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  • 新型催化剂研制成功,助力新一代氢能利用系统

    新型催化剂研制成功,助力新一代氢能利用系统

    近日,中科院煤化所与国内多家科研机构合作,采用铂-碳化钼双功能催化剂实现对水和甲醇的高效活化,在低温下获得了极高的产氢效率。此催化体系有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用。 氢能是一种公认的高热值清洁能源,高位发热值是汽油发热值的3倍,也被称为“能源货币”。氢燃料电池是当前最具潜力的新一代氢能利用系统,被认为是未来汽车以及其他便携设备重要的候选动力系统。然而,氢气存储和输运技术一直没有关键的突破,这也成了氢能源大规模应用的瓶颈。 中国科学院山西煤化所煤转化国家重点实验室研究员温晓东指出,从技术上来说,直接储氢是最简便的解决方案,但由于氢气易燃易爆,化学性质活泼,容易泄漏,该方法的安全性并不容乐观。另外,高压加氢站建设所需的高成本以及安全隐患也限制着直接储氢燃料电池汽车的发展。 因此,将氢气以化学能的形式储存于稳定的液体燃料中,通过催化反应原位释放氢气供应燃料电池使用,被认为是一种行之有效的间接储氢途径。甲醇具有单位体积储氢量高、活化温度低、副产物少以及价廉易得等诸多优点,是理想的液体储氢平台分子。 温晓东课题组发现,金属铂与碳化钼基底之间存在着非常强的相互作用,使得铂以原子级分散在碳化钼纳米颗粒表面,构筑出高密度的原子尺度催化活性中心。单分散铂主要负责甲醇的解离过程,而碳化钼主要负责水的解离过程,重要的是这两个催化过程的反应速率相近,进而形成了高效的双功能催化体系。 这个体系使得整个催化剂在甲醇和水液相反应中表现出超高的产氢活性,在150摄氏度就能以2276 molH2/(molPt*h)的反应速率释放氢气,进一步提高温度至190摄氏度,可较传统铂基催化剂活性提升近两个数量级。同时,原子级分散的特点能最大限度地提高贵金属铂的利用率,以产氢活性估计,仅需含有6克铂的该催化剂即可使产氢速率达到1 kgH2/h,即达到基本满足商用车载燃料电池组的需求。 温晓东课题组与北京大学、中国科学院大学、大连理工大学课题组合作,针对甲醇和水液相制氢反应的特点,从实验设计出发,结合理论计算开发出新型原子级分散的铂—碳化钼双功能催化剂,实现了在低温下(150—190摄氏度)高效的产氢效率。此外,研究团队还在水煤气变换产氢过程(CO+H2O=CO2+H2)中突破了低温条件下高反应转化率与高反应速率不能兼得的难题,发展出新一代催化过程。该研究成果已发表在国际著名学术期刊《自然》上,并入选2017年中国科学十大进展。 温晓东表示:“我们的研究工作为含碳资源高效清洁转化利用提供了新的方向,实现了从含碳资源到无碳能源的高效温和转化,为氢能制备、存储及安全利用提供了新的思路,希望能在下一代高效储放氢新体系得到应用。”

    时间:2020-08-05 关键词: 氢燃料电池 氢能

  • 全国多地开启氢能公交 燃料电池汽车正在破冰

    全国多地开启氢能公交 燃料电池汽车正在破冰

    国庆前夕,上海、武汉相继开通氢能公交示范线,引起媒体和公众的关注,氢能汽车再次进入公众视线。就如同8年前氢能汽车服务于北京奥运会、上海世博会等国际重大活动那样瞩目。 “从动力电动的安全性来看,大力发展氢燃燃料电池汽车——包括氢电混合车也是解决电动汽车安全性问题的一个很好的选择。近一年多来,广东佛山、辽宁新宾、江苏如皋、成都、山西大同、河北张家口、郑州、上海、武汉等中国多个大小城市的氢能公交示范线都在试运行,预示着燃料电池汽车正在破冰!” 今年夏季以来,国内电动汽车起火事故频发,仅8、9月两月发生的电动汽车起火事故数量就已超过2017年全年电动汽车起火事故总和,在国内电动汽车迅速增长的大环境下,电动汽车安全事故发生引起行业人士的高度重视:不能追求更高的能量密度以获得更多的补贴,而忽视动力电池最根本的安全属性的问题。 在近日举办的全球未来出行大会上,长江汽车认为,电动汽车在替代燃油汽车遇到的最大的问题就是里程焦虑、充电焦虑,还有其他若干使用上的不便和痛点。这就要解决一个动力续航的问题,可能未来的方向就是氢燃料,就是电动车的增程,最近电池出现很多问题,媒体也很关注。电动车所用的电池的能量密度和续航里程之间是有一个平衡的,过高的追求能量密度,一方面带来电池成本的提高,另一方面带来风险。电动车是电气产品,控制电气产品的度,能量密度和产品安全之间是一个平衡。 下一步要解决的是如何增程,通过氢燃料或通过其他方式来解决电动车的动力问题。如果电动车的动力问题不能彻底的解决,对传统车的竞争则不可能实现。燃料电池和锂电池并驾齐驱,能解决电动汽车发展的诸多问题。因为锂电池核心技术的突破不可能很快,而燃料电池已取得阶段性突破。在佛山试运营的长江电动客车,已搭载氢燃料电池,通过氢电混合续航里程可达600公里。当电动车不断突破所面临的挑战并战胜,成为主流产品就变为自然的结果。 继佛山在一年前率先进入氢能汽车时代之后,武汉也在一年后进入氢能汽车时代。9月28日,由武汉泰歌氢能汽车和武汉开沃新能源联合研制的首批氢燃料电池动力公交车在武汉东湖359路公交线路试运行。由武汉中极氢能源承建的武汉首座加氢站同时启用。这标志着武汉市氢燃料电池动力公交车全面进入商业化示范运行阶段。 位于武汉359路终点站附近的加氢站,日加氢能力300公斤,可满足约50台公交车的加氢需求。氢燃料电池公交车续航里程在400公里以上。车辆行驶中不产生二氧化碳等任何污染物,只排放纯净水级别的水,实现真正的零污染。 氢燃料电池汽车是新能源汽车发展的重要方向之一,汽车产业是武汉支柱产业,发展氢燃料电池对武汉具有重要战略意义。本着“推动氢燃料电池汽车行业发展,基础设施先行”的精神,中极氢能在云梦、潜江两地新建工业副产氢高纯氢工厂,合计产能8800万方/年,可满足约4500台氢燃料电池公交车的加氢需求,是未来3-5年湖北省内氢燃料电池汽车运行的主要气源。在加氢站终端,中极氢能与中石油合作,利用加油加气站改扩建加氢站,有效利用城市土地资源,实现快速推广,计划在未来5年内建设投产100座加氢站。 评价一种电池的技术高低,有很多标准,包括:一是能量密度,尺寸相同的电池谁装的电多;二是成本,能装同样多的电,看谁做的便宜;三是可用性,比如锂电池充电时间、安全性、一致性等。 从这个意义上说,动力电池的下一步是锂电池还是燃料电池,或是固态电池,也或是其他正在实验室研究的电池,还需要进一步研究、试验、论证、尝试、推广才能找到比较均衡、比较适用的解决方案,需要用科学的态度、市场的手段去促进和推动。

    时间:2020-06-29 关键词: 电动汽车 燃料电池 氢能

  • 韩国将大力发展氢能产业 引领全球氢能市场发展

    韩国将大力发展氢能产业 引领全球氢能市场发展

    韩国总统文在寅近日在蔚山市政府大楼发布“氢能经济发展路线图”,宣布韩国将大力发展氢能产业,引领全球氢能市场发展。 根据该路线图,韩国政府计划到2019年底,在国内普及4000辆以上氢燃料电池汽车;到2025年,建立年产量达10万辆氢燃料电池汽车的生产体系;到2040年,将分阶段生产620万辆氢燃料电池汽车,而韩国目前仅有氢燃料电池汽车2000辆。届时,韩国境内氢燃料电池汽车售价有望降低50%,达到3000万韩元左右,约合人民币18.9万元。 韩国政府还计划在公共交通领域普及氢燃料电池汽车,力争到2022年有2000辆、到2040年有4万辆氢燃料电池公交车投入使用。此外,到2021年,韩国警方将用氢燃料电池汽车替换820辆警务大巴。 为了保证氢燃料电池汽车的正常运行,韩国政府将通过为汽车加氢站提供补贴、放宽管制等措施积极吸引民间资本参与。到2040年,加氢站将从现有的14个增至1200个。 燃料电池方面,到2040年,韩国政府争取将燃料电池年发电量扩大至15吉瓦,达到2018年韩国发电总量的7%—8%。为此,政府将积极利用石化工程中产生的氢气,并积极扩建相关基础设施。 韩国政府认为,如果该路线图顺利落实,到2040年可创造出43万亿韩元的年附加值和42万个工作岗位,氢能经济有望成为创新增长的重要动力。 文在寅表示,氢能经济将为韩国带来发展新机遇,政府建立氢能经济的决心是坚定的。 与产生温室气体和粉尘的碳能源不同,氢是一种清洁能源,水是唯一的副产品。因此,氢燃料电池汽车还具有净化细粉尘的作用。氢是一种无穷无尽的资源,可以在任何地方找到。韩国95%的能源需求依赖进口,一旦氢能经济能够提供一定比例的能源,韩国就可以更加稳定地发展经济和加强能源安全。

    时间:2020-06-12 关键词: 氢燃料电池汽车 氢能

  • 首款续航1000公里以上氢能车研制成功 我国氢能产业交通迎来重大突破

    首款续航1000公里以上氢能车研制成功 我国氢能产业交通迎来重大突破

    3月20日,由中国自主品牌格罗夫氢能全新正向开发的碳纤维车身全功率氢能动力乘用车首台样车研制成功,并在武汉正式向全球发布,这是我国氢能产业交通领域的又一重大突破。 这款格罗夫产品样车是格罗夫氢能汽车公司面向中国市场倾心打造的第一款大型豪华SUV车型,由格罗夫西班牙造型设计中心首席设计师精心设计,全车造型大气且时尚动感,兼具动力和灵敏度。车身由碳纤维正向设计,搭载全球领先的氢燃料电堆以及全新设计的氢动力系统集成方案。值得一提的是,整车质量更轻能耗更低,续航里程可达1000公里以上。 据悉,格罗夫致力于氢能汽车的开发,面向全球开放式集成创新,坚持氢能化、轻量化、智能化方向,创新集成先进前沿技术,在汽车上率先大规模应用氢燃料电池和全碳纤维材料车身技术,开发有全球竞争力和影响力的氢能乘用车,打造中国“四个轮子上的苹果”。同时,格罗夫首次在车身设计中运用可再生材料,极大的减少汽车生产制造过程中对环境造成的破坏性影响,产品的高续航能力可有效解决里程焦虑问题。这些先进技术在汽车产业的应用均是世界首屈一指,也将会是汽车行业内具有历史意义的重大举措。

    时间:2020-06-09 关键词: suv 氢能

  • 中国能源正在迎来储能智能电网等四个重点领域的机会

    中国能源正在迎来储能智能电网等四个重点领域的机会

    储能、智能电网、先进核电、氢能和燃料电池等重点领域充满机会。 中国能源正在迎来大调整,储能、智能电网、先进核电、氢能和燃料电池等重点领域充满机会。 8月13日,国家能源局局长章建华首次在《人民日报》上发表署名文章谈到制定能源发展重大战略规划时明确提出:“要加快推进能源技术装备自主化进程,力争在大规模储能、智能电网、先进核电、氢能和燃料电池等重点领域取得突破,抢占能源转型变革先机。” 加大储能支持力度 在以上四大领域中,章建华此次储能放在首位意义深远。 “随着风电和光伏等新能的大规模发展,如果没有储能,这些新能源是走不远的。”看到章建华上述署名文章后,厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强向第一财经记者表示,“所以,我们一直呼吁政府要加大力度支持储。” 而国家能源局从推进发展多能互补集成优化示范工程,到提出“互联网+智慧能源”指导意见,都体现了国家对于储能产业的重视。 由于新能源发电受外部环境影响较大,发电出力具有一定波动性,因此电网对光伏、风电等新能源发电并不能做到100%的完全消纳,新能源发电消纳难问题凸显。储能的出现似乎让这一难题的解决看到了希望的曙光,光伏+储能、风电+储能被认为是提高新能源利用效率的有效手段之一。然而这种被认为确实很实用、很节能的最佳组合,在光伏新政策出台之前,因为经济性不高并没有赢得光伏企业的过多青睐。   就像林伯强所说的一样,在中关村储能产业技术联盟监事长张静看来,光储结合是光伏走向市场化的出路之一,但关键是如何利用市场机制、探索模式创新有效地解决盈利问题。 随着各地区峰谷电价差的日益可观,光储结合的优势将更加凸显。以为光伏领域为例,在分布式光伏中,“光伏+储能”的模式已经取得了一定市场化运营成果。在北京、深圳、江苏等峰谷价差较大的地区,储能可以把电网消纳不了的光伏发电存储起来在峰价时卖出,或者在峰价时自用,已经可以实现一定程度的盈利。 在智能电网方面,林伯强认为,随着分布式新能源的大规模发展,智能电网将起到很好的调配作用。智能电网优于目前传统电网主要有三点:一是提供范围更大的资源配置能力;二是提高电网资产设备的利用效率;三是让电力系统更灵活、安全和可靠。 南方电网原副总经理王久玲此前表示,智能电网主要是为了解决两大问题:一是确保能源供给有效,用最小的资源消耗来满足人类经济和社会能源的进一步需求;二是克服电力这种特殊商品的商业模式不科学的问题。 智能电网是电网技术不断进步的结果。它是现代化输电和配电系统的总称,具有节约能源的有点。一般认为,随着智能电网的建设,新能源技术革命将重新定义人类新生活,通过电网技术和新的通讯手段将世界系统的连接在一起。目前,世界各国正在探索适合自己国情的智能电网技术。 目前,中国两大电网公司国家电网和南方电网正在加快智能电网的建设。 核电和氢能产业 在核电领域,国家发改委能源所原所长周大地在接受第一财经记者采访时说,核电对经济的拉动,对能源结构的调整,有着重要的意义。 早在今年1月10日,章建华到核电巨头中核集团调研时就表示,核电科技含量高,产业带动能力强,是可以大规模替代化石能源的清洁高效低碳能源,是国家综合实力的重要标志,在保障国家能源安全、调整能源结构、推动科技进步、带动产业发展、增强综合国力、提升国际竞争力等方面起到十分重要的作用。 第一财经记者从相关权威渠道获悉,国家有关部门已经在今年6月核准数台核电机组,这些机组包括第三代核电技术华龙一号和CAP1400,以及被业界称为第四代核电技术的高温气冷堆。在林伯强看来,章建华署名文章中提及的“先进核电”,指的便是这些技术。 目前,每台第三代百万级千瓦的核电机组的总投资大概需要200亿元人民币。根据第一财经记者测算,未来几年,中国还将需要投入建设大约30台这样的核电机组,它们总投资将高达6000亿元人民币。 相比核电,氢能和燃料电池是目前最火爆的行业。氢能和燃料电池行业涉及的产业链庞大而复杂,整个产业链包括氢的制取、储存、运输和燃料电池应用等环节。 今年6月,中国氢能联盟组织30多家成员单位编制完成的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》称,氢能将成为中国未来能源体系的重要组成部分,预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值超过10万亿元。 目前,各地政府和相关企业也纷纷布局制氢产业。与传统的工业副产品制氢和化石燃料制氢不同(在中国的工业用氢来源构成中,煤基制氢仍是主要来源,其次是天然气及石油基制氢),目前,更多地方政府和企业正在通过风电等可再生能源和清洁能源核电来制造氢气。其中最典型的便是河北。 根据6月12日发布的《氢能张家口建设规划(2019—2035年)》,张家口计划到2035年全市氢能及相关产业累计产值达到1700亿元。 今天,全国至少有20个省市作出了类似成都和张家口一样的氢能产业发展规划,而且形成了华东、华中、华南、华北、东北、西南六个氢能和氢燃料电池汽车的产业群,涌现出像上海、如皋、佛山、张家口、武汉等有代表性的一些城市。

