難掩光芒!氫燃料電池進入商業化提速階段

時間: 2016-08-08 10:48:42 點擊量:159

眾所周知,中國塑料加工業巨大的發展潛力,為注塑機產業迅猛成長開拓了廣闊空間。目前在塑料加工制品中,83%采用了注射成型。近年來由于汽車、建筑、家用電器、食品、醫藥等產業對注射制品日益增長的需要,推動了注射成型技術水平的發展和提高。我國塑料機械有70%左右是注射成型機。

水的電解過程是用電將水分解成氫氣和氧氣,那么,反過來,氧氣和氫氣發生反應就有可能逆轉電解過程而產生電,這便是關于氫燃料電池的最基本構想。1839年,歐洲科學家William R.Grove爵士將這一構想付諸實驗,發明了世界公認的第一個燃料電池。

  在過去的一百多年里,受限于技術,同時也受內燃機的沖擊,燃料電池未能推廣開來。在交通工具多次演變、環保和節能越來越被重視的今天,燃料電池在中國經過漫長等待,開始迎來曙光。

  8月25日,北京億華通科技股份有限公司(以下簡稱億華通)張家口基地首臺氫燃料電池發動機正式下線,在當天舉行的下線儀式上,億華通副總經理、張家口生產基地總經理宋海英和清華大學汽車工程系副主任李建秋教授共同接受了我們的采訪。

  氫燃料電池進入商業化提速階段

  億華通張家口基地規模較大,一期產線年產能2000臺,二期年產達8000臺。作為我國氫燃料電池發動機生產企業的領頭羊,億華通張家口基地的投產是我國氫燃料電池商業化提速的一個標志。

  然而,氫燃料電池在我國的發展是一個循序漸進的過程,走到今天并不容易。李建秋教授將我國氫燃料電池的發展過程分為三大階段:第一階段(約2001年—2005年),當時的燃料電池、動力電池、驅動電機等都不成熟,更多是概念性的東西。當時我們(億華通)與福田組裝的第一輛車,燃料電池系統就占了大半個車廂,座位不得不拆掉一部分,李建秋回憶說。

  第二階段(約2005年—2010年),重點圍繞燃料電池加動力電池這一電電混合動力系統開展研究。這個時期,零部件成熟度不斷提高,動力電池、電機技術也在提升,尤其是經過2008年奧運會一整年的示范運行,混合動力系統的構型基本固定。

  第三階段(約2010年—2015年),針對燃料電池本身的可靠性、耐久性和成本開展攻關。

  現階段(2015年~)國內氫燃料電池企業陸續建設生產線并進行產業鏈布局,氫燃料電池向商業化邁進。比如,億華通不僅在張家口投入10億元人民幣建設氫燃料電池發動機生產基地,還計劃在山東濱州、湖北武漢等地陸續進行布局。

  然而,我國氫燃料電池的發展,在技術上同國外相比還是存在不小的差距。據了解,國外質子交換膜燃料電池最長壽命已達到40000~60000小時,我國現在大概5000小時,2020年大概做到10000小時,2025年大概做到20000~25000個小時,到那時氫燃料電池可以做到與車輛等壽命,這將大大提高消費者的接受程度。

  加氫站難題的破解之道

  氫燃料電池汽車的推廣與純電動汽車有所不同,純電動汽車只需在電網覆蓋之處建設充電樁,即可完成基礎設施建設,而氫燃料電池汽車則需要建設加氫站、制氫廠等一系列設施。建設加氫站的成本比充電樁要高出許多,這也是燃料電池汽車推廣難的一個重要原因。

  李建秋表示,根據加注氫氣的能力算,一天加注200公斤氫氣的加氫站,不含土地成本,目前需要1000萬人民幣左右。如果要支持70兆帕的加氫站,費用會更高一些。

  面對加氫站如此高昂的建設成本,不必望而卻步。業內專家認為,加氫站可以新建,也可對現有的加油站進行升級改造,加油與加氫可同時運營。在氫燃料電池汽車尚未大規模推廣的階段,以加油為主,這樣可以維持運營,在氫燃料電池汽車多起來之后,就以加氫為主。當然,在城市中,也可以實行加氫站與充電站混合運營,打造一個純電驅動、零排放的交通體系。

  億華通副總經理、張家口生產基地總經理宋海英表示,在2020年之前,張家口將建設19座加氫站,并將所有公交車輛換為氫燃料電池汽車。億華通2017年將交付150輛燃料電池汽車給張家口,公司與清華大學合作建設制氫廠以及3座加氫站,將于2018年初建成。

  氫燃料電池難掩光芒

  除加氫站之外,氫燃料電池的生產成本和使用成本也頗受關注,它的優勢也非常明顯。

  李建秋表示,目前,氫燃料電池發動機的生產成本為10000~15000元/kW;如果生產線全開,年產千臺機以上,成本會下降到6~8成;如果年產10萬臺,成本則可以下降到1000~2000元/kW,如果按正常速度發展,億華通2025年可以達到這一規模。氫燃料電池發動機的生產成本直接影響到氫燃料電池汽車的售價,從而影響消費者的購買選擇。

  與純電動汽車相比,氫燃料電池汽車的優勢比較明顯。比如,冬季氣溫降低,純電動要為空調等系統供電,其續航里程必然要打折扣。而氫燃料電池車在不影響續航里程的同時其產生的余熱為乘客艙保溫,比純電動更加節能。

  此外,氫與電之間的氫電互動也是氫燃料電池的一大優勢。當太陽能、風能發出的電存儲不下時,可以采用電解水制氫,把氫氣作為電能的存儲的載體(無損耗),用電高峰時,再用氫氣發電,此為能源端的氫電互動;燃料電池也可以在緊急情況下用來為建筑等供電,這則是車載端的氫電互動。

  純電動和氫燃料電池各有其適用領域。短續駛里程和緊湊型轎車會以純電動為主,SUV、大型車或續駛里程在400公里以上者,燃料電池汽車較有優勢。未來,燃料電池和純電動將各有其細分市場,二者相互配合,共同打造純電動、零排放的交通體系。

  呼喚國家出臺區域示范政策

  2009年元月,國家科技部、財政部、發改委和工信部共同啟動了十城千輛節能與新能源汽車示范推廣應用工程(簡稱十城千輛示范),通過提供財政補貼,計劃用3年左右的時間,每年發展10個城市,每個城市推出1000輛新能源汽車開展示范運行。客觀地講,這一政策為我國新能源汽車產業鏈走向成熟并在全球獲得領先地位立下了汗馬功勞。

  氫燃料電池產業鏈的發展也需要這樣一個過程。據了解,無論是上汽集團、福田汽車、宇通客車這些氫燃料電池整車企業,還是億華通等氫燃料電池發動機生產企業,都未做到大規模生產,而規模化又直接制約著降成本和產業鏈的形成。因此,氫燃料電池也需要類似十城千輛這樣一個示范,選擇氫能資源豐富的區域,通過規模化生產,降低成本,形成產業鏈條。

  此外,氫燃料電池相關企業在前期需要做大量投入,業內希望在國家補貼不退坡之外,重點區域的地方政府能夠加大補貼和扶持力度。

  氫燃料電池節能、環保的特性毋庸置疑,它將是未來電池領域的重要一極,但它的發展需要政府、企業和消費者的共同呵護。與國外相比,我國的氫燃料電池發展還存在差距,這就需要各方努力,尤其是政策上要提供相應的支持,培育氫燃料電池發展所需要的環境和土壤。

  我國氫燃料電池的發展與國外的差距客觀存在,我國的氫燃料電池發展好了,這個領域被國外壟斷的概率也就變小了。


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