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你好,!氫燃料汽車
有的汽車“吃”的是汽油,排放的是溫室氣體,。有的汽車“吃”的卻是氫氣,,排放的只有水,。這第二種車,叫做氫燃料電池汽車,目前正在汽車界悄然走紅,但它能否取代目前的電動(dòng)車,,甚至取代內(nèi)燃機(jī)車,成為未來(lái)真正的新能源車型呢,?
7月2日,,在2019世界新能源汽車大會(huì)上,氫燃料電池汽車屢獲肯定,。全國(guó)政協(xié)副主席,、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼表示:燃料電池汽車具有清潔零排放、續(xù)駛里程長(zhǎng),、加注時(shí)間短的特點(diǎn),是適應(yīng)市場(chǎng)要求的最佳選擇,。
雖然在老百姓心中,,氫燃料電池汽車依然不顯山不露水,可是在很多專家眼里,,其將在未來(lái)的新能源汽車市場(chǎng)扮演舉足輕重的角色,。隨著新能源汽車補(bǔ)貼逐漸退坡,頂層政策開(kāi)始不斷加碼,,由補(bǔ)車轉(zhuǎn)向補(bǔ)電,,其中就包括對(duì)加氫站的政策支持,促氫能發(fā)展提速,。
如今的氫燃料電池汽車可謂是當(dāng)紅明星,。很多人說(shuō),氫燃料電池汽車已經(jīng)站上風(fēng)口,,快速增長(zhǎng)期即將來(lái)臨,,是這樣嗎?
“氫”從何來(lái),?
在電影《流浪地球》中,,吳京飾演的宇航員劉培強(qiáng),最后駕駛飛船引爆的就是氫,,氫爆炸的威力推動(dòng)地球運(yùn)行,,脫離軌道,最后拯救了地球,。
那么,,什么是氫,?
氫(H)是一種化學(xué)元素,元素周期表第一位,,無(wú)色無(wú)味,,極易燃燒。由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子組成,,化學(xué)符號(hào)“H”,。活性很強(qiáng),,充滿能量,,且量大、無(wú)污染,、來(lái)源廣泛,,被視為未來(lái)重要的“替代能源”。同時(shí)氫是宇宙中非常重要的元素,,也是最輕的元素,。
氫燃料電池如何產(chǎn)生電能的呢?
記者調(diào)查了解到,,化石能源(煤,、天然氣)制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫,、電解水制氫,,是當(dāng)前主流的三大制氫路線。如,,水(化學(xué)符號(hào)H2O)就是由兩個(gè)氫和一個(gè)氧組成的,,通過(guò)電解,可以變成氫(H2)和氧(O2),。也就是說(shuō),,氫(H2)和氧(O2)在一起就可以產(chǎn)生電?
是這么回事嗎,?
