相對于純電動汽車,擁有續(xù)航里程長、動力性能高、燃料加注時間短、環(huán)保無污染等優(yōu)勢的氫燃料電池汽車一度被業(yè)界喻為“新能源汽車終極解決方案”。目前,這一解決方案在我國的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程如何?發(fā)展過程中都存在著哪些問題?

豐田燃料電池

被喻為“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(jīng)濟建設司一級巡視員宋秋玲當眾表示,“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,標準法規(guī)缺失,氫氣作為能源管理的體系尚未建立等原因,目前尚不具備大規(guī)模推廣應用條件。”此言一出,旋即引發(fā)業(yè)內(nèi)激烈討論。

與此同時,中國工程院院士楊裕生也在演講中質(zhì)疑大規(guī)模示范運行氫燃料電池汽車的必要性。其認為,在長里程純電動車、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(jié)能減排。

然而,相對于純電動汽車,擁有續(xù)航里程長、動力性能高、燃料加注時間短、環(huán)保無污染等優(yōu)勢的氫燃料電池汽車一度被業(yè)界喻為“新能源汽車終極解決方案”。目前,這一解決方案在我國的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程如何?發(fā)展過程中都存在著哪些問題?

燃料電池產(chǎn)業(yè)化進程

我國研究燃料電池的歷史可以追溯到20世紀50年代,但是由于種種原因,國家將新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點側(cè)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(xù)被《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)》《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》《能源技術革命重點創(chuàng)新行動路線圖》和《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等多個綱領性文件列為重點發(fā)展任務或重點創(chuàng)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(wǎng)公司等多家央企參與的中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)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(fā)展熱潮。

目前,我國已有23個省市相繼發(fā)布了氫能和燃料電池的發(fā)展計劃。不過,基礎最好的還是以上海為中心的長三角地區(qū)、以廣東省為核心的珠三角地區(qū)、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(qū),以及以冬奧會為突破口的張家口地區(qū)。

另據(jù)不完全統(tǒng)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(yè),2019年在氫能領域總投資已不低于260億元。僅2019上半年,國內(nèi)關于氫能源產(chǎn)業(yè)園、氫燃料電池汽車、相關原材料項目等的投資規(guī)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(jīng)在商用車上實現(xiàn)了突破,同時也在一些沿海城市與國內(nèi)發(fā)達地區(qū)實現(xiàn)了規(guī)模性的推廣應用。數(shù)據(jù)顯示,今年1-7月我國氫燃料電池產(chǎn)銷分別為1176和1106輛,現(xiàn)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(guī)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?

氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)機,不但讓其在商用車上實現(xiàn)了技術突破,同時還在部分地區(qū)進行了規(guī)模性的推廣應用。但是,仔細分析下來這一技術在發(fā)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產(chǎn)業(yè)在基礎材料、關鍵零部件等方面還有較大的差距。如質(zhì)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產(chǎn)能力,需要依賴進口。在燃料電池產(chǎn)業(yè)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,燃料電池產(chǎn)業(yè)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(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)是氫能技術與成本問題?!拔覈鴼淠芗夹g落后于燃料電池技術,傳統(tǒng)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,需要全產(chǎn)業(yè)鏈共同推動技術突破?!?/p>

據(jù)了解,2018 年國產(chǎn)燃料電池車的綜合制造成本約為150萬元人民幣,同類性能的電動車和燃油車造價僅為燃料電池車制造成本的1/6和1/10。此外,燃料電池車的使用成本主要體現(xiàn)在氫氣制備、儲運和加注環(huán)節(jié)產(chǎn)生的成本,然而我國氫氣運輸還屬于危險品,每次只能運送200KG,對于貨運大車而言,基本是空跑,暫無經(jīng)濟性可言。

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(jīng)歷了多方爭論后,業(yè)界普遍認為,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?!凹冸妱?、混合動力、燃料電池汽車各有優(yōu)勢,應根據(jù)發(fā)展環(huán)境、發(fā)展目標,堅持市場導向,減少行政干預。”

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(yè)為主體、市場為導向,產(chǎn)學研深度融合的技術創(chuàng)新體系。據(jù)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(fā)。

中國工程院院士衣寶廉表示,燃料電池車想要實現(xiàn)大面積的應用,其造價要達到鋰電池電動車的水平,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(xiàn)。

對于氫燃料電池汽車的技術突破,其具體指出,應盡快實現(xiàn)關鍵材料、電催化劑、質(zhì)子交換膜、雙極板等批量生產(chǎn),為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,并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鋰離子電池車比較近的水平。

[責任編輯:趙卓然]

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