来自 电工电气 2019-11-05 15:34 的文章
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起步太晚,中国的氢燃料电池该如何赶超国外?

2016年推出的国内唯一一款荣威950氢燃料电池乘用车与全球首台量产化氢燃料电池车丰田Mirai相比。上汽荣威950最大功率为55kW,远低于丰田Mirai的114kW最大功率。同时,在续航里程上,最大400km的续航里程也不及Mirai的502km。

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早在1965年,外国的科学家们就已设计出了氢能汽车,只是国内起步比较晚且没有全身心投入。中国汽车工程学会曾预测到2030年,我国氢能汽车产业产值有望突破万亿元大关。而今年两会期间全面发展氢燃料电池的建议被很多代表提及。一直以来,推崇纯电动汽车的人们,为什么突然热捧氢燃料电池汽车?

中国相比国外同行,在氢燃料电池上起步还是太晚。从2001年开始,我国才开始进行氢燃料电池汽车的研发工作,首次提出氢能产业发展计划是在2016年10月发布的《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》中,之后发布的《中国制造2025》中才明确提出了燃料电池汽车发展规划。而美国的通用在1966年开始研发氢燃料电池汽车,日本的本田则开始于1992年。

首先,燃料电池汽车维护成本高,而且燃料电池汽车的使用需要加氢站来支持。可是中国氢燃料电池汽车发展速度慢于国外,加氢站的建设运营等配套也是落后于国际水平。中国储能网数据显示:2018年初全球加氢站保有量为328座,而中国大陆加氢站保有量为28座。

以国内曾多次参展,并且已经开始进行小范围推广的上汽荣威950插电混动燃料电池车为例,对比全球首台量产化氢燃料电池车丰田Mirai,在参数上的差距一目了然。上汽荣威950最大功率为55kW,远低于丰田Mirai的114kW最大功率。同时,在续航里程上,最大400km的续航里程也不及Mirai的502km。而400 W/L系统体积功率密度与丰田Mirai的1400W/L相比也更是差距较大。

国内还有很多类似上汽一样深究氢能源技术的传统车企,但和国外车企相比,自主品牌在氢燃料汽车研发技术上仍有很大的差距。

同济大学新能源汽车工程中心张存满教授表示,“中国氢燃料汽车技术落后国外发达国家5—10年,起步较晚的中国面临的一个情况是:国外燃料电池汽车已经突破了技术难关,开始攻克成本和服务设施了,而国内仍然面临着技术问题。差距保持在5年左右还有机会追赶,若超过10年,追赶起来就会非常吃力了。”

从2010年新能源汽车补贴试点到现在已经快十年,花费了大量的人力物力和金钱才有了新能源汽车今天的成效。而我国从2018年底才开始重点推动燃料电池行业的发展,限制于技术和资金的氢燃料电池汽车,其商业化进程至少还需要5-10年。正是以上种种限制的叠加,导致现在满街跑的是电动汽车而不是燃料电池汽车。

在目前国外已经开始加速氢燃料乘用车市场化的同时,中国国内仍将焦点聚焦于纯电动汽车上。尽管国家出台了许多燃料电池领域的相关扶持政策,也有一些企业开始研究,但多数仍处于实验阶段,同时以商用车为主,乘用车方面未见大动作。

以全球汽车发展趋势来看,虽然相比于氢燃料汽车,纯电动汽车的发展更接近于产业化。但是因为认识到,氢燃料电池车在体系、技术成熟以后,会比纯电动车型更具竞争力,国内各大汽车企业也开始将手伸向氢燃料电池汽车市场。

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上汽集团是我国A股市场最大的汽车上市公司,其汽车产业链条较为成熟。主要整车企业有乘用车公司、上汽大通、上汽大众、上汽通用、上汽通用五菱等等,是我国较早开展氢燃料电池汽车研发的企业。

从加氢站建设来看,日、美、德、韩正在大力扩建。东京、名古屋、大阪和福冈四大城市市区和高速公路建设100座加氢站,韩国也拟建50个加氢站。我国目前正在运营的加氢基础设施有12座,在建的有近10座。中国工程院院士干勇认为,虽然我国加氢站当前规模较小,但已暴露一些问题。我国加氢站尚无法按照国际标准实现3-5分钟快速加氢,达不到商业化运营标准。此外,压缩机、加氢机等关键设备选型追求低价,无法满足长期连续可靠运营要求。此外,有关加氢站的规划、设计施工、验收、关键设备选型等方面都缺乏标准。

国内外车企氢燃料技术差距大

燃料电池汽车代表着新能源汽车革命的终极方向之一,对于改善未来能源结构、发展低碳交通具有深远意义。当前,世界各国对于燃料电池汽车的关注不断升温,已有一些产品投放市场,进入产业化初始阶段。与此同时,中国燃料电池汽车虽也已获得一定的发展,但在关键材料、关键零部件和整车集成等方面与国外先进水平相比仍有一定差距。站在新能源汽车发展的风口上,必须充分认识到燃料电池车的重要地位,未来对能源多元化战略给与足够的重视与支持。

纯电动与氢燃料的角逐战

国内外技术差距日益明显

毋容置疑,新能源汽车未来将会逐渐替代燃油汽车。只是同样为新能源汽车发展方向,为什么现阶段氢能源燃料电池汽车不及纯电动汽车火呢?