“還真是這么回事,。為什么呢?”全國(guó)政協(xié)委員,、中科院物理研究所所長(zhǎng)王玉鵬給記者解釋道,,因?yàn)闅浜脱酰谘趸€原反應(yīng)過(guò)程中,,會(huì)生成水和釋放電子,,就是所謂的發(fā)電。
說(shuō)得簡(jiǎn)單點(diǎn):燃料電池就是一個(gè)“小型發(fā)電站”,。一個(gè)將氫和氧轉(zhuǎn)化成電能的小型裝置,。
那么,,問(wèn)題來(lái)了,如果我們的車子加的不再是汽油,,而是氫氣,。那氫氣是通過(guò)什么樣的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛的呢?王玉鵬表示,,單靠氫氣自己,,肯定無(wú)法驅(qū)動(dòng)車輛,還需要搭配氧氣,、燃料電池,、電機(jī)等機(jī)械傳動(dòng)裝置,才可以驅(qū)動(dòng)車輛行駛,。
大致的過(guò)程是這樣:儲(chǔ)氫罐向燃料電池輸送氫氣,。氫氣在燃料電池內(nèi)和車子吸進(jìn)的空氣(氧氣),通過(guò)氧化還原反應(yīng),,生成水并且釋放電能,。隨后將電能輸送給電機(jī),隨后電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置,,驅(qū)動(dòng)車輛行駛,。與電動(dòng)車相比,燃料電池汽車最大的優(yōu)點(diǎn),,就是充能快。因?yàn)?,加氫不?0分鐘,。而電動(dòng)車,是按小時(shí)起,。
王玉鵬舉例說(shuō),,氫燃料電池汽車在美國(guó)加利福尼亞州很受歡迎的原因是加利福尼亞州有35座加氫站,可以滿足氫燃料電池汽車的充能需求,?!皩?duì)于一輛車來(lái)說(shuō),充能是重中之重,。所以說(shuō),,加氫站的建設(shè),決定了氫燃料電池汽車命運(yùn),。同時(shí)還需把成本控制下來(lái),,車輛的售價(jià)才能低。如果以上兩個(gè)條件得到滿足,,氫燃料電池汽車會(huì)比電動(dòng)車效率更高,,成為大趨勢(shì),。未來(lái),氫燃料汽車才是更好的選擇,?!蓖跤聩i表示。
雖然氫燃料電池汽車相比于純電動(dòng)汽車起步晚,,但是在北京億華通科技股份有限公司常務(wù)副總經(jīng)理于民看來(lái),,現(xiàn)在我們的氫燃料電池大客車加氫時(shí)間不到10分鐘,可以跑300多公里,,除了補(bǔ)充燃料速度快,,氫燃料電池汽車的續(xù)航里程也可媲美燃油車。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑等方面考量,,氫燃料電池汽車較純電動(dòng)汽車優(yōu)勢(shì)明顯,,氫燃料發(fā)展?jié)摿Ω蟆?/p>
風(fēng)來(lái)了,還需冷靜
當(dāng)下氫能和燃料電池汽車有多“火”?資本市場(chǎng)聽(tīng)說(shuō)“氫”企業(yè),,就敢投資;股市股民聽(tīng)說(shuō)“氫”股票,,就敢追漲;市委書記聽(tīng)說(shuō)“氫”車,就敢對(duì)著鏡頭說(shuō)good……
特別是在氫能源首次寫入國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告,,在政策的加持下,,汽車上下游企業(yè)、整車廠等紛紛開(kāi)始搶占這一領(lǐng)域,。
記者注意到,,在整車企業(yè)中,上海汽車集團(tuán)股份有限公司的榮威早在2016年就推出了950氫能源車,、奇瑞汽車推出了艾瑞澤5氫燃料電池版,、東風(fēng)汽車集團(tuán)股份有限公司的東風(fēng)風(fēng)神也亮相了AX7FCV氫燃料電池版本、上汽大通汽車有限公司在今年上海國(guó)際車展上展示了首款氫燃料電池乘用車G20FC……
不難看出,,雖然氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),,但行業(yè)內(nèi)已經(jīng)暗流涌動(dòng)。據(jù)國(guó)際能源署(IEA)預(yù)測(cè),,到2025年,,氫燃料電池車將占全球車輛的17.5%。
畢馬威團(tuán)隊(duì)也預(yù)測(cè),,到2020年氫燃料電池汽車產(chǎn)量將出現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng),,保守估計(jì)到2025年產(chǎn)量規(guī)模將突破3萬(wàn)輛。到2030年,,中國(guó)氫燃料電池汽車產(chǎn)銷量預(yù)計(jì)達(dá)到數(shù)十萬(wàn)輛,。