    时间:2020-05-26 关键词: 智能电网 燃料电池 核电 储能 氢能

  • 热导式气体传感器可用于氢气含量的监测

    热导式气体传感器可用于氢气含量的监测

     在当今世界,氢能被公认是一种清洁能源,并且正在成为一种低碳和零碳能源。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。氢燃料电池是将氢和氧的化学能直接转换成电能的发电装置,基本原理是电解水的逆反应。 氢和氧分别提供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散并与电解质反应后,发出的电子通过外部负载到达阴极。工采网总结了三个氢燃料电池的优点: 1、无噪音 氢燃料电池安静地运行,噪音仅为55dB,这相当于正常人的谈话水平。这使得该燃料电池适合于室内安装或在室外噪声受限的地方。 2、高效率 氢燃料电池的发电效率可以达到50%以上。这取决于燃料电池的转换特性。化学能直接转换为电能,而没有热能和机械能(发电机)的中间转换。由于氢燃料电池的这些优势,波音公司于2008年4月3日成功测试了由氢燃料电池驱动的小型飞机。波音公司声称这是世界航空历史上的第一次,这表明航空业未来将变得更加强大和环保。该飞机使用性能更高且效率更高的氢燃料电池,证明了氢燃料电池技术的应用潜力。燃料系统使用氢气作为燃料,将其直接转化为电能,并与空气中的氧气进行电化学反应,而不会燃烧,唯一的副产品是水。如果使用可再生能源生产氢燃料,则飞机发动机完全不含二氧化碳。 但是,工采网提醒大家应注意的是,在氢燃料电池生产和应用中,电池中可能会存在H2泄漏的一定风险。 H2泄漏会导致燃料电池的性能下降,并且H2是易燃气体,过多的堆积会造成很大的隐性安全隐患,因此,需要对氢气进行含量检测,在这里,工采网技术工程师推荐使用热导式气体传感器MTCS2601来进行监测:法国Endetec 热导式气体传感器 - MTCS2601,基于帕拉尼原理的真空度检测,需要超低功耗,长寿命和免维护的产品。适用于恶劣环境下初级压力控制。另外,也可以用荷兰Xensor的热导式气体传感器 XEN-TCG3880。 3、无污染 氢燃料电池对环境没有污染。它是通过电化学反应而不是燃烧(蒸汽为、柴油)或能量存储(电池)为最典型的传统备用电源解决方案。传统电池燃烧会释放出污染物,例如COx、 NOx、 SOx气体和粉尘。如上所述,氢燃料电池仅产生水和热量。如果氢气是由可再生能源(光伏电池板、风力发电等)产生的,则整个循环过程不会完全产生有害物质。

    时间:2020-01-10 关键词: 传感器 清洁能源 热导式气体传感器 氢能

  • 动力电池装机淘汰赛加速 行业痛点如何治愈?

    动力电池装机淘汰赛加速 行业痛点如何治愈?

    当前,国内动力电池企业面临着内外环境压力。未来,动力电池市场的发力点何在引发行业思考。公开资料显示,2016年约有200家动力电池企业进入工信部目录,而截至2019年上半年,存活的电池企业已骤降至60余家,缩水严重。中国新能源汽车市场遭遇“寒潮”,在2019年增速骤然下滑,并迎来罕见的“五连降”。中国新能源汽车产业的危机还传导至上游的动力电池产业。 中国汽车动力电池产业创新联盟近日发布的数据显示,2019年11月我国动力电池装机量为6.3GWh,同比下降25.9%。这已是动力电池装机量连续4个月同比增速为负。同时, 11月配套装机动力电池企业共涉及50家,其中30家同比增速为负。 动力电池市场的发力点何在,痛点如何解决也引发行业思考。蜂巢能源科技有限公司(以下简称“蜂巢能源”)总裁杨红新近日在一场公开论坛上表示,新能源汽车产业的发展仍不成熟,行业在商业模型、品牌等领域均处于探索阶段,目前几乎所有的供应链公司距离车规级的标准差距都很大,而且目前行业仍未对车规级动力电池进行统一定义。 淘汰赛加速 动力电池是新能源汽车的“心脏”,占整车成本的 30%~40%。动力电池作为上游产业链,新能源汽车市场波动,对其影响明显。 受补贴退坡政策影响,2019年国内动力电池企业的日子甚为艰难。动力电池市场调研机构SMM发布的报告显示,自2019年初以来,随着市场竞争的进一步加剧,已经有超过100家的动力电池企业停产或倒闭,第二三梯队的动力电池厂也面临危机,今年以来开工率不到三成。据中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教估算,目前国内动力电池市场还留存的企业大约有80家,其中仅40余家能够真正实现装机量。 除装机量大幅下滑外,动力电池企业营收与净利润增速也出现下探。宁德时代(300750.SZ) 披露的2019年三季度报显示,前三季度营收328.56亿元,同比增长71.7%;归属股东净利润34.64亿元,同比增长45.65%。对比2019年上半年经营数据可知,第三季度宁德时代的营收和净利润增速放缓,其营收为125.92亿元,同比增长28.8%;归属股东净利润13.62亿元,同比下降7.2%,扣非后净利润同比下降11.01%。前三季度,国轩高科(002074.SZ)实现营业收入51.52亿元,同比增长25.75%;归属于上市公司股东的净利润5.78亿元,同比下降12.25%。 宁德时代与国轩高科是占据我国动力电池产业第一、第三市场份额的品牌。根据高工产业研究院(GGII)统计数据,2019年1至11月,宁德时代、比亚迪(002594.SZ)、国轩高科分别占据我国动力电池装机量的份额为51.59%、18.29%、5.2%。 压力不止体现在头部企业中,实际上,处于二三梯队的动力电池企业处境更为艰难。 上个月,国内两家动力电池企业接连遭遇破产清算。11月20日,广东猛狮新能源科技股份有限公司(*ST猛狮,002684.SZ)发布公告称,其全资子公司湖北猛狮新能源科技有限公司(以下简称“湖北猛狮”)日前收到湖北省宜城市人民法院的《通知书》,湖北宜城农村商业银行股份有限公司以湖北猛狮不能偿还到期债务、明显缺乏清偿能力为由,向法院提出对湖北猛狮进行破产清算。 11月14日,沃特玛母公司坚瑞沃能(300116.SZ)发布公告称,深圳市中级人民法院于2019年11月7日裁定受理黄子廷申请沃特玛破产清算一案。公告显示,经深圳市中级人民法院初步查明,沃特玛目前对外负债约197亿元,其中拖欠559家供应商债权约54亿元。 “造成沃特玛重大失利的原因,一是对新能源行业存在误判、战略失败,二是扩张过于激进、资金流出现问题。”沃特玛电池副总裁钟孟光曾对记者坦言。 湖北猛狮与沃特玛的退出,只是动力电池产业洗牌的一个缩影。未来,动力电池产业的淘汰赛还将继续。“预计到2020年,动力电池企业会缩减至二三十家。” 中国化学与物理电池协会秘书长刘彦龙此前在接受记者采访时表示。 值得一提的是,当前国内动力电池企业不仅面临国内市场需求不振的难题,还将直面国外动力电池品牌的竞争。 根据工信部近期公布的《新能源汽车推广应用推荐车型目录(2019年第11批)》(以下简称《目录》),搭载外资电池的新能源汽车将首次在中国获得补贴,这意味着,新能源汽车核心部件动力电池的外资来华门槛,迎来进一步扫除,中国动力电池市场正式向外资开放。 与此同时,目前多家外资动力电池企业纷纷强化其在中国市场的布局。据外媒报道,近期韩国电池制造商SK创新(SK Innovation,SKI)计划投资10.5亿美元(约合73.82亿元人民币)在中国江苏省盐城市建一家电动汽车电池制造厂。 12月5日,由北汽集团、北京电控及韩国SK集团联合成立的北电爱思特(简称“BEST”)在江苏省金坛经济开发区正式竣工投产,未来将为北汽新能源高端品牌ARCFOX进行电池配套。2019年5月,LG化学与华友钴业签署合作协议共建动力电池正极材料项目,将于2020年5月份量产。2018年底,三星环新动力电池新建二期工厂项目在西安开工。这意味着,未来外资动力电池企业将在中国市场分一杯羹,中国动力电池生产商将与国外厂商短兵相接,市场竞争加剧。 压力悬顶:突破点何在? “对于动力电池,安全问题是底线,安全问题如果不能解决,会大大限制行业向前推动和发展。” 杨红新近日在一场公开论坛上表示,新能源汽车产业的发展仍不成熟,行业在商业模型、品牌等领域均处于探索阶段,目前几乎所有的供应链公司距离车规级的标准差距都很大,而且目前行业仍未对车规级动力电池进行统一定义,这造成了行业乱象丛生。 杨红新提到,建立车规级动力电池工厂的目标在于,减少甚至消除因制造缺陷导致的电池安全事故,提升一致性,降低成本,使之符合车辆使用要求。“未来要把动力电池制造过程中的数据与车辆在使用过程中产生的数据打通,如此才能提前对安全问题进行预防、诊断等,而一旦出现故障,也可以调用制造过程中的数据进行分析。” 中国政府目前对新能源汽车的定义包括插电式混合动力、纯电动和氢燃料电池三种。目前,中国氢燃料电池产业正在兴起,而氢燃料电池汽车对纯电动汽车和动力电池的发展也必定存在不小的影响。 “目前氢能产业发展的有利因素,主要包括地方政府密集出台相关政策、行业的密集行动,以及资金的密集注入。不过,我国燃料电池行业缺少顶层设计,补贴政策也存在不确定性。此外,不利因素还包括氢燃料电池许多装备依赖进口,订货周期长,维护成本高,工艺开发过程试错频率高等。” 国内氢燃料电池产业代表企业明天氢能科技股份有限公司董事长王朝云谈道。 多位受访人士告诉记者,我国动力电池目前存在总体产能过剩、优质产能不足等问题,急需进一步创新发展,取得颠覆性的技术突破。不过,虽然眼前有“阴霾”笼罩,但动力电池市场未来仍然可期。根据 Marklines 预测,未来5年全球动力电池行业将持续高速增长,2025年全球装机量可达 850GWh,市场空间可达5800亿元。对于动力电池企业而言,如何提升技术水平,通过产品优势占领市场,解决行业痛点,才是生存和发展的关键法门。 王朝云认为,整个氢能产业从目前现状到产业化、市场化迈进,仍需要一个漫长的过程,这个过程是不断循环往前推进的过程,氢能产业要取得长远发展,需要有国家的顶层设计和稳定政策支撑,产业集群和集聚,设备与原材料国产化,以及分工协同。 作为国内动力电池产业“霸主”,宁德时代如何布局将牵动市场神经。“过去十年,动力电池的能量密度提升了三倍,新能源汽车的续航里程提升了四倍,动力电池的成本降低了80%。我们还在继续探索性能与成本之间的最佳曲线,从而满足消费者对续航和价格的需求。”宁德时代公共事务部高级经理刘子瑜表示,未来行业有电池寿命、电池超级快充、以及电池低温性能三个重要的技术突破点。

    时间:2019-12-28 关键词: 汽车 新能源 氢能

  • 零排放!长城控股上燃动力发布100kW大功率发动机

    零排放!长城控股上燃动力发布100kW大功率发动机

    11月8日,由上海市嘉定区安亭镇政府、汽车评价研究院主办,嘉定氢能港、上海同济经济园区发展有限公司、上海燃料电池汽车动力系统有限公司(以下简称“上燃动力”)承办的以“为氢能商业化探寻动力源”为主题的上海嘉定氢能港产业与技术研讨会在沪举行。 会上,长城控股未势能源旗下上燃动力重磅发布第三代超越-300E型100kW大功率燃料电池发动机产品,系统部件国产化率实现100%,这标志着国产氢燃料电池发动机自主产业成功向全功率化技术迈进。此次上燃动力发布的大功率燃料电池发动机,较当前市场主流产品成本下降28%,主要应用于公交客车、中重型载货车等,规划2020年下半年正式投入量产。 (发布会现场) 上燃动力总经理王亚波指出,本次发布的第三代燃料电池发动机“超越-300E”产品,不仅是上燃动力秉承氢燃料电池系统优秀研发基因,在产品迭代创新方面取得的阶段性重要成果之一,也是未势能源深耕核心部件正向研发,推动氢能产品化落地的重要里程碑。 据悉,“超越-300E”是一款额定100kW的大功率燃料电池发动机,相较于国内30kW-60kW常规型系列,严格按照车用标准及规范,专门重点针对商用车市场痛点,为进一步满足氢燃料电池商用车型工况需求、丰富应用场景,正向设计研发出的大功率性能发动机。 该产品采用全新平台,高集成度设计,通过一体式绝缘结构、内绝缘式及阻断式工艺,首次全面实现内绝缘设计。基于FC-动力电池能量匹配策略及运行线路优化策略,相较于当前市场主流产品,氢耗低于10%,效率高于4.5%,成本下降约28%,系统部件级国产化率实现100%。 此外,该产品还具有功率大、额定效率高、成本低等特点,其功率密度、环境适应性及安全性能等级均可比肩于国际先进水平,具备完全自主知识产权、具备全领域开发能力,已打破业内多项技术壁垒,适用于国内各种车型,并重点围绕中、重型汽车领域提供“零排放”氢燃料电池解决方案。 (超越-300E)

