近期,國內(nèi)燃料電池領(lǐng)域熱點(diǎn)不斷,產(chǎn)學(xué)研領(lǐng)域進(jìn)行合作的消息頻頻發(fā)布,也讓業(yè)界對2018年我國燃料電池汽車的發(fā)展充滿了期待。專家表示,由于氫具有來源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲存、持續(xù)供應(yīng)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、快速補(bǔ)充等特點(diǎn),在未來車用能源中,氫燃料與電力將并存互補(bǔ),共同支撐起我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的明天。

合作共進(jìn)

2017年12月底,荷蘭燃料電池生產(chǎn)商N(yùn)EDSTACK、系統(tǒng)集成商HYMOVE與蘇州華民投資有限公司、張家港同創(chuàng)富瑞新能源產(chǎn)業(yè)投資基金企業(yè)、張家港悅豐氫能科技有限公司合資成立的車用燃料電池項(xiàng)目正式簽約。

據(jù)了解,該項(xiàng)目引進(jìn)國外成熟的車用燃料電池系統(tǒng)技術(shù),研發(fā)生產(chǎn)車用燃料電池集成系統(tǒng),荷蘭氫電車用燃料電池項(xiàng)目總投資1.25億元,注冊資金5000萬元,開發(fā)應(yīng)用于物流車及大巴車的燃料電池動力系統(tǒng),投產(chǎn)后年產(chǎn)3000套動力系統(tǒng),年銷售額達(dá)12億元。

2017年12月下旬,濰柴動力發(fā)布消息稱,與羅伯特·博世有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,就未來合力打造國際一流的燃料電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈及雙方在智能制造領(lǐng)域的合作進(jìn)行了框架性約定。根據(jù)合作協(xié)議,雙方將建立國際一流的燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,共同合作開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件。在工業(yè)4.0時代,博世將助力濰柴動力建設(shè)世界先進(jìn)、中國領(lǐng)先的數(shù)字化示范工廠,提高工廠的智能化、自動化水平。

濰柴動力方面表示,“通過本次合作,公司預(yù)期將突破燃料電池商用車的核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,形成較大規(guī)模的應(yīng)用,建立國際一流的燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,培育出具有國際競爭力的燃料電池商用車龍頭企業(yè)。”

2017年12月中旬,石大勝華發(fā)布公告稱,將與中國石油大學(xué)(華東)勝華新能源研究院就氫燃料電池及鋰離子電池相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行合作。

該公告表示,雙方將整合資金、學(xué)術(shù)、教育、政府及合作伙伴資源,在氫燃料電池及鋰離子電池相關(guān)領(lǐng)域開展創(chuàng)新合作。圍繞氫燃料電池及鋰離子電池相關(guān)領(lǐng)域積極吸引國內(nèi)外高層次科研領(lǐng)軍人才,規(guī)劃、實(shí)施一批具有世界先進(jìn)水平的科研課題并推動轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,加快我國氫燃料電池及鋰離子電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展;遴選研究院研發(fā)的氫燃料電池及鋰離子電池技術(shù)、材料、工藝、裝備等領(lǐng)域原始創(chuàng)新成果,面向應(yīng)用實(shí)施二次研發(fā)并轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力;通過產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的科研項(xiàng)目實(shí)施,將中國石油大學(xué)(華東)勝華新能源研究院的研究開發(fā)力量與石大勝華的成果產(chǎn)業(yè)化開發(fā)力量緊密結(jié)合,積極探索培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高端人才的新模式。

專家表示,從國際先進(jìn)水平來看,燃料電池汽車目前已進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入期。然而,我國在燃料電池汽車研發(fā)方面還存在不小差距,加快產(chǎn)學(xué)研合作刻不容緩。從多方合作來看,通過技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新相結(jié)合的方式,可有效加快我國燃料電池汽車的發(fā)展。

優(yōu)點(diǎn)突出

“與鋰電池相比較,燃料電池在車用領(lǐng)域有很多優(yōu)點(diǎn),如能量密度高,效率高,零排放,低溫啟動。”上海交通大學(xué)燃料電池研究所所長、中央章俊良表示,從里程數(shù)和載重量來看,短途交通及輕載量可以使用鋰電池。但只要超過某一個里程數(shù)的臨界點(diǎn),燃料電池汽車會比鋰電池汽車更具成本優(yōu)勢。“這基本是一個共識。目前,燃料電池各方面的性能都有很大提高。總體而言,已經(jīng)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的門檻。”

據(jù)了解,燃料電池汽車是利用與電解水完全相反的原理,通過氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電帶動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而驅(qū)動汽車行駛的。與電動汽車?yán)靡褍Υ娴碾婒?qū)動汽車行駛不同,燃料電池汽車一邊發(fā)電一邊行駛,在行駛過程中僅排出水,不會產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。同時,氫氣的能源密度是車載鋰離子電池10倍,充一次氫氣可以行駛更長的距離,并且燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2-3倍。此外,電動汽車需長時間充電,而燃料電池汽車則可以在短時間內(nèi)完成加氣。

