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衣宝廉:推进氢燃料汽车示范运行

来源: 中国电力报      日期:17.09.15      

推进氢燃料汽车示范运行

——访中国工程院院士衣宝廉

白明琴

  衣宝廉:中国工程院院士,主要从事化学能与电能相互转化研究,是我国燃料电池研究的开拓者之一———国家863计划“十五”电动汽车重大专项、“十一五”节能与新能源汽车总体专家组成员、燃料电池发动机责任专家,曾获“科技部九五攻关先进个人”、“中国科学院科技成果一等奖”、“中国科学院科技进步一等奖”等。现任中国科学院大连化学物理研究所研究员、全国燃料电池与液流电池标准委员会主任委员。

  当前,世界各国都在鼓励发展燃料电池汽车,随着燃料电池技术逐步成熟,特别是加氢站数量快速增长并投入使用,氢燃料电池汽车有望成为其产业风口。

  “与传统汽车相比,氢燃料电池汽车具有环境友好、不排放污染物的显著特点。与锂电池汽车相比,续驶里程长、加氢时间短是其独特的优势。”中国工程院院士衣宝廉在“2017第二届中国国际氢能与燃料电池产业发展大会”期间接受中国电力报记者采访时表示,我国氢燃料电池汽车发展距国际商业化应用水平还有一定差距。接下来,我国应大力开展氢燃料电池汽车大规模示范运行,以推动实现其商业化应用。

  中国电力报:我国氢燃料电池汽车发展的基本情况如何?

  衣宝廉:我国氢燃料电池汽车研发始于上世纪90年代。目前氢燃料电池汽车主要分为两类,一类是目前以该电池作充电机的最简单的增程式汽车,另一类作为其未来发展方向的电电混合动力汽车。按照当前的技术线路,这需要先将氢燃料电池升压,再与二次电池进行混合。

  我国氢燃料电池汽车产业发展有很大的优势———政府补贴不退坡,目前的补贴规模是乘用车20万,轻型客车、货车30万,大种型客车、中重型货车50万,补贴标准是每千瓦补助6000元。

  我国氢燃料电池汽车发展主要有两条线路。一是以新源动力股份有限公司为代表的自主研发路线———进一步提高电池系统可靠性、耐久性,并降低电堆成本和铂用量。另一条是以广州国鸿氢能科技公司为代表的引进国外技术路线———引进加拿大巴拉德公司技术,消化、吸收并再创新。引进技术还需要解决电堆不能在零摄氏度以下储存和启动等问题。

  整体来讲,当前的氢燃料电池汽车性能已经达到传统汽车水平,成本与锂电池汽车基本接近,产品体积与传统四缸内燃机相当,大巴车用产品的寿命已经接近两万小时,世界范围内的氢燃料电池汽车发展也已经进入商业化初始阶段,而我国距商业化应用还有一段距离。

  中国电力报:影响我国氢燃料电池汽车商业化应用的主要瓶颈有哪些?

  衣宝廉:加氢站建设、氢制备、储氢系统等均是制约氢燃料电池汽车推广与普及的难题。

  目前,全球加氢站已经超过200个,而我国仅有7个,数量相对较少。在我国,每个加氢站至少要服务20辆大巴车,达不到这个数量就没有国家补贴,很难实现盈利。这是我国加氢站建设发展现状。

  在氢制备方面,我国加氢站建设应大量应用工业副产氢和可再生能源氢。

  我国工业副产氢的年产量可供几百万辆氢燃料电池汽车使用。同时,我国可再生能源氢资源相当丰富,通过电解水技术利用弃水、弃风、弃光资源,每年约可以制备300万吨氢。

  储运氢是氢燃料电池汽车发展的关键环节,也是示范运行需考核的主要内容。因为氢储运成本只有降到与用氢成本接近时,加氢站才能够保证盈利。目前,储运氢有液储氢、高压储氢瓶储氢、金属储氢、金属有机化合物储氢几种路线。其中,液储氢成本较贵,能耗较高———约消耗1/3的氢。金属储氢储氢量太低,同时会分解有毒物质等。金属有机化合物储氢的储量得到提高,有发展前景。不过,对于各路线在何种情况下具备最大的性价比,还需要实践验证。

  中国电力报:在您看来,该如何推动实现我国氢燃料电池汽车商业化应用?

  衣宝廉:我国需要以加快推进氢燃料电池汽车大规模示范运行来推动实现其商业化应用。而这一示范运行需达到四个条件。一是其可靠性、耐久性满足基本要求,如寿命达到5000~10000小时,并满足基本的安全规范,通过电安全和氢安全检测。在这方面,我国需要加速制定大巴车及各种专用车用氢燃料电池系统的安全标准。

  二是在扣除政府补贴后,车的售价与锂电池、燃油汽车接近。这除了要实现氢应用价格下降外,还要加快研发并降低氢燃料电池系统的空压机、氢循环系统和高压储氢瓶成本。

  三是有充分、廉价的氢燃料供给,加氢站能满足车辆加氢需求,消除或尽量减少加氢焦虑。建议先选择大巴、物流车,在靠近工业副产氢或可再生能源氢的地点,进行大规模示范运行。在示范运行期间,从运行成本角度,找出不同氢储运路线各自适合的范围,并证明氢燃料电池车商业化的可行性。

  四是计入政府补贴,氢燃料电池汽车生产企业及其大规模示范运营单位均应盈利,不盈利就无法甩掉政府补贴,进而真正进入商业化运营。

  另外,保证出勤率对氢燃料电池汽车大规模市场运行来说至关重要。在示范运行中,要对氢燃料电池汽车可靠性、耐久性进行考核,并提出改进意见,确保其出勤率达到燃油、锂电池汽车的水准———出勤率要达到90%以上。否则,达不到出勤率也就无法实现大规模示范运行。希望通过“十三五”期间的大规模示范运行,到“十四五”我国氢燃料电池汽车能够进入商业化的前夜。

责任编辑:王萍  投稿邮箱:网上投稿

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