    时间:2019-11-13 关键词: 电池 氢能

  • 我国氢能产业布局已在路上:煤制氢担当氢能发展大任

    近期,人民网等主要媒体纷纷刊文指出,“氢有望成为我国能源战略的重要部分”“中国将统筹推进氢能产业高质量发展”。还有媒体预测,未来氢能将占我国终端能源消费的10%。 现实中,我国氢能产业布局已经在路上。 在化学领域,氢排在元素周期表首位;在能源领域,它将在未来能源转型中“挑大梁”。如今,布局已经开始,2018年极有可能是中国氢能产业爆发元年。1月19日,湖北武汉出台氢能产业发展规划方案,要打造世界级新型氢能城市;4月16日,雄韬氢能产业园和华熵氢能产业园落户山西大同,助力大同建设“氢能之都”;4月28日,长三角“氢走廊”建设启动,立志打造世界独一无二的氢能与燃料电池汽车产业经济带;10月22日,江苏如皋氢能小镇、氢能产业园项目等6个氢能产业项目开工,成为氢能产业开拓者……氢能发展正呈现出一派蓬勃景象。 按照国家制定的氢能发展愿景,2050年我国将迎来氢能时代,进入 “氢能社会”。这一美好愿景下,作为最具现实意义的氢能制取路径——煤气化制氢,将迎来广阔发展空间。 大规模制氢需求迫切 因氢能具有安全、高效、可再生、清洁、低碳等特点,世界终将走向以氢能源为主的时代。对于我国而言,发展氢能,一方面可以丰富绿色低碳能源体系,助力解决风、光、核等新能源的消纳难题;另一方面,可以作为煤炭清洁化利用的极佳途径,推动化石能源清洁转化和替代,这对于我国这个煤炭大国来说尤具现实意义。 “氢气应用较为广泛,在石化领域,它是用量最大的化工原料之一,可用于合成氨、合成甲醇、石油炼制等;在交通领域,随着我国油品质量升级步伐不断加快,多数炼厂采用全加氢方式制油;新能源汽车蓄势待发,对氢燃料的需求稳步提升。另外,氢能在农业、健康医疗等领域的应用也越来越广泛、深入。”中国国际经济交流中心信息部副部长景春梅在接受本报记者采访时表示,随着时代的进步,氢气的应用场景将越来越多,对氢气的需求越来越大,用氢缺口也逐渐加大。 实现大规模制氢需求迫切,那么,哪种制氢路径堪当大任?通常而言,工业化制氢路线主要包括水电解制氢、煤炭气化制氢、天然气制氢、生物质气化制氢、可再生能源制氢等。从我国能源禀赋及能源利用现状等因素出发,煤炭气化制氢、可再生能源制氢前景广阔。其中,又以煤炭气化制氢最受青睐。 中国工程院院士倪维斗此前接受本报记者采访时强调,当前我国“富煤贫油少气”的资源禀赋仍未改变,天然气对外依存度已高达30%,核能、可再生能源等仍处于发展当中,体量较小,尚不足以支撑我国经济发展的巨大能源需求。所以,从能源安全、经济发展稳定等现实角度考虑,做好煤炭的清洁化利用至关重要。而煤制氢恰是煤炭清洁利用问题的极佳突破口。 制氢经济优势明显 从宏观大局考量,煤制氢是极佳选择。从煤制氢自身出发,其抓住了制氢经济性这一“命门”,优势明显。 “在几种制氢路径中,煤制氢最具经济性。”景春梅介绍,这主要表现在三个方面:一是原料的可获得性。我国作为煤炭大国,煤炭在一次能源占比达60%,资源丰富且易得;二是成本较低,煤炭相比天然气等能源具有明显的价格优势。据景春梅透露,天然气制氢成本约为2元/立方米,而煤炭制氢的成本在0.8元/立方米左右,可节约成本近20%;三是技术成熟,产量高。清洁煤化工过程第一步产生的就是氢气,由此煤制氢技术可以追溯到上世纪八九十年代。在此期间,神华、齐鲁石化、茂名石化等煤化工行业龙头企业争相布局,推动了我国煤制氢技术的发展,在一氧化碳转换、氢气分离提纯、大规模空分等关键技术上实现了国产化。可以说,我国的煤制氢技术已较为成熟,且产量高,每年煤制氢产量达千万吨级,可支持规模化应用,这是其他制氢路径不具备的优势。 “过去多年间,煤制氢一直活跃在化工领域,但不被大众所熟悉。近两年,随着环保的要求提高,油品质量升级步伐的加快,煤制氢开始被炼油厂广泛应用。而随着氢燃料电池汽车火热起来,煤制氢作为主要制氢路径之一,也逐渐走进公众的视野。”景春梅介绍。不久前亚化咨询发布的《中国煤制氢年度报告2018》数据证明了这一点:2010年至今,全国新建大型炼厂煤、石油焦制氢项目6套,煤制氢的总规模约为80.5万标准立方米/小时。目前,还有15个拟在建炼化一体化项目,其中11个确定采用煤气化制氢工艺。 储运、环保瓶颈待破解 “借着环保的东风,煤制氢变得热门,站上了风口”,近年来,这一观点开始流行。不过,在景春梅看来,煤制氢虽然优势斐然,潜力无限,但说迎来风口还为时尚早,要突破三方面的瓶颈。 一是储运。我国煤炭集中在三北地区,煤化工产业也集中在三北地区,但能源消费基本集中在长三角、珠三角等经济发达地区,这就会产生储运问题。“煤气化制氢后,怎么运输,怎么储存?煤制氢不像天然气已经建立了大规模的管道运输体系,所以现在都是用车辆运输。但车辆运输有运输半径,一般100千米以内的运输距离还具有经济性,超过这个距离后运输成本变高。如果加上高昂的运输成本,煤制氢的经济性将大打折扣。”景春梅表示。 二是环保。煤制氢面临碳排放处理的问题。对此,景春梅介绍,虽然目前已经有配套的技术方案解决碳排放的问题,如碳捕捉与封存、IGCC等,国内也建设了相应的示范项目,但目前成本太高,尚不具备规模化推广的条件。煤制氢需要很好地把这样一个环保瓶颈解决,否则将来的发展可能受限。 第三是安全。目前,煤化工项目还要更好地解决气化炉安全稳定、长周期运行的问题,煤制氢也需要突破这一共性瓶颈。 “从煤制氢自身出发,要很好地解决上述三个问题,它才会真正地启动风口,迎来春天。从宏观全局出发,包括政策、上下游企业在内的诸多环节也有各自的短板要补。”景春梅表示。一方面,从政策来看,近几年我国出台的如《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》《国家创新驱动发展战略纲要》等诸多规划、政策中均能看到氢能、燃料电池汽车的身影,但专门针对氢能发展的专项政策目前尚未出台,也缺乏进一步往下落实的配套政策。而煤质氢作为氢能产业链中的一环,当然也缺乏更加细致的规定。若要煤制氢“挑大梁”,还需要填补政策方面的空白。 “另一方面,煤制氢的发展依赖于整个产业上下游的整体布局,不能只盯着制氢这一个环节。”景春梅分析,“单打独斗等不来‘春天’。煤制氢项目建设需要对当地的资源情况、园区建设、交通布局、基础设施建设、原料供应等因素统筹考量。煤制氢产业还需要吸引更多的企业,尤其是实力雄厚的大企业参与进来,推动储运等基础设施建设,充实煤制氢上下游产业链。”  

    时间:2018-11-05 关键词: 可再生能源 电源技术解析 煤制氢 氢能

  • 我国初具氢能产业化条件

    氢能被称为21世纪的“终极能源”。我国氢能资源丰富,可以通过氢能燃料电池技术整合成为电、热、气一体化的能源利用方式,是实现电网和气网互联互通的重要手段。经过多年积累,我国已初具氢能产业化发展条件。 美国、日本和欧洲等国家都已将发展氢能产业提升到国家能源战略高度。美国能源部出台了USA氢能基础设施计划;德国Power-to-Gas计划目前有23个项目正在运行;日本明确提出要向“氢社会”迈进,致力于推广氢能源发电商业化。国际上,氢燃料电池汽车已进入市场导入阶段。目前,我国乘用车燃料电池寿命超过5000小时,商用车燃料电池寿命超过1万小时,基本满足车辆运行条件;氢燃料电池汽车发动机功率密度已达到传统内燃机水平;氢燃料电池汽车续驶里程达到750公里;氢燃料电池低温启动温度达零下30℃,车辆整体适用范围基本达到传统车水平。预计到2050年全球氢能产业每年可产生4万亿美元经济效益,可与石油产业媲美,可见未来氢能产业发展前景广阔。 近年来,国家一系列政策规划都将氢能发展与燃料电池技术创新提升到国家战略高度。地方政府和企业积极探索氢能产业发展,初步形成包括制备、储运、应用等环节的完整产业链,形成了以北上广为中心的京津冀、长三角、珠三角等主要氢能产业集群,并逐渐辐射到周边地区。例如,河北张家口以服务2022年冬奥会为契机,正打造我国北方氢能产业示范基地。 尽管如此,我国氢能产业发展仍面临两大主要困难:一是核心技术和基础设施制约瓶颈。关键材料尚未实现国产化,催化剂、质子交换膜以及炭纸等材料大都需要进口,且多数为国外所垄断,价格较高;关键组件制备工艺急需提升,膜电极、双极板、空压机、氢循环泵等与国外存在较大差距;相关基础设施建设不足,尤其在加氢站方面,目前日本已建成100座加氢站,欧洲和北美的加氢站规模也分别达139座和68座,我国仅有10座左右。 二是产业政策体系尚未形成。国家有关规划都从战略层面将氢能产业纳入其中,但尚未形成引领氢能和燃料电池发展的政策体系,缺乏具有操作性的实施细则。当前行业发展如火如荼,亟需加强氢能产业顶层设计,引导氢能产业科学发展。建议国家适应行业发展形势,尽快确定行业主管部门,出台专项规划,对加氢站、制氢工厂等审批流程予以规范指导,出台氢能基础设施投资运营和氢能产业化发展的财政支持政策,有效组织产业链企业协同有序竞争,确保行业健康可持续发展。 当前,我国正面临能源革命和产业结构调整的艰巨任务。发展氢能可以部分替代传统化石能源,既是我国能源安全战略的重要组成部分,也是优化能源消费结构的重要途径。此外,发展氢能产业能够有效带动新材料、新能源汽车以及氢储存与运输等高端装备制造业快速发展,鼓励自主创新,实现关键技术突破,对于我国加快产业结构调整、实现高质量发展具有重要意义。

    时间:2018-09-27 关键词: 电源技术解析 氢燃料电池汽车 氢燃料电池 氢能

  • 起步太晚 中国的氢燃料电池该如何赶超国外?

    现在国外的氢燃料电池车是以乘用车为发展主流,然而这种发展模式并不适合我国实际。中国更适合开发氢燃料电池商用车,也就是氢燃料电池巴士,一方面是技术门槛相对较低,另一方面公共交通的平均成本低,还能起到良好的社会推广效果。 在今年5月,国务院总理李克强考察了丰田汽车公司的氢燃料电池车Mirai之后,一时间掀起了业界对氢燃料电池的热烈讨论,以及汽车产业对氢燃料电池的热切追捧。而进入到6月,则曝出了大众集团与氢燃料电池技术公司巴拉德的合作延长至2019年3月。6月21日,奥迪又发出与韩国现代“联姻”共同研发氢燃料电池汽车组件和技术的信号。 就在似乎氢能源技术前景一片大好的趋势下,6月28日在清华大学举办“氢能产业创新发展论坛”上,全国政协副主席万钢却指出,中国与国际燃料电池技术差距明显。诚然,我国目前现在仍将发展重点放在了纯电动汽车上,那么在燃料电池技术上,我们到底与国外差了有多少? 国内外技术差距日益明显 目前新能源汽车有两大主要发展方向,即纯电动车与燃料电池汽车。全球汽车强国都致力于这两类电驱动车型的开发,包括乘用车和商用车。以全球汽车发展趋势来看,相比于氢燃料汽车,纯电动汽车的发展更接近于产业化。近年来,发展氢燃料电池也已作为一个重要方向被列入国家清洁汽车开发计划,然而目前我国氢燃料电池车产业化进程缓慢,氢能源应用距实现大规模商业化运作尚远。 在目前国外已经开始加速氢燃料乘用车市场化的同时,中国国内仍将焦点聚焦于纯电动汽车上。尽管国家出台了许多燃料电池领域的相关扶持政策,也有一些企业开始研究,但多数仍处于实验阶段,同时以商用车为主,乘用车方面未见大动作。 以国内曾多次参展,并且已经开始进行小范围推广的上汽荣威950插电混动燃料电池车为例,对比全球首台量产化氢燃料电池车丰田Mirai,在参数上的差距一目了然。上汽荣威950最大功率为55kW,远低于丰田Mirai的114kW最大功率。同时,在续航里程上,最大400km的续航里程也不及Mirai的502km。而400 W/L系统体积功率密度与丰田Mirai的1400W/L相比也更是差距较大。 除去在核心技术上落于下风,在制氢、储氢以及加氢方面,我国也同样处于落后阶段。 从加氢站建设来看,日、美、德、韩正在大力扩建。东京、名古屋、大阪和福冈四大城市市区和高速公路建设100座加氢站,韩国也拟建50个加氢站。我国目前正在运营的加氢基础设施有12座,在建的有近10座。中国工程院院士干勇认为,虽然我国加氢站当前规模较小,但已暴露一些问题。我国加氢站尚无法按照国际标准实现3-5分钟快速加氢,达不到商业化运营标准。此外,压缩机、加氢机等关键设备选型追求低价,无法满足长期连续可靠运营要求。此外,有关加氢站的规划、设计施工、验收、关键设备选型等方面都缺乏标准。 “氢”装如何前行 中国相比国外同行,在氢燃料电池上起步还是太晚。从2001年开始,我国才开始进行氢燃料电池汽车的研发工作,首次提出氢能产业发展计划是在2016年10月发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》中,之后发布的《中国制造2025》中才明确提出了燃料电池汽车发展规划。而美国的通用在1966年开始研发氢燃料电池汽车,日本的本田则开始于1992年。 现在国外的氢燃料电池车是以乘用车为发展主流,然而这种发展模式并不适合我国实际。中国更适合开发氢燃料电池商用车,也就是氢燃料电池巴士,一方面是技术门槛相对较低,另一方面公共交通的平均成本低,还能起到良好的社会推广效果。 要让氢燃料电池车完全替代现有车型,实现利用氢能的“深绿”阶段,目前来看为时尚早。我们可以先发展轻轨、氢燃料电池大巴等专用车辆,在发展的过程中,逐渐完善加氢站等基础设施,待产业发展到一定阶段,再来发展燃料电池乘用车。此外,氢能利用也不能只着眼于氢燃料电池车,还要推广混氢的利用方式,在容易商业化的“浅绿”阶段加大拓展力度。 同济大学新能源汽车工程中心张存满教授表示,“中国氢燃料汽车技术落后国外发达国家5—10年,起步较晚的中国面临的一个情况是:国外燃料电池汽车已经突破了技术难关,开始攻克成本和服务设施了,而国内仍然面临着技术问题。差距保持在5年左右还有机会追赶,若超过10年,追赶起来就会非常吃力了。” 而万钢也建议,近期有必要建立燃料电池检测平台,对国内外的燃料电池产品进行对比测试,以确定具体差距。并且,通过长期与国际的合作,建立统一的燃料电池产品检测和技术标准。他说,“这对于燃料电池汽车产业化十分重要。” 燃料电池汽车代表着新能源汽车革命的终极方向之一,对于改善未来能源结构、发展低碳交通具有深远意义。当前,世界各国对于燃料电池汽车的关注不断升温,已有一些产品投放市场,进入产业化初始阶段。与此同时,中国燃料电池汽车虽也已获得一定的发展,但在关键材料、关键零部件和整车集成等方面与国外先进水平相比仍有一定差距。站在新能源汽车发展的风口上,必须充分认识到燃料电池车的重要地位,未来对能源多元化战略给与足够的重视与支持。