“氢”装如何前行

总而言之,从新能源汽车发展趋势看,纯电动汽车和氢燃料汽车都有存在的必要性。一方面,纯电动续航弱但环保、便捷,适用于城市内短途车程,而氢燃料电池汽车续航强,适用于长途出行。氢燃料电池汽车可以和纯电动汽车互补,满足人们自驾游和上下班的交通需求。氢燃料电池车即将登场……

现在国外的氢燃料电池车是以乘用车为发展主流,然而这种发展模式并不适合我国实际。中国更适合开发氢燃料电池商用车,也就是氢燃料电池巴士,一方面是技术门槛相对较低,另一方面公共交通的平均成本低,还能起到良好的社会推广效果。

其实,自新能源之风盛行以来,氢燃料电池汽车的研究一直在进行,只是碍于纯电动风头太劲,氢燃料电池汽车行业一直不显山不露水。自2019年两会,长城汽车总裁王凤英女士提出关于发展氢燃料电池汽车的议案建议之后,国内一向低调的氢燃料电池汽车突然高调了起来。

在今年5月,国务院总理李克强考察了丰田汽车公司的氢燃料电池车Mirai之后,一时间掀起了业界对氢燃料电池的热烈讨论,以及汽车产业对氢燃料电池的热切追捧。而进入到6月,则曝出了大众集团与氢燃料电池技术公司巴拉德的合作延长至2019年3月。6月21日,奥迪又发出与韩国现代“联姻”共同研发氢燃料电池汽车组件和技术的信号。

国内氢燃料电池汽车经过多年研发已有一定突破。一是汽车续航里程有所提高;二是整车制造成本有所下降;三是产业逐渐扩大,越来越多的车企加入。但是氢燃料电池汽车在技术上和产业成熟度上仍然存在难以逾越的鸿沟。

就在似乎氢能源技术前景一片大好的趋势下,6月28日在清华大学举办“氢能产业创新发展论坛”上,全国政协副主席万钢却指出,中国与国际燃料电池技术差距明显。诚然,我国目前现在仍将发展重点放在了纯电动汽车上,那么在燃料电池技术上,我们到底与国外差了有多少?

在业绩上,上汽集团也是蒸蒸日上。上汽集团发布2018年度财报显示:2018年度,上汽集团总营收达9021.9亿元,同比增长3.62%;其中,归属于上市公司股东的净利润为360亿元,相比2017年度的344亿元增加了16亿元,增长幅度为4.65%。

目前新能源汽车有两大主要发展方向,即纯电动车与燃料电池汽车。全球汽车强国都致力于这两类电驱动车型的开发,包括乘用车和商用车。以全球汽车发展趋势来看,相比于氢燃料汽车,纯电动汽车的发展更接近于产业化。近年来,发展氢燃料电池也已作为一个重要方向被列入国家清洁汽车开发计划,然而目前我国氢燃料电池车产业化进程缓慢,氢能源应用距实现大规模商业化运作尚远。

值得一提的是,氢燃料电池车的加氢流程与燃油车加油相似,仅需3-5分钟即可完成,并且续航能力比电动汽车强。本田CLARITY在美国EPA工况下能够达到589km,丰田Mirai也能达到502km,这些条件都更加符合消费者的用车需求和习惯。

要让氢燃料电池车完全替代现有车型,实现利用氢能的“深绿”阶段,目前来看为时尚早。我们可以先发展轻轨、氢燃料电池大巴等专用车辆,在发展的过程中,逐渐完善加氢站等基础设施,待产业发展到一定阶段,再来发展燃料电池乘用车。此外,氢能利用也不能只着眼于氢燃料电池车,还要推广混氢的利用方式,在容易商业化的“浅绿”阶段加大拓展力度。

在氢燃料电池汽车的研发上,上汽汽车一直有条不絮的进行着。2008年,上汽集团与同济大学共同开发了20辆燃料电池汽车作为北京奥运会赛时公用车;时隔两年后,又为上海世博会提供了40多辆燃料电池汽车作为公用车辆使用;而后,研发出荣威950插电式燃料电池车,在上海车展亮相;近几年,上汽大通发布了采用氢燃料电池作为动力的V80氢燃料电池版并实现量产。

而万钢也建议,近期有必要建立燃料电池检测平台,对国内外的燃料电池产品进行对比测试,以确定具体差距。并且,通过长期与国际的合作,建立统一的燃料电池产品检测和技术标准。他说,“这对于燃料电池汽车产业化十分重要。”

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除去在核心技术上落于下风,在制氢、储氢以及加氢方面,我国也同样处于落后阶段。

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