相對于純電動汽車,擁有續航裏程長、動力性能高、燃料加注時間短、環保無汙染等優勢的氫燃料電池汽車一度被業界喻爲“新能源汽車終極解決方案”。目前,這一解決方案在我國的産業化發展進程如何?發展過程中都存在著哪些問題?

丰田燃料电池

被喻爲“新能源汽車終極解決方案”的氫燃料電池汽車近來爭議頗多。

在日前召開的2019年泰達汽車論壇上,財政部經濟建設司一級巡視員宋秋玲當衆表示,“我國燃料電池汽車由于核心技術和零部件技術尚未突破,基礎設施建設不足,標准法規缺失,氫氣作爲能源管理的體系尚未建立等原因,目前尚不具備大規模推廣應用條件。”此言一出,旋即引發業內激烈討論。

與此同時,中國工程院院士楊裕生也在演講中質疑大規模示範運行氫燃料電池汽車的必要性。其認爲,在長裏程純電動車、插電式混合動力車、燃料電池車、微小型純電動車和增程式電動車之間,氫燃料電池車比較難節能減排。

然而,相對于純電動汽車,擁有續航裏程長、動力性能高、燃料加注時間短、環保無汙染等優勢的氫燃料電池汽車一度被業界喻爲“新能源汽車終極解決方案”。目前,這一解決方案在我國的産業化發展進程如何?發展過程中都存在著哪些問題?

燃料電池産業化進程

我國研究燃料電池的曆史可以追溯到20世紀50年代,但是由于種種原因,國家將新能源汽車産業的發展重點側重于純電動和插電式混合動力汽車。直到2014年,氫能燃料電池才陸續被《國家創新驅動發展戰略綱要》《能源發展戰略行動計劃(2014-2020年)》《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》《能源技術革命重點創新行動路線圖》和《汽車産業中長期發展規劃》等多個綱領性文件列爲重點發展任務或重點創新方向。

近兩年,氫能和燃料電池汽車的關注度得到空前提高。從2018年初國家能源投資集團牽頭,國家電網公司等多家央企參與的中國氫能源及燃料電池産業創新戰略聯盟成立,到今年3月氫能首度被寫入《政府工作報告》,一時間,全國上下掀起了一場紅紅火火的氫燃料電池汽車發展熱潮。

目前,我國已有23個省市相繼發布了氫能和燃料電池的發展計劃。不過,基礎最好的還是以上海爲中心的長三角地區、以廣東省爲核心的珠三角地區、由清華大學、北京億華通公司和鄭州宇通客車支撐起來的北方地區,以及以冬奧會爲突破口的張家口地區。

另據不完全統計,億華通、美錦能源、厚普股份、凱龍股份、全柴股份等上市企業,2019年在氫能領域總投資已不低于260億元。僅2019上半年,國內關于氫能源産業園、氫燃料電池汽車、相關原材料項目等的投資規劃就已突破2000億元。

目前來看,我國氫燃料電池技術的應用,已經在商用車上實現了突破,同時也在一些沿海城市與國內發達地區實現了規模性的推廣應用。數據顯示,今年1-7月我國氫燃料電池産銷分別爲1176和1106輛,現已累計推廣應用的燃料電池汽車超過3000輛,投入運行的加氫站近30座。

按照規劃,我國計劃在2025年推廣5萬輛氫燃料電池汽車,建設300個加氫站。到2030年推廣100萬輛氫燃料電池汽車,建設1000個加氫站。

存在哪些問題?

氫燃料電池汽車産業的發展轉機,不但讓其在商用車上實現了技術突破,同時還在部分地區進行了規模性的推廣應用。但是,仔細分析下來這一技術在發展過程中還是暴露了不少問題,其中,最主要的還是關鍵零部件缺失以及技術成本難題。

首先,與國際先進水平相比,我國氫燃料電池汽車産業在基礎材料、關鍵零部件等方面還有較大的差距。如質子交換膜、催化劑、碳紙/碳布、空壓機、氫噴射泵等關鍵零部件和材料尚不具備量産能力,需要依賴進口。在燃料電池産業起步初期,采用進口部件組裝是可行路徑之一,但若長期依賴進口,自主化水平得不到提升,燃料電池産業將陷入技術空心化境地。

其次,技術與成本也是一大問題。目前仍缺乏高能效、低排放的制氫方式;且氫的安全運輸、分布和儲存也面臨投資和能耗大的問題。

中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高曾指出,我國氫燃料電池汽車發展面臨的主要挑戰是氫能技術與成本問題。“我國氫能技術落後于燃料電池技術,傳統氫能技術如堿性電解槽、壓縮機制冷氫液化等存在效率偏低、成本偏高的問題,需要全産業鏈共同推動技術突破。”

据了解,2018 年国产燃料电池车的综合制造成本约为150万元人民币,同类性能的电动车和燃油车造价仅为燃料电池车制造成本的1/6和1/10。此外,燃料电池车的使用成本主要体现在氢气制备、储运和加注环节产生的成本,然而我国氢气运输还属于危险品,每次只能运送200KG,对于货运大车而言,基本是空跑,暂无经济性可言。

未來何去何從?

深受自身問題與外部因素雙重影響的氫燃料電池汽車,未來該何去何從?

在經曆了多方爭論後,業界普遍認爲,燃料電池汽車和純電動汽車技術特點不同,有各自適合應用的場景,未來應該是互補、共存,而不是替代的關系。

交通運輸部運輸服務司副司長蔡團結也指出,要因地制宜開展新能源汽車的推廣應用。“純電動、混合動力、燃料電池汽車各有優勢,應根據發展環境、發展目標,堅持市場導向,減少行政幹預。”

蔡團結建議到,要集中開展氫燃料電池關鍵技術的攻關,明確氫燃料電池技術路線,實行以企業爲主體、市場爲導向,産學研深度融合的技術創新體系。據其透露,借助2022年冬奧會契機,目前相關部門正和北京、河北等有關部門確定氫燃料電池的技術路線,加快相關關鍵技術的研發。

中國工程院院士衣寶廉表示,燃料電池車想要實現大面積的應用,其造價要達到锂電池電動車的水平,行駛費用要達到燃油車的水平,預計仍需要3年-5年左右的時間才能實現。

對于氫燃料電池汽車的技術突破,其具體指出,應盡快實現關鍵材料、電催化劑、質子交換膜、雙極板等批量生産,爲降低電堆成本和提高電堆一致性奠定基礎,同時,提高電堆的比功率,降低電堆成本和鉑用量,並進一步提高電堆的可靠性和耐久性,希望我國在2023-2025年把燃料電池車的成本降到跟锂離子電池車比較近的水平。

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[責任編輯:趙卓然]

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