    时间:2018-07-11 关键词: 燃料电池 电源技术解析 氢燃料电池 氢能

  • 氢燃料汽车的现在与未来

    氢燃料汽车的现在与未来

    氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置(单纯依靠燃烧氢来驱动的“氢内燃机”,也曾出现过,比如宝马的氢能7系)。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车样,因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。下面就随汽车电子小编一起来了解一下相关内容吧。 ●追求终极化的汽车 当代清洁能源汽车已进入一个多元化、多样化、多维化发展的世纪,在电动汽车领域,特别是纯电动汽车的发展居主导地位,不过要说明,FCEV也是属于电动汽车序列中一种重要的,理想的新兴产品。 当代,全世界,当然也包括我国正掀起一股FCEV热,这是由于FCEV在相当长时间的创新,积累,进化的实验性试制和试用过程中,已经在相关的不少科技领域取得突破性进展,这无论是在原理上验证,结构上整合,功能上进步都有了很好的显现,已形成一种波浪式轧迹上的跃迁,可以说我们已经看到了FCEV走向产业化的总趋势。 由此国内外一些科学家、工程师、学者和企业家再次提示:FCEV可能是汽车一种终端产品,而且会很好的引发令人十分向往的氢经济社会的来临。在最近的一些汽车产业论坛上,汽车及相关业界人士对发展FCEV表现出更有信心,认为不应再停留在示范上,而应该大力推动商业化的进程,这是对推动实体经济向新型方向发展,推动汽车产业由大变强的有力举措之一。 那么到底FCEV有那些优势呢?请看,作为FCEV主要能源的氢,能量密度相当的好,我们以世界标准的KW·h/kg为系数,氢能为33.3,天然气13.8,汽油12.1,煤气8.4,氢能比汽油高出2倍多;氢作为二次能源,其资源十分丰富,只要有水就可以制氢,还有其他众多产氢方法,是人类社会用之不尽的“氢矿”;FCEV运行中排放出只是水,无论是对大气的污染还是温室气体都应是“零”;当前FCEV一次充气,可跑700公里,充气只用3分钟,而且还在不断提升之中;当前FCEV的制氢用氢成本昂贵,但要多看前景,可能10年前后,可达到与传统内燃机运行同等价格,然后继续下降,到2050年基本上可能实现氢气零成本运行;不久未来同样可以出现FCEV的智能化车辆,特别是要注意克服氢能不安全运作一些隐患,成为更安全的产品。   氢燃料汽车的现在与未来 当然,当前一些人士认为氢能备制和应用成本很高,高纯度的氢提炼难度大,这些劣势是很难克服的。我想用全息论中的演化推理方式,即溯因法来分析,即事物的发展分为可逆的和不可逆的。如我们用汽柴油汽车,必然会产生大气污染和温室效应,虽然可以减少但不会排除,而氢气则是无害无毒的,氢气当前的高成本问题是可以克服的,前者属于不可逆性,后者属可逆性,就是说我们以此为依据对事物的现状和未来把握其本质问题,而确定其目的性,这就证实为什么人们要用二百多年这样漫长的历史,坚持不懈的去探索,研究氢气和燃料电池问题,可以说一门重大的科学的应用多是经历着一个孕育到诞生,再到发展壮大的自然历史过程,这是历史进化的必然规律,也是最终要完成目标的重要因素。 FCEV既是一种古老又新型的高科技产品,它的悠久历史可追溯到二百多年的历程。在1801年英国科学家H·Davy发明了燃料电池的原理;1889年英国科学家Mond首先用工业煤和空气合成装置制氢,并正式用上燃料电池的命名;20世纪50年代,英国剑桥大学教授培根用高压氢试制成功5kw的燃料电池,在试验室中应用;1965年美国GE公司把燃料电池装上阿波罗(Appollo)登月飞船,提供电力;2002年美国总统布什制订《自由汽车计划(Freedom CAR)》,研究应用燃料电池汽车产业化问题,为此提供FCEV的不断探索留下不少经验和教训;2003年美国提议成立《氢能经济国际合作伙伴(IPHE)》,美国和西欧等15个国家都参与了,中国也在其中,2004年5月第二届IPHE指导委员会议就是在北京人民大会堂召开的,2007年美国通用汽车公司和加拿大知名的巴拉德燃料电池公司,在雪佛兰Equinox轿车装上燃料电池进行试运行,至今还在继续改进实验中;同年欧盟提出《欧洲清洁都市交通计划(CUTE)》,拟在阿姆斯特丹、汉堡、伦敦、卢森堡、马德里、斯德哥尔摩等城市开展燃料电池公共汽车示范运行;2011年德国戴姆勒·奔驰汽车公司开展了FCEV全球巡展演示,投入Citano燃料电池客车36辆,由20个交通运营商负责进行巡展,其全程运行已达480万公里;欧盟在2014年发布《地平线2020年计划》,指出到2020年,燃料电池各种车辆应用要达到20万辆,加氢站1000座,氢气来源50%以上来自非石化能源生成的,成本要下降90%;2015年5月国际第23届IPHE指导委员会在我国武汉召开,很好的交流了国际对氢能和燃料电池的最新进展,以及下一步计划,也为我国加强国际上合作,共享资源提供了好机遇;2016年5月《亚洲氢能与燃料电池大会》在上海召开,并举办展示,特别关注的是制氢和燃料电池的装备,对发展FCEV起到很好助推作用。 这里要指出,国际汽车界人士认为2015年是FCEV的元年,这主要以日本丰田的“未来”(Mirai)正式进入初期的商业化运作为标志而提出的,Mirai功率113kw,扭矩335N·M,相当于2.0发动机轿车水平,续行500公里,在日本成本720万日元,政府补贴200万日元,市场售价500万日元(约折合26万元人民币),这和“皇冠”轿车价格差不多。丰田2015年产销700辆,2016年1600辆,其中三分之一出口,2017年计划3000万辆,2020年为迎东京的奥运会,计划推出3万辆。与此同时,本田、三菱、马自达、大发等公司也都抛出具有自己特色的FCEV,本田的ClarityFCEV续程已达589公里。近来,日本通产省公布《燃料电池汽车战略路线图和氢能社会白皮书》提到,2025年实现200万辆的目标,2030年加氢站达1800座,相应对质量,成本和配套工程设施都要很好改善,形成规模化能力走向市场。 中国也是十分重视和积极发展FCEV的国度。早在20年前的“十·五”的863重大专项中,就明确指出要支持FCEV的研发,拨款3.8亿元;到“十一·五”和“十二·五”规划中,在节能与新能源汽车重大项目中,都把FCEV列为重点项目,支持发展;2014年1月《中国燃料电池技术创新战略联盟》在上海成立,同济大学、清华大学、武汉理工大学、重庆大学参与,一汽、东风、上汽、长安、奇瑞等汽车及零部件企业都参与,燃料电池及其附属企业也参与,目的是加紧实行产、学、研联合,更好攻克核心技术,加强FCEV产业更好更快发展;今年4月,三部委关于《汽车产业中长期发展规划》中,对FCEV的战略地位进一步加强,提出三个时间节点要求,2020年在特定地区的公共服务车辆领域进行小规模示范应用,2025年私人用车和公共服务用车领域批量应用,不低于1万辆,到2030年在私人乘用车,大型商用车领域进行规模化推广,不低于10万辆。与此同时,三部委发布《2016-2020新能源汽车推广应用财政支持政策通知》中指出,在2017-2020除燃料电池汽车外,对其他新能源汽车的补助标准实行必要的退坡,而燃料电池汽车补助保持不变,甚至个别车种还有所提高。由此可见国家在宏观层面,对氢能和燃料电池汽车给予越来越重视和支持。[!--empirenews.page--] 在企业层面,我国第一辆FCEV于1999年12月在清华大学试验成功。2001年12月美国通用汽车公司和上汽集团合资的泛亚技术中心,研制出“风凰”FCEV。2008年北京奥运会上,有20辆各种燃料电池汽车在会上示范运用,2010年上海世博会上有40辆各种燃料电池汽车,供大会交通示范运行。2014年上海荣威950第四代FCEV产出,行程400公里。宇通客车公司是首家推出燃料电池客车,2014年9辆,2016年100辆,2020年计划4000辆,宇通第四代燃料电池客车,续程600公里,成本下降50%,加氢10分钟。北汽福田汽车公司也推出“欧辉”牌燃料电池客车,计划28辆,送广州和佛山地区进行示范运行。东风汽车公司第一款EQ5080型燃料电池厢式运输车已问世,续程305公里。据统计目前为止,我国共研发试制出200多辆各种燃料电池汽车在各个时间段进行示范运行。2017年6月2日工信部公布公告《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中,就包括有燃料电池客车5种,专用车及卡车2种,如果加上2016年公布燃料电池轿车1种,则FCEV在国家目录中共计有8种车型,确认正式列为商品对待,但目前产量还很少,急待改革和改进。 ●激发氢能的巨大潜力 氢能作为燃料电池的“燃料”,非常重要,一定要先行一步。 氢作为一种无色、无味的气体,广泛的分布于地球的地表、地幔、地核和大气层中,是宇宙中最为重要,质量最轻,最为清洁、最为丰富元素之一。 氢主要以化合物形式生存,最突出表现是水,氢占水总质量1/9,如果用电解水制氢,能量密度很高,其效率可达80%;氢还生存于一些矿物质中,如绿柱石,锂电气石,顽火辉石的结构中,多以极少量气态生存;氢还分布于地球不同气层中,含量随高度不同,也有少 量的氢气存在;更有趣的是氢气还是生命组成的一种元素,在人体中有81种元素,氢占10%,仅次于氧和碳,居第三位,所以氢也可称得上一种有机物的物种。 氢还有一个重要作用,即氢的同位素将对正在开发和试验的核聚变电站提供基础原料,我们曾用“氕”表示氢,它的同位素“氘”“氚”,也叫重氢,资源极为丰富,而且无辐射危险。大家都知道,人们先发明原子弹,后来又发明氢弹,实际上是核裂变和核聚变的理念和应用的革命性变化。欧盟认为到2035年核聚变电站可以投入商业化应用,我国专家认为到2040年有可能投入应用,目前我们和美、英、法、日、德等国家已多年组成联盟,共同开发核聚变电站。可以预言如果核聚变电站投入应用,那时用电几乎不用花钱,太便宜了,而且很安全,没有放射性,非常干净、无害,被称为“仿造太阳的工厂”。 氢在人为状态下形成三种形态:气体氢:这已成为氢的常态,是衡量氢物理和化学质量的标准形态;液态氢:目前多用高冷却方法形成的,要在零下253℃时,可促使氢液化,如现在太空火箭上的推动燃料就是用液态氢;固态氢:在超高压下,促使液氢向具有导电金属特性的固态氢出现,所以也叫金属氢,它具有很好的超导性和超级能量,在航天、航空和军工上有特殊用途,民用工业也有很好用途。 氢的备制历史也是很长,而且方法非常多样化,因时因地而宜,同时要求要不断改进创新之中。有电解水制氢、水煤气法制氢,、石油热裂合成和天然气热合成制氢、焦炉和煤气冷冻制氢,电解食盐水的副产氢、酿造工业发酵制氢、甲醇裂解吸附制氢、铁与水蒸气反应制氢等。当代比较新的制氢方法,如生物质制氢,微生物酶制氧、海水淡化制氢,可再生能源,如风能、太阳能、水能、地热能、海洋能发电制氢,如我国已建成海水淡化工程103个,总规模90万吨/日,并推广淡化水制氢示范工作。 氢的储存,包括民用和工业用气源以及交通工具,如FCEV气源的存储方式,有加压气态储存,目前国际上FCEV储氢罐压力达70Mpa已比较常用;液态储氢,对储氢罐技术要求高,罐内温度和外面温度相关很大,内部容器构造复杂,防止产生热漏,在FCEV上也有选用;金属氢储存是应用氢和多种不同金属化合之后生成金属氢化物,如铝、钒、镁、稀土系等,这种方法具有较大储氢容量,单位体积储氢密度好,储氢循环寿命长,成本低;还有非氢化物储存,如氮、硼、硅、甲醇等氢寄存其中,当化合物化解时放出氢,比较新型的纳米碳储氢,在碳微孔中存储大量氢,是一种有前景的储氢手段,还有碳纳米管电化储氢,已证实具有较高储氢量,具有良好应用前景,在FCEV都在选择之中。 氢气输送和加注。氢的运输对气态和液态已经实现大规模应用。由于用户和要求不同,氢气可以用管网,也可与天然气输送管共用,还有通过储氢容器装在车、船上,管网适应于量大的需求,船运、车运则适应分散的场合。 当前,对FCEV推广来说主要是建设加氢站问题。世界上第一座FCEV加氢站是1999年5月在德国慕尼黑机场建成。目前国际上已有加氢站主要以水电解制氢为主,少部份采用天然气水蒸气重整制氢,也有的是运氢到加氢站的。到2016年1月全球已设立290座,其中日本28座、欧洲97座、美国75座、韩国80座、中国4座、澳大利亚1座。中国加氢站分布在北京、上海、广州、郑州,今后将会在FCEV示范区建设加氢站,2017年中科院大连化物所与同济大学发明以风能与太阳能结合制氢的加氢站,每日可供200台FCEV续程800公里的需求。美国海德利森已到国内设立移动式加氢站业务,寻求合作建氢站。预计到2020年全球将出现5200座加氢站,比目前的增长18倍,以适应发展FCEV的需求。 据Persistence市场研究公司预测,到2020年全球氢气需求量将从2013年的2553亿立方米,增加到3248亿立方米,增长27%,其中特别是中国,将是全球氢能需求和生产第一大国。 