近期,國(guó)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(duì)2018年我國(guó)燃料電池汽車(chē)的發(fā)展充滿(mǎn)了期待。專(zhuān)家表示,由于氫具有來(lái)源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲(chǔ)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(lái)車(chē)用能源中,氫燃料與電力將并存互補(bǔ),共同支撐起我國(guó)新能源汽車(chē)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(chē)用燃料電池項(xiàng)目正式簽約。

據(jù)了解,該項(xiàng)目引進(jìn)國(guó)外成熟的車(chē)用燃料電池系統(tǒng)技術(shù),研發(fā)生產(chǎn)車(chē)用燃料電池集成系統(tǒng),荷蘭氫電車(chē)用燃料電池項(xiàng)目總投資1.25億元,注冊(cè)資金5000萬(wàn)元,開(kāi)發(fā)應(yīng)用于物流車(chē)及大巴車(chē)的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng),投產(chǎn)后年產(chǎn)3000套動(dòng)力系統(tǒng),年銷(xiāo)售額達(dá)12億元。

2017年12月下旬,濰柴動(dòng)力發(fā)布消息稱(chēng),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(lái)合力打造國(guó)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(guó)際一流的燃料電池汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,共同合作開(kāi)發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件。在工業(yè)4.0時(shí)代,博世將助力濰柴動(dòng)力建設(shè)世界先進(jìn)、中國(guó)領(lǐng)先的數(shù)字化示范工廠,提高工廠的智能化、自動(dòng)化水平。

濰柴動(dòng)力方面表示,“通過(guò)本次合作,公司預(yù)期將突破燃料電池商用車(chē)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(guó)際一流的燃料電池汽車(chē)技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈,培育出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的燃料電池商用車(chē)龍頭企業(yè)。”

2017年12月中旬,石大勝華發(fā)布公告稱(chēng),將與中國(guó)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(kāi)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(guó)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(dòng)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,加快我國(guó)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(guò)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的科研項(xiàng)目實(shí)施,將中國(guó)石油大學(xué)(華東)勝華新能源研究院的研究開(kāi)發(fā)力量與石大勝華的成果產(chǎn)業(yè)化開(kāi)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(zhuān)家表示,從國(guó)際先進(jìn)水平來(lái)看,燃料電池汽車(chē)目前已進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入期。然而,我國(guó)在燃料電池汽車(chē)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(lái)看,通過(guò)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(guó)燃料電池汽車(chē)的發(fā)展。

優(yōu)點(diǎn)突出

“與鋰電池相比較,燃料電池在車(chē)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(dòng)。”上海交通大學(xué)燃料電池研究所所長(zhǎng)、中央章俊良表示,從里程數(shù)和載重量來(lái)看,短途交通及輕載量可以使用鋰電池。但只要超過(guò)某一個(gè)里程數(shù)的臨界點(diǎn),燃料電池汽車(chē)會(huì)比鋰電池汽車(chē)更具成本優(yōu)勢(shì)。“這基本是一個(gè)共識(shí)。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(mén)檻。”

據(jù)了解,燃料電池汽車(chē)是利用與電解水完全相反的原理,通過(guò)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(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛的。與電動(dòng)汽車(chē)?yán)靡褍?chǔ)存的電驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛不同,燃料電池汽車(chē)一邊發(fā)電一邊行駛,在行駛過(guò)程中僅排出水,不會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。同時(shí),氫氣的能源密度是車(chē)載鋰離子電池10倍,充一次氫氣可以行駛更長(zhǎng)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(dòng)汽車(chē)需長(zhǎng)時(shí)間充電,而燃料電池汽車(chē)則可以在短時(shí)間內(nèi)完成加氣。

氫燃料電池汽車(chē)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(chē),僅需50千瓦的燃料電池堆,大約加5公斤的氫氣。同時(shí),氫燃料電池還能解決純電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。

作為我國(guó)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新能源汽車(chē)戰(zhàn)略的重要方向,我國(guó)在燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域的研究和進(jìn)展并不晚于國(guó)外。經(jīng)過(guò)多年努力,目前我國(guó)已經(jīng)初步掌握了燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動(dòng)力系統(tǒng)、整車(chē)集成和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)。

“燃料電池汽車(chē)?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、動(dòng)力性能高、零排放。國(guó)家很支持發(fā)展燃料電池車(chē),補(bǔ)貼政策是小車(chē)20萬(wàn)元,商用車(chē)30萬(wàn)元,大巴車(chē)50萬(wàn)元。根據(jù)規(guī)劃,燃料電池汽車(chē)爭(zhēng)取到2030年能達(dá)到接近百萬(wàn)輛。目前,新安動(dòng)力和北京億華通都宣布可以做到零下30攝氏度的儲(chǔ)存和啟動(dòng),適應(yīng)2020年張家口冬奧會(huì)時(shí)用車(chē)的要求。宇通客車(chē)已開(kāi)發(fā)出第三代燃料電池客車(chē),車(chē)?yán)锍坛^(guò)500公里。”中國(guó)工程院院士衣寶廉表示,燃料電池汽車(chē)是新能源汽車(chē)發(fā)展的終極方向。

前景可期

除了國(guó)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(lái),我國(guó)發(fā)展燃料電池汽車(chē)具有一個(gè)非常大的優(yōu)勢(shì)——大量的廉價(jià)副產(chǎn)氫。“目前,全國(guó)副產(chǎn)氫近千萬(wàn)噸,主要來(lái)自于焦?fàn)t煤氣、合成氨、甲醇、氯堿等化工行業(yè)。”

“我國(guó)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(guò)400億千瓦時(shí),三北地區(qū)棄風(fēng)達(dá)497億千瓦時(shí)。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(lái),可制氫300萬(wàn)噸。”衣寶廉說(shuō)。

在肯定成績(jī)的同時(shí),衣寶廉也坦言,燃料電池汽車(chē)生產(chǎn)成本、氫氣制備與儲(chǔ)運(yùn)、加氫站建設(shè)依然是擺在我國(guó)燃料電池汽車(chē)面前的“三座大山”。“燃料電池汽車(chē)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(lái),當(dāng)前燃料電池汽車(chē)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(chǎng)推廣,仍需要滿(mǎn)足四大基本條件。首先,燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)安全結(jié)構(gòu)要過(guò)關(guān),壽命要達(dá)到500-10000小時(shí),滿(mǎn)足車(chē)用要求;第二,燃料電池汽車(chē)的售價(jià)在扣除政府補(bǔ)貼后,應(yīng)與鋰電池或燃油車(chē)接近;第三,要有充足的廉價(jià)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(duì)此,章俊良表示贊同。“目前,國(guó)內(nèi)外燃料電池壽命差距比較大,國(guó)際先進(jìn)水平已經(jīng)超過(guò)5000小時(shí)。與此同時(shí),由于主要原材料依賴(lài)于進(jìn)口,造成國(guó)內(nèi)燃料電池電堆生產(chǎn)成本居高不下,相關(guān)企業(yè)對(duì)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(shí)間內(nèi),我國(guó)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(chē)產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)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(chē)企業(yè)的努力,都可以看到我國(guó)燃料電池美好的未來(lái)。”章俊良說(shuō)。

在章俊良看來(lái),要想加快推動(dòng)我國(guó)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(duì)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(gè)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(zhǎng)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(dòng)成立一些專(zhuān)業(yè)化企業(yè),打破關(guān)鍵原材料物件嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口的局面。”章俊良說(shuō)。