氫燃料電池汽車不僅清潔,而且重量輕。一輛續(xù)航里程400公里的燃料電池車,僅需50千瓦的燃料電池堆,大約加5公斤的氫氣。同時,氫燃料電池還能解決純電動汽車充電時間長的問題。

作為我國汽車動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級和新能源汽車戰(zhàn)略的重要方向,我國在燃料電池汽車領(lǐng)域的研究和進(jìn)展并不晚于國外。經(jīng)過多年努力,目前我國已經(jīng)初步掌握了燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動力系統(tǒng)、整車集成和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)。

“燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程長、動力性能高、零排放。國家很支持發(fā)展燃料電池車,補(bǔ)貼政策是小車20萬元,商用車30萬元,大巴車50萬元。根據(jù)規(guī)劃,燃料電池汽車爭取到2030年能達(dá)到接近百萬輛。目前,新安動力和北京億華通都宣布可以做到零下30攝氏度的儲存和啟動,適應(yīng)2020年張家口冬奧會時用車的要求。宇通客車已開發(fā)出第三代燃料電池客車,車?yán)锍坛^500公里。”中國工程院院士衣寶廉表示,燃料電池汽車是新能源汽車發(fā)展的終極方向。

前景可期

除了國家的大力扶持、相關(guān)研發(fā)的可喜進(jìn)步、相關(guān)企業(yè)的不懈努力之外,在衣寶廉看來,我國發(fā)展燃料電池汽車具有一個非常大的優(yōu)勢——大量的廉價副產(chǎn)氫。“目前,全國副產(chǎn)氫近千萬噸,主要來自于焦?fàn)t煤氣、合成氨、甲醇、氯堿等化工行業(yè)。”

“我國可再生能源利用中存在大量的‘棄風(fēng)’‘棄光’‘棄水’現(xiàn)象。僅四川、云南兩省棄水就超過400億千瓦時,三北地區(qū)棄風(fēng)達(dá)497億千瓦時。而目前人工制氫的重要途徑之一就是水電解氫,如果把上述被棄用的電能利用起來,可制氫300萬噸。”衣寶廉說。

在肯定成績的同時,衣寶廉也坦言,燃料電池汽車生產(chǎn)成本、氫氣制備與儲運(yùn)、加氫站建設(shè)依然是擺在我國燃料電池汽車面前的“三座大山”。“燃料電池汽車發(fā)展到現(xiàn)在,在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到一定成熟階段,但距離商業(yè)化推廣仍有一段距離。”

在衣寶廉看來,當(dāng)前燃料電池汽車技術(shù)已具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ),但要進(jìn)行大規(guī)模的市場推廣,仍需要滿足四大基本條件。首先,燃料電池發(fā)動機(jī)安全結(jié)構(gòu)要過關(guān),壽命要達(dá)到500-10000小時,滿足車用要求;第二,燃料電池汽車的售價在扣除政府補(bǔ)貼后,應(yīng)與鋰電池或燃油車接近;第三,要有充足的廉價氫燃料供給;第四,要做到盈利,逐步擺脫政府補(bǔ)貼,實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

對此,章俊良表示贊同。“目前,國內(nèi)外燃料電池壽命差距比較大,國際先進(jìn)水平已經(jīng)超過5000小時。與此同時,由于主要原材料依賴于進(jìn)口,造成國內(nèi)燃料電池電堆生產(chǎn)成本居高不下,相關(guān)企業(yè)對燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的上游關(guān)注度不太,低水平重復(fù)投資較多。”

“雖然短時間內(nèi),我國燃料電池發(fā)展還有不盡如人意之處,但產(chǎn)業(yè)化前景可期。從《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》到相關(guān)地方政府的規(guī)劃,從科研機(jī)構(gòu)到相關(guān)汽車企業(yè)的努力,都可以看到我國燃料電池美好的未來。”章俊良說。

在章俊良看來,要想加快推動我國燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,就政府層面而言,要大力支持技術(shù)發(fā)展。對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),應(yīng)給予各種優(yōu)惠,盡量避免低水平的重復(fù)投資和建設(shè)。“要集中精力把產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)都做好。”

“學(xué)術(shù)界要加強(qiáng)原始創(chuàng)新,解決燃料電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸,要進(jìn)一步研究超低鉑載量膜電極技術(shù),還有長壽的電極板涂層技術(shù)。此外,學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界要加強(qiáng)合作,聯(lián)合推動成立一些專業(yè)化企業(yè),打破關(guān)鍵原材料物件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面。”章俊良說。