氢能有这么多优势,但人们对氢能安全仍有担心,认为氢能属于一种易燃爆气体,特别是扩散度相当的快,当和空气接触时,形成混合气体,燃爆极限更宽。为此我专门请教了有关专家,得到答案,是认为氢气燃烧时容易快速喷发,但属直线式形态而逃逸,不像汽柴油那样燃烧后,不易疏散滞留性大,停留散发在原地带,所以氢燃烧危险不比汽柴油燃烧高,同时近来人们对氢的制备整个过程的泄漏、静电、电气防爆、脆化等不安全因素,大力进行改进,在实用中已取得比较好的安全验证。如本田2017年的Clarity已开始在日本本土和美国出售,燃料电池的3个储存罐嵌在底盘架上,这样虽然对车辆底部振动,环境恶劣,容易受碰撞,他们认为在技术上已得到反复测试可以放心使用,而客车多把氢罐放在车顶,出事故时对车内影响不大。但车企认为尽管有了这些安全举措,对氢能安全问题仍不能自满,仍作为全产业链的安全举措,持续不断改进,不断提升安全可靠的水平。[!--empirenews.page--] ●围剿燃料电池系统的瓶颈 燃料电池作为FCEV的动力是其核心组成部分,某种程度说燃料电池的创新水平,将决定着FCEV的产业化历程。 有人以为燃料电池以“燃”字当头,是否由于燃烧资源而获取能量的,其实不是,燃料电池是依赖其装置中的氢气和吸取空气中的氧气,通过化学反应直接转化为电能的发电装置。 当代,燃料电池按照其电解质,工作温度和不同用途,划分为五种类别产品。即碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、和质子交换膜燃料电池(PEMFC),在FCEV上几乎全部应用质子交换膜燃料电池。这是因为:它的热质量效率高,在理论上达83%,实际上已接近70%,它的电堆层面均是固体结构,在车载各种条件下,和整车相应结构变形时,不受振动因素影响;它相对于其他燃料电池的工作温度是最低的,处于40-80℃之间,对车辆的环境适应性好;多少年来的创新努力,其关键的材料和零部件质量与水平已取得突破性进展,应用条件趋于成熟,成本大大下降,很有利于产业化发展。 对PEMFC来说当前最为突出的核心技术。如碳载体的催化剂是构成燃料电池应用的离子导电性,电池密度强度,电化学的效率和稳定性,以及电堆寿命有着很大关系,而催化剂上多用贵金属,如铂、钌,开始时,这已是四、五十年前时候,铂用量是5mg/cm2,到上世纪90年代降到0.5mg/cm2,当前更进一步的降到0.2mg/cm2,日本业界称他们的PEMFC铂用量可降至0.1mg/cm2,这已和内燃机排放三元催化器铂用量相等同,近来美国业界称拟研发不用贵金属,用一种石墨烯或二硫化钼材料替代,成本可大量下降,对产业化应用很必要;如质子交换膜,在电化学的应用上和催化剂性质有很多相同之处,同样构成关键因素,它和其他燃料电池的电源隔膜很大不同,它不只是一种隔膜材料,更是电解质和电极活性物质的基底,通常的电池隔膜是属于多孔的,而质子交换膜是一种可选择性透过膜,几乎为国际上膜企业所垄断。近日开展的汽车论坛上,专家认为我国对质子交换膜燃料电池有了很大进步,但关键材料和零部件的国产化率还低,现在在50%左右,力争2020年达到70%,我们在一些关键的材料和零部件上还处于“新手”状况,急需提升。 当前我们的FCEV已经历了不短时段坚苦努力,在科技上有了很大进步,但在产业总体上仍处于萌芽状况,专家认为不要再犯慢步走毛病,跟随着、分散化、同质化老毛病,则有可能会陷入“中等收入陷阱”中,这样可能对FCEV发展很不利。为此我们要认真学习习总书记关于科技转化为生产力的重要论述。习总书记说“我们必须认识到,从发展主导国家命运的决定 性因素是社会生产力,和劳动生产率,只有不断的进行科技创新,不断的解放社会生产力,不断的提高劳动生产率,才能实现经济社会持续健康的发展,避免陷入“中等收入陷阱”。这很深切的告诉我们,创新科技目的是要加快转化为社会生产力。为了加速发展我们的FCEV事业,必须紧紧抓住科技创新的“牛鼻子”,从氢能和燃料电池的核心带,从FCEV整体的产业链特色和国情出发,大力加强科技创新驱动力,大力加强对材料和核心零部件的基础研究和应用,使之尽快尽好的把科技转化为社会生产力和社会劳动生产率上,这也可以说是实行FCEV发展供给侧结构性改革的一个关键点。 这样,我们设想是参照电动车“三纵、三横技术路线”,进一步实施“三纵、三横、三平台的FCEV产业化路线”上。更多的从商业模型,也可能说是系统工程模型上,思考FCEV的战略、策略,从整体上有效控制和实施FCEV产业化发展的路线图。 这里“三纵”是指:纯氢能燃料电池汽车,甲醇燃料电池汽车和氢电混合燃料电池汽车,这是当前构成FCEV的基本结构车型;“三横”是指:质子交换膜燃料电池系统,电控 这里“三纵”是指:纯氢能燃料电池汽车,甲醇燃料电池汽车和氢电混合燃料电池汽车,这是当前构成FCEV的基本结构车型;“三横”是指:质子交换膜燃料电池系统,电控及安全控制系统和关键材料和零部件系统,这是构成FCEV核心技术运作方向和基础研发和应用的要害;“三平台”是指:国家政策引导和支持平台、新型FCEV整体设计和智能化融合发展平台和社会基础设施和服务平台。在FCEV初期平台,作用至关重要,是FCEV走向规范化发展内涵的重大要素,这样“三纵、三横、三平台”构成了新型FCEV产业化系统工程架构,具有综合、生态、包容、开放、融合、可控、集成、动态、重组、突变的能力,对建立FCEV的实体经济实力,建设自主品牌力,提高国际竞争力具有现实的可操作指导意义。 ●氢能经济社会的曙光 在上世纪70年代初,世界上发生了第一次石油危机,在美国许多汽车因缺石油停驶了,电厂停电了,对人们生活和社会影响很大,于是美国通用汽车公司提出 “氢经济”概念,设想汽车能不能不用石油,而用氢能。在近半个世纪来氢能得到了巨大发展,即使当前对氢能应用还有许多重大困难,但氢能运行的科技和生产力都得到全世界,包括联合国的认可,这成为新兴能源归宿的规律。在新世纪,人们不仅是对石油资源很感紧张,即使发现页岩气或是海底可燃冰,但总有用完的日子,更重要的是汽车的石油能源的大量燃烧排放出毒气,形成对社会上污染,一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化物和PM2.5,以及汽车的二氧化碳排放,问题越来越突出,因此,使人们的生活和生产受到越来越重的伤害。举个例子,一辆汽车每烧3.8升汽油,将向空气排放42.3公斤二氧化碳,现世界上有12亿辆汽车,2030年将达到23亿辆汽车,如果不加严格治理,促使两极的雪快速融化,有些海洋小岛国家已经被淹没,跑出逃命,再就是多少年份后,海水上涨,包括纽约、东京、伦敦、上海……城市也会被海水淹没,地球气候灾害频发,这已成为全世界各个国家的共识。去年在巴黎召开的全球气候会议,通过了《巴黎气候协议》,有170多国家确认,这是继《京都议定书》之后,第二份具有国际性法律约束的历史性协定,中国提出按《共同但有区别责任原则》,坚决执行协议精神和组织实施。俗话说:“人无远虑,必有近忧”,而正是氢为替代石油找出一条出路,很现实的路子,尽管困难相当的大,但“氢经济”步代迎难而上,也就顺理成章了。[!--empirenews.page--] 那么到底什么是氢经济社会呢?氢经济本质就是应用一种非常规的全新的科学范式,用以逐步替代石油和天然气能源,更好成为建设绿色低碳和可持续发展的新型社会和改变生产和生活方式重大基础,有助于人类社会从信息年代,后信息社会,以及向生物年代方向发展,信息时代使世界成为一个村庄,而生物时代又会怎样使我们世界成为一个家,未来更加幸福完满的经济新态势,让我们激动不已。 我们说能源是人类社会赖以生存与发展的基础,请看人类社会的不断发展进步与新能源应用有那些关系?大家都知道,在50万年前,人类发明了火,实现了刀耕火种,促使人类从原始社会迈向开始具有理性和文明社会的第一步,即远古时代走向农业时代;到了18世纪中叶,人类发明了用煤推动社会进步,首先是发明了蒸气机,甚至有蒸气汽车的初始原型,接着煤发电也应用于火车、冶金、采矿、纺织、轮船上,促使人类开始实现工业化革命,英国是带头者,为工业社会的来临创造了条件和经验,于是煤电时代来临了;到19世纪未,以石油能源为主导的年代开始了人类社会进入石油能源时代,1854年美国宾夕法尼亚州打出世界第一口油井,1886年德国本茨·戴姆勒研制出世界第一辆汽车,到1878年爱迪生发明电灯原理种种工业革命种子,给石油工业的大发展带来了巨大推动力,石油作为二次能源促进世界产生巨大进步,跟着天然气也大量的应用,又加大了化石能源作用,促使全球经济发展激增,于是飞机、轮船、电力机车、发电站、汽车以及电视、电子计算机,互联网都得到巨大增长,石油能源成为人类社会现代化文明的基石。 进入21世纪,随着人类信息产业的巨大发展,推动了众多高新能源科技的发达应用,包括核能、煤电、水电,以及太阳能、风能、地热能、潮汐能等众多能源的出现,人类社会进入了多元化能源发展年代,但化石能源会在相当时段占居主导地位。现在化石能源最突出的问题是对,大气污染和温室气体效应问题,促使世界不得不加快开发可再生能源和氢能源问题,至今还很难说那一种能源能起到主宰作用,还在不断摸索求进之中,正是由于氢能的诸多优点和实践上效应,世界各国比较一致认为氢能可能在本世纪下半世纪逐步起到主导作用的可能性大大增加,于是氢能时代即将到来,特别是氢能源汽车也成了追逐的焦点问题,氢能可能是人类社会终极能源的说法也相应的确立,于是氢经济社会兴起了。 那么我国对发展氢经济社会有那些特色呢?这可能是:发展氢能这是贯彻我们国家发展清洁能源的重大战略之一。今年6月7日在北京召开了第八届清洁能源部长及专业会议上表达:中国将坚持节约资源,保护环境,改善能源结构,发展清洁能源的基本国策,共同推动全球走绿色、低碳、循环,可持续发展之路,这也是对氢经济和FCEV的发展是很大的鼓舞和支持;加大对应用氢能的宣传和教育工作,要把氢能的优势和可克服的劣势向广大人民和各级政府多宣传和解说,同时在初期推行阶段,政府和广大人民的支持是非常重要的,氢能作为新事物,最需要的是思维上认同和支持;加速氢能标准的制定,目前国际上ISOTC197和IECTC105正在制定和修正国际氢能标准,这样我们对氢能标准体系,如产品和服务设计,制造和运输,也要拿出与国际水平相对等,表现高度化新的标准体系,促进氢经济在高水平上运行;要加速燃料电池汽车的规模化发展,现在情况看我们发展速度和水平明显居于低位,首先要加速FCEV的发展,当前不管是什么能源汽车都是在现代生活中奠定重要地位,是不可缺少一部分,而氢能交通地位却在不断提升,我们要把氢能交通扩充到动车、轮船、飞机、潜艇、无人机机上应用,这在国际上都已用上了,要让我们交通体系能源有一个新的变革;要设法将氢能进入农民家庭,特别是深山老林地带,让一些缺电地带居民都能用上电源,分布式、自发电和网络化这在不少国家已经都在试行,甚至进入常态。如冰岛虽是小国,但已较早以地热能为燃料电池融合发电,为全岛人民造福。我在美国芝加哥就参观过社区燃料电站网络化供电,既是商业性,又是服务性,搞起社区电力的生态圈,让每一居民都得到氢能的红利,这种全民化的福利是完全可以做到了;加快核聚变能源发电,今年6月6日《国际热核聚变实验堆计划(ITER)》在巴黎召开,我国是ITER成员国之一,参加了会议,会议研讨,加快利用可控的核聚变为人类输送巨大清洁能源的可行性,我方鼓励在国际上的优秀华人,学者,能投身于ITER计划和国内核聚变事业上作贡献;把发展氢能与“一带一路”宏伟事业结合起来,氢能作为新科技,新业态,不少项目可以用上,只有可能我们都要尽力而为,在氢能产业链上开展众多可能的合作和应用,走出去,引进来,成为“一带一路”一个亮点;大力培育氢能专业人才,支持领军人才、高级科技人才、高技能人才,突出营造有利于氢能基础研发、产业化创新、市场营销的良好环境和人才激励机制,发挥人才为创新驱动发展上关键作用;努力推动燃料电池便携式设备的研发和应用,当前这种产品已成为时尚化,智能化,特别是对地质探测、渔民、军队、探险人士应用,现在还可以为手机、计算机、数码相机上充电,国际上已充许民航机携带便携式燃料电池设备;要把氢能装置和智能装置和智慧城市和信息网络化结合起来,尽可能使氢能走向智能化,如2016年联合国在江苏的如皋设置中国首个《联合国氢能经济示范城市》,一些氢能专家聚集这个美丽的苏北小镇,为开发氢能,发展氢经济把脉献策,开展具有中国氢能特色的城镇化和绿色经济,计划在“十·三五”未,如皋的氢能经济达100亿,目前已拥有百应能源,泽禾新能源、南通亚曼汽车等十多家氢能和燃料电池关键材料和零部件落户,加拿大的知名的燃料电池巴拉德公司也到如皋进行有关氢能项目的合作。还有郑州、佛山,青岛等城市也要建设氢经济示范城市在规划中;实实在在的贯彻氢能与燃料电池产业的“三纵、三横、三平台”产业化路线图,要尽一切力量尽快把科技转化为生产力,把氢能促成商业化,为全球全国人民造福,这一点非常迫切的重要的。 最后,让我们以李白诗句“腾身转觉三天近,举足回首万岭低”的气度,让大家都行动起来,继往开来、砥砺奋进、奋发图强,投入发展氢能与燃料电池产业大潮中,迎接氢经济社会的早些到来。[!--empirenews.page--]

