰天然氣,轉而使用氫能。荷蘭對于氫能的發展,目前有如下規劃:2019~2021年,基于現有的倡議和項目推動氫能部署;2022~2025年,降低電解成本,同時將氫能的生產擴展到500MW;2026~2030年進一步擴展和制備氫能的規模,達到3GW~4GW,并將生產和擴容基礎設施連接起來。
 
北京中科富海低溫科技有限公司總經理高金林
 
氫能源應納入能源管理體系
 
在技術方面,現在氫供應問題的主要瓶頸在于儲運。液態氫的儲運成本是最低的,同時液態氫的加氫站比氣態氫加氫站建設成本低。但在我們國家的能源法里沒有氫能相關的管理辦法,特別是液氫在公路上的運輸無法審批。在政策法規方面,現在面臨的瓶頸是我們沒有相應的標準法律法規以及管理辦法,導致從制氫、運氫以及加氫站審批等環節不通暢,手續相當復雜。幾乎沒有相應的政府部門負責此類審批工作。必須大力推動我國氫能源管理的法律法規、管理辦法以及標準的建設。


 

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