邵志剛:氫燃料電池汽車大規(guī)模應(yīng)用只是時間問題

時間:2018-07-04 15:01來源:中國能源報 作者:綜合報道
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    保衛(wèi)藍天行動升級,交通領(lǐng)域節(jié)能減排也在加強。近日召開的交通部6月新聞發(fā)布會傳出消息,將重點推進清潔能源在交通領(lǐng)域的應(yīng)用,加大推廣新能源汽車。到2020年底以前,實現(xiàn)城市公交、出租車及城市配送等領(lǐng)域新能源車保有量60萬輛;僅京津冀及周邊地區(qū),就將淘汰國三及以下中、重型柴油車100萬輛以上。
 
  新舊車輛替換,在中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所燃料電池研究部部長邵志剛看來,無疑是綠色交通領(lǐng)域的一大“重頭戲”。尤其以無污染、高效率著稱的氫燃料電池汽車,同時兼顧長短途、乘用及商用運輸,必將大有可為。
 
大規(guī)模應(yīng)用只是時間問題
 
  中國能源報:作為氫燃料電池汽車的主要優(yōu)勢之一,節(jié)能環(huán)保特性如何體現(xiàn)?
 
  邵志剛:車輛核心——氫燃料電池的運行原理,實際屬一種電化學(xué)反應(yīng),以氫能作為燃料,通過與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng),即可將儲存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。簡而言之,燒的是氫、產(chǎn)生是電、排出是水。
 
  從工作方式看,氫燃料電池又與汽車內(nèi)燃機類似,只需保持氫能與氧氣的供應(yīng),即可源源不斷供應(yīng)電能。相比我們?nèi)粘K秒姵,更像一個自主運行的小型發(fā)電廠,但因無需經(jīng)過“燃燒”環(huán)節(jié),氫燃料電池不會產(chǎn)生氮氧化物、硫氧化物等污染物,更不用擔(dān)憂尾氣排放,對環(huán)境十分友好。
 
  與此同時,氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)化效率很高,綜合能效效率可達80%,而燃油車目前只有20%左右。而據(jù)“十三五”規(guī)劃,鋰電池比容量到2020年要達300瓦時/公斤。實際上早在上世紀(jì)60年代,燃料電池就已實現(xiàn)了1000瓦時/公斤。從這一角度,氫燃料汽車的節(jié)能優(yōu)勢也很突出。
 
  因此,氫燃料電池汽車的應(yīng)用已是大勢所趨,依托其零排放、無污染特性,未來可承擔(dān)交通領(lǐng)域減排重任。
 
  中國能源報:氫燃料汽車在國內(nèi)仍處于試水階段,什么時候才能真正發(fā)揮交通減排的作用?
 
  邵志剛:的確,氫燃料電池汽車在我國還處商業(yè)化“前夜”,投用車輛仍以示范為主。但在資源能源利用、環(huán)境保護等多重壓力下,大規(guī)模推廣只是時間問題。目前有個“流行”說法是:氫燃料電池汽車的使用,國際上還要看中國。
 
  一方面,我國支持力度空前,政策補貼也是目前為數(shù)不多“不降反升”的方向之一。另一方面,應(yīng)用市場足夠大。統(tǒng)計顯示,2017年全國汽車總量達3000萬左右,工信部也已將“禁售燃油車”列入計劃,未來替代規(guī)?善。此外,氫燃料電池更適用于長距離行駛,以及在重型汽車、軌道交通中應(yīng)用。這也彌補了純電動汽車?yán)m(xù)航能力不足等問題,有其獨特的市場空間。
 
  目前,我國氫燃料電池汽車仍多用于客車、特種車等商業(yè)車,存在幾項“卡脖子”的環(huán)節(jié)尚待突破。隨著技術(shù)進步,預(yù)計再過10年左右就可達百萬量級。
 
  注重研發(fā)也應(yīng)兼顧規(guī)范管理
 
  中國能源報:哪些“卡脖子”的技術(shù)制約了商業(yè)化進程?
 
  邵志剛:現(xiàn)階段,仍存在成本偏高、可靠性和耐久性待提高、部分環(huán)節(jié)依賴進口等主要瓶頸。
 
  首先是成本。截至目前,氫燃料電池汽車的造價仍是鋰電池汽車的1.5~2倍,相比燃油車更是高達3~4倍。如何提升經(jīng)濟性、降低使用成本是第一任務(wù)。
 
  因電化學(xué)系統(tǒng)比較復(fù)雜,核心部件“電堆”的可靠性和耐久性也需完善。內(nèi)燃機在汽車中已有100多年實踐,燃料電池剛應(yīng)用了20多年。按照要求,到2025年,電堆系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性要大幅提高,競爭力應(yīng)可比傳統(tǒng)汽車、電動汽車。
 
  如果說上述兩項是前提,解決后即可進入初步商業(yè)化,本土化則是一項持久的基礎(chǔ)課題。比如因上下游產(chǎn)業(yè)鏈并未打通,一些關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料的生產(chǎn)只能依賴進口,國內(nèi)很難找到符合要求的生產(chǎn)廠商,這就很受制約。
 
  除電池本身,氫源也值得關(guān)注。我國是全球最大的用氫大戶,但此前主要用在石油化工等領(lǐng)域,燃料汽車起步較晚。制氫環(huán)節(jié)目前已無障礙,但要大規(guī)模用于車輛,如何找到安全而合理的儲氫、運氫方式,還存在難度。
 
  中國能源報:基于這些瓶頸,可從哪些方面入手完善?
 
  邵志剛:像日本豐田公司,早在上世紀(jì)90年代,就組織了幾百人隊伍、投資大量資金進行研發(fā)。全面商業(yè)化必然是一個周期長、投資大的過程。
 
  首先要關(guān)注技術(shù)研發(fā)。各國目前進行示范的同時,不約而同將重點轉(zhuǎn)向應(yīng)用基礎(chǔ)研究,希望通過探索燃料電池新材料、新過程等的基礎(chǔ)性問題,找到解決可靠性、耐久性的辦法。例如我們牽頭的聯(lián)合國內(nèi)20余家單位正在承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃——“燃料電池基礎(chǔ)材料與過程機理研究”項目,就是針對這些問題開展的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,掌握新一代燃料電池所需的材料和部件的核心技術(shù)。
 
  同時,還有上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完善。實際很多時候,我們并不缺自主技術(shù),而是因燃料電池生產(chǎn)起步晚、需求沒有跟上,這些技術(shù)多停留在高校、研究所研究階段,沒有形成批量生產(chǎn),無形中增加進口依賴,這也是成本長期偏高的原因之一。不過隨著燃料電池產(chǎn)能上升,一旦重視起來,3-5年即可布齊。
 
  此外,要想大規(guī)模發(fā)展,還離不開標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定實施。比如加氫站,目前就不像加油站管理得那么完備,甚至究竟由誰負責(zé)都未最終確定。太多的自由度,必將給燃料電池產(chǎn)銷帶來混亂,最終也將影響企業(yè)成本,走向標(biāo)準(zhǔn)化同樣應(yīng)得到重視。

(責(zé)任編輯:王杰)
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