    时间:2017-06-24 关键词: 燃料电池 电池系统 氢能

  • 氢燃料汽车的现在与未来

    氢燃料汽车的现在与未来

      氢燃料电池指的是氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置(单纯依靠燃烧氢来驱动的“氢内燃机”,也曾出现过,比如宝马的氢能7系)。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机就像纯电动车样,因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。 ●追求终极化的汽车 当代清洁能源汽车已进入一个多元化、多样化、多维化发展的世纪,在电动汽车领域,特别是纯电动汽车的发展居主导地位,不过要说明,FCEV也是属于电动汽车序列中一种重要的,理想的新兴产品。 当代,全世界,当然也包括我国正掀起一股FCEV热,这是由于FCEV在相当长时间的创新,积累,进化的实验性试制和试用过程中,已经在相关的不少科技领域取得突破性进展,这无论是在原理上验证,结构上整合,功能上进步都有了很好的显现,已形成一种波浪式轧迹上的跃迁,可以说我们已经看到了FCEV走向产业化的总趋势。 由此国内外一些科学家、工程师、学者和企业家再次提示:FCEV可能是汽车一种终端产品,而且会很好的引发令人十分向往的氢经济社会的来临。在最近的一些汽车产业论坛上,汽车及相关业界人士对发展FCEV表现出更有信心,认为不应再停留在示范上,而应该大力推动商业化的进程,这是对推动实体经济向新型方向发展,推动汽车产业由大变强的有力举措之一。 那么到底FCEV有那些优势呢?请看,作为FCEV主要能源的氢,能量密度相当的好,我们以世界标准的KW·h/kg为系数,氢能为33.3,天然气13.8,汽油12.1,煤气8.4,氢能比汽油高出2倍多;氢作为二次能源,其资源十分丰富,只要有水就可以制氢,还有其他众多产氢方法,是人类社会用之不尽的“氢矿”;FCEV运行中排放出只是水,无论是对大气的污染还是温室气体都应是“零”;当前FCEV一次充气,可跑700公里,充气只用3分钟,而且还在不断提升之中;当前FCEV的制氢用氢成本昂贵,但要多看前景,可能10年前后,可达到与传统内燃机运行同等价格,然后继续下降,到2050年基本上可能实现氢气零成本运行;不久未来同样可以出现FCEV的智能化车辆,特别是要注意克服氢能不安全运作一些隐患,成为更安全的产品。     当然,当前一些人士认为氢能备制和应用成本很高,高纯度的氢提炼难度大,这些劣势是很难克服的。我想用全息论中的演化推理方式,即溯因法来分析,即事物的发展分为可逆的和不可逆的。如我们用汽柴油汽车,必然会产生大气污染和温室效应,虽然可以减少但不会排除,而氢气则是无害无毒的,氢气当前的高成本问题是可以克服的,前者属于不可逆性,后者属可逆性,就是说我们以此为依据对事物的现状和未来把握其本质问题,而确定其目的性,这就证实为什么人们要用二百多年这样漫长的历史,坚持不懈的去探索,研究氢气和燃料电池问题,可以说一门重大的科学的应用多是经历着一个孕育到诞生,再到发展壮大的自然历史过程,这是历史进化的必然规律,也是最终要完成目标的重要因素。 FCEV既是一种古老又新型的高科技产品,它的悠久历史可追溯到二百多年的历程。在1801年英国科学家H·Davy发明了燃料电池的原理;1889年英国科学家Mond首先用工业煤和空气合成装置制氢,并正式用上燃料电池的命名;20世纪50年代,英国剑桥大学教授培根用高压氢试制成功5kw的燃料电池,在试验室中应用;1965年美国GE公司把燃料电池装上阿波罗(Appollo)登月飞船,提供电力;2002年美国总统布什制订《自由汽车计划(Freedom CAR)》,研究应用燃料电池汽车产业化问题,为此提供FCEV的不断探索留下不少经验和教训;2003年美国提议成立《氢能经济国际合作伙伴(IPHE)》,美国和西欧等15个国家都参与了,中国也在其中,2004年5月第二届IPHE指导委员会议就是在北京人民大会堂召开的,2007年美国通用汽车公司和加拿大知名的巴拉德燃料电池公司,在雪佛兰Equinox轿车装上燃料电池进行试运行,至今还在继续改进实验中;同年欧盟提出《欧洲清洁都市交通计划(CUTE)》,拟在阿姆斯特丹、汉堡、伦敦、卢森堡、马德里、斯德哥尔摩等城市开展燃料电池公共汽车示范运行;2011年德国戴姆勒·奔驰汽车公司开展了FCEV全球巡展演示,投入Citano燃料电池客车36辆,由20个交通运营商负责进行巡展,其全程运行已达480万公里;欧盟在2014年发布《地平线2020年计划》,指出到2020年,燃料电池各种车辆应用要达到20万辆,加氢站1000座,氢气来源50%以上来自非石化能源生成的,成本要下降90%;2015年5月国际第23届IPHE指导委员会在我国武汉召开,很好的交流了国际对氢能和燃料电池的最新进展,以及下一步计划,也为我国加强国际上合作,共享资源提供了好机遇;2016年5月《亚洲氢能与燃料电池大会》在上海召开,并举办展示,特别关注的是制氢和燃料电池的装备,对发展FCEV起到很好助推作用。 这里要指出,国际汽车界人士认为2015年是FCEV的元年,这主要以日本丰田的“未来”(Mirai)正式进入初期的商业化运作为标志而提出的,Mirai功率113kw,扭矩335N·M,相当于2.0发动机轿车水平,续行500公里,在日本成本720万日元,政府补贴200万日元,市场售价500万日元(约折合26万元人民币),这和“皇冠”轿车价格差不多。丰田2015年产销700辆,2016年1600辆,其中三分之一出口,2017年计划3000万辆,2020年为迎东京的奥运会,计划推出3万辆。与此同时,本田、三菱、马自达、大发等公司也都抛出具有自己特色的FCEV,本田的ClarityFCEV续程已达589公里。近来,日本通产省公布《燃料电池汽车战略路线图和氢能社会白皮书》提到,2025年实现200万辆的目标,2030年加氢站达1800座,相应对质量,成本和配套工程设施都要很好改善,形成规模化能力走向市场。 中国也是十分重视和积极发展FCEV的国度。早在20年前的“十·五”的863重大专项中,就明确指出要支持FCEV的研发,拨款3.8亿元;到“十一·五”和“十二·五”规划中,在节能与新能源汽车重大项目中,都把FCEV列为重点项目,支持发展;2014年1月《中国燃料电池技术创新战略联盟》在上海成立,同济大学、清华大学、武汉理工大学、重庆大学参与,一汽、东风、上汽、长安、奇瑞等汽车及零部件企业都参与,燃料电池及其附属企业也参与,目的是加紧实行产、学、研联合,更好攻克核心技术,加强FCEV产业更好更快发展;今年4月,三部委关于《汽车产业中长期发展规划》中,对FCEV的战略地位进一步加强,提出三个时间节点要求,2020年在特定地区的公共服务车辆领域进行小规模示范应用,2025年私人用车和公共服务用车领域批量应用,不低于1万辆,到2030年在私人乘用车,大型商用车领域进行规模化推广,不低于10万辆。与此同时,三部委发布《2016-2020新能源汽车推广应用财政支持政策通知》中指出,在2017-2020除燃料电池汽车外,对其他新能源汽车的补助标准实行必要的退坡,而燃料电池汽车补助保持不变,甚至个别车种还有所提高。由此可见国家在宏观层面,对氢能和燃料电池汽车给予越来越重视和支持。 在企业层面,我国第一辆FCEV于1999年12月在清华大学试验成功。2001年12月美国通用汽车公司和上汽集团合资的泛亚技术中心,研制出“风凰”FCEV。2008年北京奥运会上,有20辆各种燃料电池汽车在会上示范运用,2010年上海世博会上有40辆各种燃料电池汽车,供大会交通示范运行。2014年上海荣威950第四代FCEV产出,行程400公里。宇通客车公司是首家推出燃料电池客车,2014年9辆,2016年100辆,2020年计划4000辆,宇通第四代燃料电池客车,续程600公里,成本下降50%,加氢10分钟。北汽福田汽车公司也推出“欧辉”牌燃料电池客车,计划28辆,送广州和佛山地区进行示范运行。东风汽车公司第一款EQ5080型燃料电池厢式运输车已问世,续程305公里。据统计目前为止,我国共研发试制出200多辆各种燃料电池汽车在各个时间段进行示范运行。2017年6月2日工信部公布公告《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中,就包括有燃料电池客车5种,专用车及卡车2种,如果加上2016年公布燃料电池轿车1种,则FCEV在国家目录中共计有8种车型,确认正式列为商品对待,但目前产量还很少,急待改革和改进。 ●激发氢能的巨大潜力 氢能作为燃料电池的“燃料”,非常重要,一定要先行一步。 氢作为一种无色、无味的气体,广泛的分布于地球的地表、地幔、地核和大气层中,是宇宙中最为重要,质量最轻,最为清洁、最为丰富元素之一。 氢主要以化合物形式生存,最突出表现是水,氢占水总质量1/9,如果用电解水制氢,能量密度很高,其效率可达80%;氢还生存于一些矿物质中,如绿柱石,锂电气石,顽火辉石的结构中,多以极少量气态生存;氢还分布于地球不同气层中,含量随高度不同,也有少量的氢气存在;更有趣的是氢气还是生命组成的一种元素,在人体中有81种元素,氢占10%,仅次于氧和碳,居第三位,所以氢也可称得上一种有机物的物种。 氢还有一个重要作用,即氢的同位素将对正在开发和试验的核聚变电站提供基础原料,我们曾用“氕”表示氢,它的同位素“氘”“氚”,也叫重氢,资源极为丰富,而且无辐射危险。大家都知道,人们先发明原子弹,后来又发明氢弹,实际上是核裂变和核聚变的理念和应用的革命性变化。欧盟认为到2035年核聚变电站可以投入商业化应用,我国专家认为到2040年有可能投入应用,目前我们和美、英、法、日、德等国家已多年组成联盟,共同开发核聚变电站。可以预言如果核聚变电站投入应用,那时用电几乎不用花钱,太便宜了,而且很安全,没有放射性,非常干净、无害,被称为“仿造太阳的工厂”。 氢在人为状态下形成三种形态:气体氢:这已成为氢的常态,是衡量氢物理和化学质量的标准形态;液态氢:目前多用高冷却方法形成的,要在零下253℃时,可促使氢液化,如现在太空火箭上的推动燃料就是用液态氢;固态氢:在超高压下,促使液氢向具有导电金属特性的固态氢出现,所以也叫金属氢,它具有很好的超导性和超级能量,在航天、航空和军工上有特殊用途,民用工业也有很好用途。 氢的备制历史也是很长,而且方法非常多样化,因时因地而宜,同时要求要不断改进创新之中。有电解水制氢、水煤气法制氢,、石油热裂合成和天然气热合成制氢、焦炉和煤气冷冻制氢,电解食盐水的副产氢、酿造工业发酵制氢、甲醇裂解吸附制氢、铁与水蒸气反应制氢等。当代比较新的制氢方法,如生物质制氢,微生物酶制氧、海水淡化制氢,可再生能源,如风能、太阳能、水能、地热能、海洋能发电制氢,如我国已建成海水淡化工程103个,总规模90万吨/日,并推广淡化水制氢示范工作。 氢的储存,包括民用和工业用气源以及交通工具,如FCEV气源的存储方式,有加压气态储存,目前国际上FCEV储氢罐压力达70Mpa已比较常用;液态储氢,对储氢罐技术要求高,罐内温度和外面温度相关很大,内部容器构造复杂,防止产生热漏,在FCEV上也有选用;金属氢储存是应用氢和多种不同金属化合之后生成金属氢化物,如铝、钒、镁、稀土系等,这种方法具有较大储氢容量,单位体积储氢密度好,储氢循环寿命长,成本低;还有非氢化物储存,如氮、硼、硅、甲醇等氢寄存其中,当化合物化解时放出氢,比较新型的纳米碳储氢,在碳微孔中存储大量氢,是一种有前景的储氢手段,还有碳纳米管电化储氢,已证实具有较高储氢量,具有良好应用前景,在FCEV都在选择之中。 氢气输送和加注。氢的运输对气态和液态已经实现大规模应用。由于用户和要求不同,氢气可以用管网,也可与天然气输送管共用,还有通过储氢容器装在车、船上,管网适应于量大的需求,船运、车运则适应分散的场合。 当前,对FCEV推广来说主要是建设加氢站问题。世界上第一座FCEV加氢站是1999年5月在德国慕尼黑机场建成。目前国际上已有加氢站主要以水电解制氢为主,少部份采用天然气水蒸气重整制氢,也有的是运氢到加氢站的。到2016年1月全球已设立290座,其中日本28座、欧洲97座、美国75座、韩国80座、中国4座、澳大利亚1座。中国加氢站分布在北京、上海、广州、郑州,今后将会在FCEV示范区建设加氢站,2017年中科院大连化物所与同济大学发明以风能与太阳能结合制氢的加氢站,每日可供200台FCEV续程800公里的需求。美国海德利森已到国内设立移动式加氢站业务,寻求合作建氢站。预计到2020年全球将出现5200座加氢站,比目前的增长18倍,以适应发展FCEV的需求。 据Persistence市场研究公司预测,到2020年全球氢气需求量将从2013年的2553亿立方米,增加到3248亿立方米,增长27%,其中特别是中国,将是全球氢能需求和生产第一大国。 氢能有这么多优势,但人们对氢能安全仍有担心,认为氢能属于一种易燃爆气体,特别是扩散度相当的快,当和空气接触时,形成混合气体,燃爆极限更宽。为此我专门请教了有关专家,得到答案,是认为氢气燃烧时容易快速喷发,但属直线式形态而逃逸,不像汽柴油那样燃烧后,不易疏散滞留性大,停留散发在原地带,所以氢燃烧危险不比汽柴油燃烧高,同时近来人们对氢的制备整个过程的泄漏、静电、电气防爆、脆化等不安全因素,大力进行改进,在实用中已取得比较好的安全验证。如本田2017年的Clarity已开始在日本本土和美国出售,燃料电池的3个储存罐嵌在底盘架上,这样虽然对车辆底部振动,环境恶劣,容易受碰撞,他们认为在技术上已得到反复测试可以放心使用,而客车多把氢罐放在车顶,出事故时对车内影响不大。但车企认为尽管有了这些安全举措,对氢能安全问题仍不能自满,仍作为全产业链的安全举措,持续不断改进,不断提升安全可靠的水平。 ●围剿燃料电池系统的瓶颈 燃料电池作为FCEV的动力是其核心组成部分,某种程度说燃料电池的创新水平,将决定着FCEV的产业化历程。 有人以为燃料电池以“燃”字当头,是否由于燃烧资源而获取能量的,其实不是,燃料电池是依赖其装置中的氢气和吸取空气中的氧气,通过化学反应直接转化为电能的发电装置。 当代,燃料电池按照其电解质,工作温度和不同用途,划分为五种类别产品。即碱性燃料电池(AFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、和质子交换膜燃料电池(PEMFC),在FCEV上几乎全部应用质子交换膜燃料电池。这是因为:它的热质量效率高,在理论上达83%,实际上已接近70%,它的电堆层面均是固体结构,在车载各种条件下,和整车相应结构变形时,不受振动因素影响;它相对于其他燃料电池的工作温度是最低的,处于40-80℃之间,对车辆的环境适应性好;多少年来的创新努力,其关键的材料和零部件质量与水平已取得突破性进展,应用条件趋于成熟,成本大大下降,很有利于产业化发展。 对PEMFC来说当前最为突出的核心技术。如碳载体的催化剂是构成燃料电池应用的离子导电性,电池密度强度,电化学的效率和稳定性,以及电堆寿命有着很大关系,而催化剂上多用贵金属,如铂、钌,开始时,这已是四、五十年前时候,铂用量是5mg/cm2,到上世纪90年代降到0.5mg/cm2,当前更进一步的降到0.2mg/cm2,日本业界称他们的PEMFC铂用量可降至0.1mg/cm2,这已和内燃机排放三元催化器铂用量相等同,近来美国业界称拟研发不用贵金属,用一种石墨烯或二硫化钼材料替代,成本可大量下降,对产业化应用很必要;如质子交换膜,在电化学的应用上和催化剂性质有很多相同之处,同样构成关键因素,它和其他燃料电池的电源隔膜很大不同,它不只是一种隔膜材料,更是电解质和电极活性物质的基底,通常的电池隔膜是属于多孔的,而质子交换膜是一种可选择性透过膜,几乎为国际上膜企业所垄断。近日开展的汽车论坛上,专家认为我国对质子交换膜燃料电池有了很大进步,但关键材料和零部件的国产化率还低,现在在50%左右,力争2020年达到70%,我们在一些关键的材料和零部件上还处于“新手”状况,急需提升。 当前我们的FCEV已经历了不短时段坚苦努力,在科技上有了很大进步,但在产业总体上仍处于萌芽状况,专家认为不要再犯慢步走毛病,跟随着、分散化、同质化老毛病,则有可能会陷入“中等收入陷阱”中,这样可能对FCEV发展很不利。为此我们要认真学习习总书记关于科技转化为生产力的重要论述。习总书记说“我们必须认识到,从发展主导国家命运的决定 性因素是社会生产力,和劳动生产率,只有不断的进行科技创新,不断的解放社会生产力,不断的提高劳动生产率,才能实现经济社会持续健康的发展,避免陷入“中等收入陷阱”。这很深切的告诉我们,创新科技目的是要加快转化为社会生产力。为了加速发展我们的FCEV事业,必须紧紧抓住科技创新的“牛鼻子”,从氢能和燃料电池的核心带,从FCEV整体的产业链特色和国情出发,大力加强科技创新驱动力,大力加强对材料和核心零部件的基础研究和应用,使之尽快尽好的把科技转化为社会生产力和社会劳动生产率上,这也可以说是实行FCEV发展供给侧结构性改革的一个关键点。 这样,我们设想是参照电动车“三纵、三横技术路线”,进一步实施“三纵、三横、三平台的FCEV产业化路线”上。更多的从商业模型,也可能说是系统工程模型上,思考FCEV的战略、策略,从整体上有效控制和实施FCEV产业化发展的路线图。   这里“三纵”是指:纯氢能燃料电池汽车,甲醇燃料电池汽车和氢电混合燃料电池汽车,这是当前构成FCEV的基本结构车型;“三横”是指:质子交换膜燃料电池系统,电控及安全控制系统和关键材料和零部件系统,这是构成FCEV核心技术运作方向和基础研发和应用的要害;“三平台”是指:国家政策引导和支持平台、新型FCEV整体设计和智能化融合发展平台和社会基础设施和服务平台。在FCEV初期平台,作用至关重要,是FCEV走向规范化发展内涵的重大要素,这样“三纵、三横、三平台”构成了新型FCEV产业化系统工程架构,具有综合、生态、包容、开放、融合、可控、集成、动态、重组、突变的能力,对建立FCEV的实体经济实力,建设自主品牌力,提高国际竞争力具有现实的可操作指导意义。 ●氢能经济社会的曙光 在上世纪70年代初,世界上发生了第一次石油危机,在美国许多汽车因缺石油停驶了,电厂停电了,对人们生活和社会影响很大,于是美国通用汽车公司提出 “氢经济”概念,设想汽车能不能不用石油,而用氢能。在近半个世纪来氢能得到了巨大发展,即使当前对氢能应用还有许多重大困难,但氢能运行的科技和生产力都得到全世界,包括联合国的认可,这成为新兴能源归宿的规律。在新世纪,人们不仅是对石油资源很感紧张,即使发现页岩气或是海底可燃冰,但总有用完的日子,更重要的是汽车的石油能源的大量燃烧排放出毒气,形成对社会上污染,一氧化碳,碳氢化合物,氮氧化物和PM2.5,以及汽车的二氧化碳排放,问题越来越突出,因此,使人们的生活和生产受到越来越重的伤害。举个例子,一辆汽车每烧3.8升汽油,将向空气排放42.3公斤二氧化碳,现世界上有12亿辆汽车,2030年将达到23亿辆汽车,如果不加严格治理,促使两极的雪快速融化,有些海洋小岛国家已经被淹没,跑出逃命,再就是多少年份后,海水上涨,包括纽约、东京、伦敦、上海……城市也会被海水淹没,地球气候灾害频发,这已成为全世界各个国家的共识。去年在巴黎召开的全球气候会议,通过了《巴黎气候协议》,有170多国家确认,这是继《京都议定书》之后,第二份具有国际性法律约束的历史性协定,中国提出按《共同但有区别责任原则》,坚决执行协议精神和组织实施。俗话说:“人无远虑,必有近忧”,而正是氢为替代石油找出一条出路,很现实的路子,尽管困难相当的大,但“氢经济”步代迎难而上,也就顺理成章了。 那么到底什么是氢经济社会呢?氢经济本质就是应用一种非常规的全新的科学范式,用以逐步替代石油和天然气能源,更好成为建设绿色低碳和可持续发展的新型社会和改变生产和生活方式重大基础,有助于人类社会从信息年代,后信息社会,以及向生物年代方向发展,信息时代使世界成为一个村庄,而生物时代又会怎样使我们世界成为一个家,未来更加幸福完满的经济新态势,让我们激动不已。 我们说能源是人类社会赖以生存与发展的基础,请看人类社会的不断发展进步与新能源应用有那些关系?大家都知道,在50万年前,人类发明了火,实现了刀耕火种,促使人类从原始社会迈向开始具有理性和文明社会的第一步,即远古时代走向农业时代;到了18世纪中叶,人类发明了用煤推动社会进步,首先是发明了蒸气机,甚至有蒸气汽车的初始原型,接着煤发电也应用于火车、冶金、采矿、纺织、轮船上,促使人类开始实现工业化革命,英国是带头者,为工业社会的来临创造了条件和经验,于是煤电时代来临了;到19世纪未,以石油能源为主导的年代开始了人类社会进入石油能源时代,1854年美国宾夕法尼亚州打出世界第一口油井,1886年德国本茨·戴姆勒研制出世界第一辆汽车,到1878年爱迪生发明电灯原理种种工业革命种子,给石油工业的大发展带来了巨大推动力,石油作为二次能源促进世界产生巨大进步,跟着天然气也大量的应用,又加大了化石能源作用,促使全球经济发展激增,于是飞机、轮船、电力机车、发电站、汽车以及电视、电子计算机,互联网都得到巨大增长,石油能源成为人类社会现代化文明的基石。 进入21世纪,随着人类信息产业的巨大发展,推动了众多高新能源科技的发达应用,包括核能、煤电、水电,以及太阳能、风能、地热能、潮汐能等众多能源的出现,人类社会进入了多元化能源发展年代,但化石能源会在相当时段占居主导地位。现在化石能源最突出的问题是对,大气污染和温室气体效应问题,促使世界不得不加快开发可再生能源和氢能源问题,至今还很难说那一种能源能起到主宰作用,还在不断摸索求进之中,正是由于氢能的诸多优点和实践上效应,世界各国比较一致认为氢能可能在本世纪下半世纪逐步起到主导作用的可能性大大增加,于是氢能时代即将到来,特别是氢能源汽车也成了追逐的焦点问题,氢能可能是人类社会终极能源的说法也相应的确立,于是氢经济社会兴起了。 那么我国对发展氢经济社会有那些特色呢?这可能是:发展氢能这是贯彻我们国家发展清洁能源的重大战略之一。今年6月7日在北京召开了第八届清洁能源部长及专业会议上表达:中国将坚持节约资源,保护环境,改善能源结构,发展清洁能源的基本国策,共同推动全球走绿色、低碳、循环,可持续发展之路,这也是对氢经济和FCEV的发展是很大的鼓舞和支持;加大对应用氢能的宣传和教育工作,要把氢能的优势和可克服的劣势向广大人民和各级政府多宣传和解说,同时在初期推行阶段,政府和广大人民的支持是非常重要的,氢能作为新事物,最需要的是思维上认同和支持;加速氢能标准的制定,目前国际上ISOTC197和IECTC105正在制定和修正国际氢能标准,这样我们对氢能标准体系,如产品和服务设计,制造和运输,也要拿出与国际水平相对等,表现高度化新的标准体系,促进氢经济在高水平上运行;要加速燃料电池汽车的规模化发展,现在情况看我们发展速度和水平明显居于低位,首先要加速FCEV的发展,当前不管是什么能源汽车都是在现代生活中奠定重要地位,是不可缺少一部分,而氢能交通地位却在不断提升,我们要把氢能交通扩充到动车、轮船、飞机、潜艇、无人机机上应用,这在国际上都已用上了,要让我们交通体系能源有一个新的变革;要设法将氢能进入农民家庭,特别是深山老林地带,让一些缺电地带居民都能用上电源,分布式、自发电和网络化这在不少国家已经都在试行,甚至进入常态。如冰岛虽是小国,但已较早以地热能为燃料电池融合发电,为全岛人民造福。我在美国芝加哥就参观过社区燃料电站网络化供电,既是商业性,又是服务性,搞起社区电力的生态圈,让每一居民都得到氢能的红利,这种全民化的福利是完全可以做到了;加快核聚变能源发电,今年6月6日《国际热核聚变实验堆计划(ITER)》在巴黎召开,我国是ITER成员国之一,参加了会议,会议研讨,加快利用可控的核聚变为人类输送巨大清洁能源的可行性,我方鼓励在国际上的优秀华人,学者,能投身于ITER计划和国内核聚变事业上作贡献;把发展氢能与“一带一路”宏伟事业结合起来,氢能作为新科技,新业态,不少项目可以用上,只有可能我们都要尽力而为,在氢能产业链上开展众多可能的合作和应用,走出去,引进来,成为“一带一路”一个亮点;大力培育氢能专业人才,支持领军人才、高级科技人才、高技能人才,突出营造有利于氢能基础研发、产业化创新、市场营销的良好环境和人才激励机制,发挥人才为创新驱动发展上关键作用;努力推动燃料电池便携式设备的研发和应用,当前这种产品已成为时尚化,智能化,特别是对地质探测、渔民、军队、探险人士应用,现在还可以为手机、计算机、数码相机上充电,国际上已充许民航机携带便携式燃料电池设备;要把氢能装置和智能装置和智慧城市和信息网络化结合起来,尽可能使氢能走向智能化,如2016年联合国在江苏的如皋设置中国首个《联合国氢能经济示范城市》,一些氢能专家聚集这个美丽的苏北小镇,为开发氢能,发展氢经济把脉献策,开展具有中国氢能特色的城镇化和绿色经济,计划在“十·三五”未,如皋的氢能经济达100亿,目前已拥有百应能源,泽禾新能源、南通亚曼汽车等十多家氢能和燃料电池关键材料和零部件落户,加拿大的知名的燃料电池巴拉德公司也到如皋进行有关氢能项目的合作。还有郑州、佛山,青岛等城市也要建设氢经济示范城市在规划中;实实在在的贯彻氢能与燃料电池产业的“三纵、三横、三平台”产业化路线图,要尽一切力量尽快把科技转化为生产力,把氢能促成商业化,为全球全国人民造福,这一点非常迫切的重要的。   最后,让我们以李白诗句“腾身转觉三天近,举足回首万岭低”的气度,让大家都行动起来,继往开来、砥砺奋进、奋发图强,投入发展氢能与燃料电池产业大潮中,迎接氢经济社会的早些到来。

    时间:2017-06-22 关键词: 电池系统 燃料电池汽车 氢能

  • 全球首例:用氢能为城区供电

    全球首例:用氢能为城区供电

     日本的大林组和川崎重工业将在2018年用氢作为燃料为神户市部分地区供电。这是世界上首次引入氢能为城区供电。主要温室气体二氧化碳的排放量可比传统火电减少20%以上。氢能源不再局限于汽车和家庭,开始在地区大量使用。 日媒称,燃料电池车(FCV)和家用燃料电池(ENE-FARM)等用氢作为燃料的产品已经在日本投入实用。如果大量使用氢能的发电厂得到普及,将有助于日本降低氢的价格,扩大相关业务。 该项业务得到日本关西电力和神户市的配合,将向伫立着神户波多比亚酒店和神户国际会议中心的人工岛地区约25公顷的区域供电。 据悉,在日本政府提供补助的情况下,按照与目前相差无几的电价向区域内的酒店和会场等供电。供电量可满足约1万人上班的商务区用电,氢的年使用量相当于2万辆燃料电池车的年使用量。今后将由四方共同确定以怎样的方式开展经营。 相关机构将在神户设置功率1000千瓦级的川重制造的涡轮发电厂。最初是将氢和天然气按2:8的比例混合起来发电。由于氢在发电时不产生二氧化碳,因此可减少20%的二氧化碳排放。并探讨将来只用氢进行发电。 该计划将于2017年施工,2018年内开始运转。投资额预计约20亿日元。川重已经开发出专用涡轮机,可调节氢的输送速度与数量,正在工厂内进行试运转。将把神户作为范例积累经验,推广到国内外。 发电时产生的热量还可输送到酒店等,用作热水的热源。通过IT(信息技术)对设施的电力和热能的使用状况进行集中管理,利用氢能为地区供应约一半的电力和热能。不足部分则由关西电力提供。 大林组将把建设利用氢能发电的城镇培养成新的增长业务。川崎重工业计划2020年前在神户港新建一个进口海外廉价氢的基地。并着眼于扩大发电设备的销售。

    时间:2016-05-09 关键词: 供电 能源 电源资讯 氢能

  • 中国正在制定多项氢能国家标准

    [摘要] 截至目前,全国氢能标准化技术委员会归口管理的国家标准共计24项,其中已经发布8项,正在制定16项,“氢气天然气混合燃气品质”国家标准,目前正在制定中。 全球100多家车企共有1134辆汽车参加了本届北京车展,全球首发车多达118辆,刷新北京车展纪录。其中新能源首发车多达79辆,占近七成,成为本届车展最大亮点之一。丰田在本届车展上也带来了中国首发的新一代燃料电池概念车“TOYOTA FCVCONCEPT”,上汽也在本届车展上发布了荣威950插电式氢燃料电池轿车。 巨头发力氢燃料汽车 氢燃料电池车并不是一个新鲜事物。因其接近零排放的环保效果远优于内燃机汽车,受到不少国家的重视。多年以来,欧美日等地在政府大力扶持下,在氢燃料汽车研发方面均取得了一定成就,包括奔驰、通用、丰田等巨头企业更是纷纷布局。业内普遍认为,氢燃料汽车的商业化步伐已日益临近,2015年或将成为市场化元年。 记者了解到,韩国现代已经在量产方面率先发力。早在去年年初,韩国现代就宣布开始大规模量产氢燃料电池汽车。丰田也曾透露2015年将于北美、欧洲和日本同步上市一款氢燃料电池车,年销量目标制定在5000至1万辆。此外,梅赛德斯-奔驰汽车公司近日也确认,将在2017年推出一款全新氢燃料电池车。 国际氢能学会副主席、清华大学教授毛宗强告诉记者,通用、奔驰、丰田是世界上最杰出的制造氢燃料电池汽车公司。中国市场是世界上最大的汽车市场,此次丰田在北京车展上推出的中国首发燃料电池概念车“TOYOTAFCVCONCEPT”,可以看作是丰田对中国市场的重视。 氢能多项国标正制定 虽然国外对氢燃料电池汽车扶持政策十分明确,但我国在国家层面尚未制定出氢燃料电池车的发展路线图。在今年的两会上,不少代表提出建议,希望国家出台相关政策,推动氢能源技术及产业发展。 毛宗强向记者透露,截至目前,全国氢能标准化技术委员会归口管理的国家标准共计24项,其中已经发布8项,正在制定16项。记者了解到,已经发布的8项标准包括“变压吸附提纯氢系统技术要求”、“氢气、氢能与氢能系统术语”、“小型氢能综合能源系统性能评价方法”等,毛宗强作为氢能标委会副主任,牵头起草了“氢气天然气混合燃气品质”国家标准,目前正在制定中。 多公司布局燃料电池 A股市场上,不少上市公司也搭上了燃料电池及汽车的顺风车。公开资料显示,同济科技参股上海中科同力化工材料有限公司,该公司质子膜事业部主要致力于质子交换燃料电池关键材料与部件的研发。同济大学汽车学院院长余卓平此前接受媒体采访时表示,同济大学与上海汽车股份有限公司研发的新一代氢燃料电池车将于今秋上路进行全国巡游。目前氢燃料电池的技术已经成熟。 南都电源近日在投资者关系互动平台上表示,公司参股的新源动力股份有限公司是国内领先的燃料电池企业,其秉承一贯的技术开发策略,承接国家燃料电池重点开发项目,侧重于车用燃料电池和固定电站用燃料电池产品的开发。 猛狮科技表示,公司在氢燃料电池方面有一定的研究,研究焦点主要在燃料电池组生产技术和制氢技术。

    时间:2014-05-04 关键词: 国家标准 中国 制定 氢能

  • 氢能汽车欲挑战特斯拉 希望与挑战并存

    [摘要] 上海汽车与同济大学携手合作,开启了中国氢能汽车的研发和商业化旅程,由于政策导向和技术路线的分歧,这一旅程相当曲折与艰苦。 当世界主要汽车制造商将小规模量产氢能汽车,集体挑战特斯拉的纯电动权威时,中国在氢能汽车道路上十多年的艰难探索似乎看到了曙光。 朱晓飞每天驾驶着一辆银灰色轿车在上海远郊嘉定的道路上飞驰。车辆驶过,没有任何发动机声音,前挡风玻璃上PI0003字样却鲜红发亮。从外观看,这辆没有上牌照的汽车与道路上行使的其他车辆没什么两样,但车内闪烁着红绿灯光的设备足以证明它的与众不同。 这是一辆氢燃料电池动力汽车(下称氢能汽车),朱晓飞是上汽集团的汽车测试工程师,再过5个月,公司生产的氢能汽车将开展全国巡游。“氢能汽车是一种真正实现零排放的交通工具,它唯一排放的是纯净水。”上汽集团新能源汽车事业部总经理干对记者说。 上海汽车不是唯一一家对氢能汽车感兴趣的公司,日本两大汽车巨头丰田和本田已决定明年开始销售氢能汽车,德国奔驰、日本日产、韩国现代等也正式确认未来几年推出类似产品。世界主要汽车制造商对氢能汽车的美好预期,引发氢燃料电池厂商的股票近期一路飙涨。 丰田汽车业务高级副总裁鲍勃·卡特上月称:“氢能源汽车将很快进入我们的生活,比任何人预期的数量都要多。” 不过,电动汽车的代表人物特斯拉CEO埃隆·马斯克却不以为然,“氢能汽车就是不靠谱,纯粹扯淡”,替代化石燃料汽车的只有纯电动汽车。 没有人否认特斯拉在全球范围内掀起的旋风,但纯电动汽车有限的续航能力以及反复而又慢长的充电过程,让3分钟完成充气、续航能力高达500公里的氢能汽车充满了想象。 丰田汽车公司在重大决策中具有前瞻性和叛逆性:当经济轿车大行其道时推出豪车雷克萨斯,当电动汽车风行时执意开发混合动力汽车普锐斯,两者都大获成功。如今,这家知名的汽车制造商再次把叛逆的性格指向了氢能汽车。 同济大学汽车学院院长余卓平教授12年前参观丰田研发部,原计划考察混合动力汽车,但他被告知混合动力汽车已经转移到产业部,科研部门研究的全是氢能汽车。 从日本回来后,余卓平教授开始了氢燃料电池的研究,在氢能汽车开发上,中国少有的与世界保持着同步。随后,上海汽车与同济大学携手合作,开启了中国氢能汽车的研发和商业化旅程,由于政策导向和技术路线的分歧,这一旅程相当曲折与艰苦。 试水 在同济大学新能源汽车工程中心一楼不规则的大厅内,几辆披着绿色图案的灰白色桑塔纳2000轿车并排摆放,本该放置车牌的地方被贴上了蓝底白字的“超越”字样,从一号到三号,每一辆车旁边单独的铭牌证明了其与众不同。 这几辆看似极为普通的桑塔纳2000轿车就是标志我国燃料电池汽车发展里程碑的珍藏品。这个项目被命名为“超越一号”。 在制氢方面,通用、奔驰等燃料电池轿车最初是采用汽油或甲醇在车上重整制氢以及液氢等供氢方式,同济大学则直接采用压缩氢的车载供氢方式,并提出利用上海钢铁、化工工业副产气体制氢的思路。事实证明,同济大学这一技术路线后来逐步为国外汽车公司所采用。 “超越一号”是中国氢能汽车的“大哥”。这辆原本是桑塔纳2000出身的氢能汽车,后盖下的后备箱装满了氢气瓶、控制器和冷却水箱等装备。氢气瓶“躺”在后备箱的最里面,是车的“油箱”。氢气从这里沿管道进入反应器,与空气中的氧气结合,释放电力推动汽车前进。为防止性格活跃的氢气从瓶中逃逸,氢气瓶采用铝板碳纤维特殊材料:铝合金的内胆外缠一层碳纤维,刷上特殊胶体再缠一层碳纤维。为了安全起见,后厢内安装了监测器,一旦氢气浓度升高将及时报警。 牺牲后备箱尽管解决了把燃料电池动力平台装进桑塔纳2000车身的难题,也给“超越一号”带来比普通桑塔纳2000汽车重300多公斤的尴尬。 “超越一号”的诞生得益于彼时中国加大在燃料电池车辆方面的研究和扶持力度,上海市政府组织研究机构协同上海同济大学、上海燃料电池汽车动力系统有限公司、上海汽车集团攻克燃料电池汽车关键技术群。2002年,项目团队开发出第一代燃料电池动力平台并且通过国家验收。2003年7月,基于第一代动力平台的燃料电池轿车试验样车“超越一号”问世。 在“超越一号”出生的年代,也正是欧美和日本各大汽车生产厂家加速开发燃料电池技术时,这些企业纷纷投入巨资、组成联盟,进行燃料电池汽车的研究、试验与生产。奔驰、通用、丰田等厂商乐观地认为,2004年燃料电池汽车就能实现批量生产和产业化。戴姆勒-克莱斯勒甚至宣称,预计届时燃料电池汽车的售价将降至每辆约1.81万美元。时任美国能源部部长佩耶1998年在接受《纽约时报》采访时甚至预测,燃料电池进入家庭、汽车和其他领域的步伐将比人们想象的要快得多。 然而,事实却并非预料中的那么乐观。2003年7月,最早将燃料电池汽车投入商业运营的日本丰田汽车召回了出租的6辆燃料电池汽车,并宣布推迟另外6辆燃料电池汽车的租赁业务。原因在于储存氢燃料的高压氢气罐在加注氢气时出现了泄漏。几乎与此同时,各国都在燃料电池汽车的试运行中,发现了一系列需要解决的难题。 第一轮燃料电池汽车试运行戛然而止。各国对燃料电池汽车的投入,从打造示范汽车重新回到加强应用基础研究。氢能汽车要走向商业化,成为一场需要厚积薄发的“长跑”。 考验 尽管各大车企预期的2004年燃料电池汽车实现产业化这一“不理智”的预测没能实现,但是,业界已经为此投入了数百亿美元,在市场预期的诱惑下,没有人愿意就此停下来,各国对燃料电池汽车研究的热情依然不减。 与早些年的热血沸腾、踌躇满志相比,国外一些企业对燃料电池汽车的研究开始持更冷静的态度,研发也开始由大肆宣传转为低调进行,希望通过研究燃料电池的基础问题,找寻解决电池寿命、安全、成本等问题的办法。而如果不能找到解决方案,商用都是问题,更不要提与已然非常成熟的内燃机车进行竞争了。 在此背景下,中国不少车企开始对氢能汽车失去兴趣,研发热情不断减弱。 作为业内不多的坚守者之一,同济大学与上汽集团于2004年5月完成了基于第二代动力平台的燃料电池轿车试验样车“超越二号”。在这一年的10月,全球清洁汽车必比登挑战赛在上海嘉定国际赛车场举行。全世界各种类型的清洁汽车云集赛场,一争高低。作为清洁汽车的终极形式,燃料电池汽车备受关注。中国有三种车型、五辆燃料电池电动车出现在赛场上:清华大学的燃料电池城市客车、同济大学的燃料电池轿车“超越二号”参加了各项测试和比赛。“超越二号”参加的七项竞技指标有五项达到A级。 2005年4月,“超越三号”研发成功。相比“超越二号”,其改变的并不仅是称谓,得益于发动机功率的提高和重量的下降,零到百公里加速只需19秒,关键参数之一的燃料电池发动机功率密度达到了160W/Kg的世界先进水平。 随后的几个月,多辆“超越三号”燃料电池轿车不断从同济大学的校园里驶出。基于奇瑞“东方之子”的“超越三号”燃料电池轿车发动机的重量功率比密度达到了200W/Kg,百公里耗氢0.962公斤的燃料经济性甚至达到国际领先水平。“超越三号”系列轿车目前行驶里程已突破3.5万公里。 就在“超越三号”研发成功的当年,氢燃料电池大巴在清华大学研制成功。次年11月,位于北京中关村科技园区永丰高新技术产业基地的我国第一座以新能源交通为主题的示范园——北京新能源交通示范园一期投入使用,园内配套建设了加氢站。 2007年6月,同济大学、上汽集团共同研发的首批三辆上海牌燃料电池轿车样车,移交给上汽集团燃料电池汽车事业部。 一年后的北京奥运会上,为崭露头角多日的氢能汽车提供了一个难得的向世人展示的机会——由同济大学、上汽集团共同开发的20辆帕萨特氢能轿车作为赛时公务用车,在奥运中心区投入示范运营,执行场馆间巡视、搭载工作人员、接送部分贵宾的任务。 由于这些氢能汽车用的是帕萨特的车壳,氢能系统为自主研发。大众得知后,对这20辆中国改装的氢能汽车十分感兴趣,还借到美国加州示范了半年。 如果说短期服务北京奥运会算得上是对氢能汽车的一次小考,2010年长达6个月的上海世博会无疑是一次大考。当年,由同济大学与国内5家整车厂合作生产的氢能汽车,包括70辆燃料电池轿车、3辆燃料电池客车和100辆燃料电池观光车为上海世博会进行了长达半年的连续服务。 尽管“初体验”受到好评,但是可靠性及成本问题依然还是抑制氢能汽车发展的关键因素。服务于北京奥运会的帕萨特氢能汽车研发成本每辆超过100万元,核心的燃料电池驱动系统的价格在60万元以上。由于氢燃料电池汽车产量极少,无法实现批量生产,因此成本无法有效降低。 对氢能汽车的坚持,背后是上汽集团的多重考量,在这条缺少国内同伴的技术路线上,究竟该如何走下去?对此上汽集团进行了为期两年的“十二五”规划制定,这被外界看作有些小题大做。而上汽集团新能源和技术管理部综合管理部总监朱俏斌却不那么认为:“上汽用两年时间确定了根本的技术路线,未来在这个基础上进行更新即可,避免了可能发生的推倒重来的问题,值了。” 根本技术路线的确定可以帮助相关产业链进行完善,在氢能汽车领域单打独斗多年的上汽很明确自身这一短板。 失意 与上汽集团自成体系,自主研发氢能汽车不同,中靖能源在氢能源发展上却是另一番景象。 王纪忠一直期待的一个场景是:开车在路上行驶,汽车燃料即将用尽,停车从后备箱拿出两包粉剂放入车用电池旁的容器内,然后灌入平常喝的矿泉水,汽车就可以恢复行驶。这不是王纪忠的狂想,江苏镇江的中靖新能源科技有限公司已经生产出来几辆这种车。 6年前,已经拥有电子工程、房地产、贸易等实业的王纪忠决心引进被外界视为骗术的水制氢气技术,利用制氢剂与水反应,不消耗能源,通过各种物质配方产生化学反应,没有污染和噪音,产出电和水蒸气。彼时,他的电气生意正风生水起,但他还是毅然决定投入氢能源这一前景不明朗的领域。 王纪忠并不盲目。当时,虽然国家在大力补助新能源电动汽车,但电动汽车并未热卖,其中一个重要的原因是电动汽车在行驶里程、充电时间、成本三方面存在不足。王纪忠看中的是制氢技术背后对于电动汽车的革命意义。 王纪忠认为自己提供的解决方案可以利用制氢专利技术,在车上制取氢气,然后通过氢燃料电池发电为电动车实时充电。随后,王纪忠通过朋友介绍认识了奇瑞董事长尹同跃。让王纪忠兴奋的是,奇瑞也看好这项应用。 2011年6月末,奇瑞下属奇瑞新能源汽车技术有限公司与中靖新能源签订了“新型燃料电池电动汽车技术研发”项目合作协议书。该项目得到了科技部科研经费的支持,但中靖新能源和奇瑞新能源的合作却没有善终。 王纪忠认为自己的氢能汽车已经取得了成功,因为相对正在研发的氢能燃料电池汽车,他不需要高水平、大功率的燃料电池,燃料电池只需为车辆蓄电池进行充电即可;另外,得益于便捷的氢气制取技术,他的车不需要为充氢气而发愁。 国外的氢能产业发展很快,氢能源汽车、加氢站都有了,只是成本太高,因为国外用的是高压氢,压缩和释放的成本很高,建加氢站的成本更高。“使用中靖新能源的氢燃料电池只需携带粉剂,一次出行携带的粉剂重量是汽油的1/2就够了。”他表示。 遗憾的是王纪忠没有为这一制氢发电技术找到合作伙伴。几年来,他先后找了几家企业,甚至给时任长安汽车的董事长写信推荐这一技术,但是得到的消息大多数是希望到对方所在地投资设厂提供配套。王纪忠没有做这样的选择,而是自己购买了3辆众泰汽车进行改装。 当改装好的氢能汽车绕着镇江跑时,王纪忠一度考虑推出中靖自有汽车品牌。他甚至已经申请了33.3万平方米的土地,准备进入氢能源汽车产业。但是仔细权衡后,他发现做一家整车企业的难度不可想象。 氢能汽车的生意没做起来,王纪忠还是把他的制氢发电技术进行了充分的商业化。在镇江南部的中靖氢能产业园内,王纪忠已经开始生产电信基站用的氢能电池和氢能移动应急电源等产品。 王纪忠现在一直在等待整车厂能够与他开展配套合作,他自信很快就会有机会。 挑战 最近,干开始部署将在9月举行的氢能汽车全国巡游。这次预计有10辆上汽氢能轿车参与的巡游活动,因为需要氢气燃料的保障而变得有点难度。因为全国范围内只有北京和上海具备给车辆加氢气的条件,其他的地区只能采用车载液化氢气罐来进行移动加氢,他们需要逐一联系途经的地方政府,以获得对方的同意。而在外界看来,液氢依然是具有危险性的。 除了这项令人期待的全国性展示活动,最近国外的一些动向也让他们兴奋,世界主要汽车生产商都将开始小规模地销售氢能源汽车。 接下来几个月,现代的氢能源版SUV图森将在美国加州南部上市。本田和丰田汽车明年将在加州推出可行驶300英里(约480公里)甚至更远距离、颠覆传统设计的氢能源汽车。 特斯拉CEO埃隆·马斯克说起话来直截了当:“化石燃料早晚会消耗殆尽,我们要尽快寻找替代方案,那就是电动汽车。至于氢燃料汽车,这事不靠谱。”他甚至嘲笑燃料电池是笑料电池。 虽然,埃隆·马斯克对氢能汽车充满不屑,但是这并不影响氢能汽车在一些地方优于特斯拉。尽管众多车企都在大力研发和推广纯电动车,但由于电池能量、成本、充电时间等诸多障碍,导致纯电动车没能在推广上取得太大进展。而从新能源车的发展历史看,一旦氢燃料电池车型量产成功并投入市场,将和第一辆混合动力车型量产一样成为里程碑事件。 特斯拉入门级的S系售价6.74万美元。如果在家里充电,最快也要4个小时才能充满,且由于家用电器负载,实际充电时间会更长,预计充电一晚上可以行驶150~160公里。如果是在特斯拉的超级充电站,充30分钟可行驶170英里。 氢能源汽车只要几分钟就可以充满氢能源,打开燃料阀门,插入软管状装置,就可以充氢能源了。本田即将推出的新款氢能源泵将把加能源时间降到3分钟以内。氢能源技术可以应用于长途巴士、重型卡车和其他大型交通工具等让纯电动技术望而却步的领域。相较于特斯拉,氢能源汽车对行业的颠覆能力也毫不逊色。 特斯拉等纯电动车一直标榜节能环保,但是3月在中国互联网上广泛流传的一篇题为《纯电动车不敢说的真相——既不节能也不减排》似乎要把纯电动车拉下神坛。 不可否认,该文针对当前中国能源的供应形势得出的结论有一定依据,毕竟中国当前78%以上的电力依然来自燃煤电厂。 余卓平认为,只要有效利用就可以解决氢气来源问题,比如宝钢生产氢气副产品,如果把它运用到燃料电池车上,一方面可以拓宽产品的使用范围,另一方面可以降低燃料成本。 当然,与普通汽车一样,氢燃料汽车在行驶一定里程数后,需要补充氢气,因此必须在一定的距离内建设加氢站,而目前我国只有北京和上海各有一个加氢站,这在一定程度上局限了氢能汽车的普及应用。 中国也在支持氢燃料电池的研发。在国务院印发的《节能与新能源汽车产业发展规划》中提到,“十二五”期间我国将继续开展燃料电池汽车运行示范,带动氢的制备、储运和加注技术发展,使我国燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。 质疑 有关氢能汽车的质疑声一直都没有间断过。特斯拉CEO埃隆·马斯克曾把燃料电池称为“扯淡”。戴姆勒集团CEO蔡澈也认为,这项技术要10年过后才能商业化。福特汽车公司目前没有生产燃料电池车用于销售的计划。 汽车企业对氢燃料电池的兴趣主要源于它被视为取代机动车化石燃料的一条途径。这些年兴趣的涨落紧紧跟随着汽油价格的波动而波动,一些汽车厂商甚至还放弃了最初支持氢能汽车的想法。 比如通用汽车公司在2009年破产之前便是燃料电池技术的热情支持者,但在接受政府援助并进行大范围的管理层调整之后,通用便不再重视燃料电池技术,而倾向于蓄电池供电的插电式混合动力车,比如雪佛兰沃蓝达。 通用表示,目前没有将燃料电池车商业化的计划,至少也要等到2020年,并表示正在跟本田一起做一个联合项目,以分摊成本。 中国对氢能汽车的质疑也一直存在。2007年3月,一封由26位国内外传统发动机专家联合签名的《开发车用动力技术,尽快减轻交通能源压力的建议》,被送达至相关主管部门,这封信给国内大力追捧终极动力技术——氢动力的热潮泼了一盆凉水。 在这封信中,专家认为,氢燃料电池汽车未来的前景存在很多不可预测的因素。他们担心,如果氢燃料汽车研究到最后,发现需要走别的技术途径,就会使大规模投资的氢燃料汽车前功尽弃。从后来新能源汽车发展的实际来看,当时的担心是有道理的。 更让他们担心的是,如果中国盲目跟从部分跨国公司的步伐,将大量的财力、人力、物力“押宝”在氢能汽车的研发上,很可能会给中国汽车工业带来巨大伤害。 除了方向性的质疑外,专家对发展氢能汽车本身的意义和价值也存在不同看法。一个普遍的观点是,所谓“氢能源”并不直接存在于自然界,需要消耗能源来获取,这个过程并不“溢出”任何“能”。 湖南大学机械与汽车工程学院从事新能源研究的杨靖教授将氢能源直接定义为二次能源。她认为,现在实际上是用其他能源先制取氢气,再用氢气作为燃料通过燃料电池转换为动力,制氢消耗的能量大于氢燃料电池获得的能量,制氢过程也会产生污染。氢气制备后还需要压缩、运输以便使用,这些过程也需消耗能源。另外,发展氢能汽车,必须使用液化氢,液化氢气会产生泄漏问题,即便不会带来安全问题,也会形成损耗。 此外,上海安亭加氢站的一位不愿透露姓名的负责人也证实,轿车理论上加一次氢气能够行使300公里,而实际上只能行驶100公里。对于外界质疑的氢气制取问题,余卓平认为那不是问题。确切的消息是,当前上海安亭加氢站使用的氢气是钢铁厂的副产品。 余卓平坦言,研发氢燃料电池汽车是有风险的,因为这只是对未来的一个预测,但如果把这种担心作为反对发展氢燃料电池汽车的理由是没有道理的。 除此之外,氢能汽车高昂的价格也让外界望而却步。以上汽集团生产最新款氢能汽车为例,成本价已经超过50万元,尽管干认为价格高是因为没有量产及产业链不成熟所导致。 诚然,即便是数家汽车巨头已经打算销售氢能汽车,其面临的问题还是不容忽视,氢燃料电池成本高以及加氢基础设施建设不完善,是任何整车企业都需要面对的现实问题。看来,氢能汽车对特斯拉发起的挑战似乎还没有那么自信。

    时间:2014-04-19 关键词: 特斯拉 挑战 并存 氢能

  • 氢能车被看好,我国应建设一条“氢能高速公路”

    能源和环保问题已经被提升国际问题,是全球需要面对的重大问题。近年来,各国纷纷开发新能源,尤其是新能源汽车的出现,给人们带来了更多的期望。目前电动汽车已经逐渐被人们接受,但是燃料电池车可能还并不被人们熟知。但是氢燃料电池车的发展潜力已经被众多发达国家所看好,在今后几年氢燃料电池车将会重拳出击汽车市场,带来汽车格局的变动。从能源可持续发展和环境保护角度来看,氢燃料电池车将会拥有无可比拟的优势,这也让全球主要汽车公司对它寄予厚望,投入了大量技术和精力。我国少数汽车公司也已经开始计划生产燃料电池车。目前很多司机已经感受到了天然气带来的低成本等好处,逐渐开始喜欢使用新能源车。但是就整体而言,目前我国燃料电池车和氢内燃机车较少,我国每年炼焦等产生的副产品氢气数量十分巨大,但是由于一直没有合适的用途,导致能源的白白浪费和利用率的低下。如果氢燃料电池车推广后,那么不仅可以利用这些氢能源,还能缓解目前二氧化碳排放量巨大的危机和压力。不过想要推动氢燃料电池车的发展,就必须做好相关准备工作,最必不可少的就是建设燃料电池车加氢站。即使目前很多司机已经十分喜爱天然气汽车,但是由于CNG车加气站数量过少,导致司机每次加气都十分不方便,限制了CNG车的推广。氢燃料电池车的发展,不能在陷入这样的困境中,要未雨绸缪,积极建设燃料电池车加氢站。业内人士也已经普遍认识到这个问题,在近日召开的香山科学会议第400次学术讨论会上,就以“氢能科学与技术的发展与战略”为主题,也有专家提出了在我国建设一条“氢能高速公路”的建议。“氢能高速公路”就是在高速公路上建设燃料电池车加氢站,解决燃料电池车加氢问题,让氢能车能够在高速公路上行驶。而且该加气站可以借鉴国外先进经验,建设很多加气柱,同时有天然气、HCNG(天然气和氢气混合燃料)、氢气等多种燃料,让CNG车、HCNG车、氢能车都能受益,都能在这条高速公路上行驶。当燃料电池车加氢站建成后,氢燃料电池车的推广也就水到渠成了。

    时间:2012-05-08 关键词: 高速公路 我国 看好 氢能

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