“盡管氫燃料電池汽車成為了新能源汽車領(lǐng)域的‘新寵’,但當(dāng)下,,燃料電池電堆成本和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本極大地制約了氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,?!绷值录瘓F(tuán)氫動(dòng)力首席技術(shù)專家王煜武表示,氫氣的成本組成主要是來(lái)自于三部分,,第一部分是生產(chǎn),;第二部分是道路運(yùn)輸成本;第三部分就是加氫站本身的成本,。但其實(shí)公路運(yùn)輸上的成本是可以通過(guò)技術(shù)和管理提升進(jìn)一步優(yōu)化的,,同樣加氫站的成本也可通過(guò)提高效率來(lái)優(yōu)化。
以上海第一個(gè)固定加氫站為例,,2007年,,上海首個(gè)加氫站落戶嘉定安亭國(guó)際汽車城,并于同年11月15日正式投入使用,。資料顯示,,安亭加氫站的儲(chǔ)氫量最大可達(dá)800kg,一次能連續(xù)為6輛大巴,、20輛小汽車加注氫氣,。
記者算了一筆賬,該加氫站造價(jià)高達(dá)1600萬(wàn)元,,而目前氫氣對(duì)外出售的指導(dǎo)價(jià)為70元/kg,,一輛依維柯加滿氫氣大約需要4kg,一輛大巴則需要13~15kg左右,。從續(xù)航里程來(lái)看,,一輛大巴跑100公里,耗氫量約為8kg,;一輛依維柯跑100公里,,耗氫量約為0.8kg。這意味著,,一輛大巴每百公里就要花費(fèi)560元,一輛依維柯大小的車每百公里要花費(fèi)56元,。
該加氫站工作人員直言,,因?yàn)榧託湔驹靸r(jià)較高,而目前加氫車又較少,,所以該加氫站建造十余年仍處于虧損狀態(tài),。
再一個(gè)問(wèn)題就是安全。
2019年5月23日韓國(guó)江陵市儲(chǔ)氫罐爆炸,,6月1日美國(guó)加州一輛運(yùn)氫車加氫過(guò)程中爆炸,,6月10日挪威奧斯陸市郊加氫站發(fā)生爆炸,20天內(nèi)接連三次事故,,國(guó)內(nèi)網(wǎng)上聲討浪潮,,無(wú)不置疑氫燃料汽車的安全性,,雖然也有專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行事故科普,但仍舊有悲觀情緒蔓延,。
全國(guó)政協(xié)委員,、大連市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院技術(shù)總監(jiān)胡軍對(duì)此表示,發(fā)達(dá)國(guó)家的這些事故對(duì)我們敲響了警鐘,,我們需要理性看待氫能,,氫能的技術(shù)難度比純電動(dòng)要大,技術(shù)門檻也更高,,監(jiān)管的難度也比純電動(dòng)車要更大,。“技術(shù)變革是必然趨勢(shì),,不能因?yàn)橛星熬?,就狂熱炒作,也不能因?yàn)槌隽藛?wèn)題,,就喊打喊殺,,束之高閣?!焙娺@樣說(shuō),。
“面對(duì)各路資本‘搶食’,我們還需冷靜,?!蓖R汽車創(chuàng)始人、CEO沈暉直言,,氫燃料電池汽車的發(fā)展是一個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,,是一個(gè)綜合系統(tǒng),現(xiàn)在整個(gè)發(fā)展還處于早期商業(yè)示范階段,。短期內(nèi)氫燃料電池車不會(huì)實(shí)現(xiàn)大范圍發(fā)展,,現(xiàn)在最熱門的還是電動(dòng)汽車,短期內(nèi)電動(dòng)車還是主流,。
在沈暉看來(lái),,在電能如此普及的情況下,,電動(dòng)車充電還存在一些困難,,相較之下,,氫燃料電池的挑戰(zhàn)會(huì)難上100倍,包括安全和成本挑戰(zhàn)都很大,,最大的制約因素就是加氫站的布局在當(dāng)下還極為有限,。要破解這些難題,歸根到底還是要在技術(shù)上取得突破,比如,,找到鉑金的替代物和低成本制取高純度氫氣的方法,。
而在王玉鵬看來(lái),氫能和燃料電池汽車橫跨能源,、環(huán)境,、基建、汽車等多個(gè)領(lǐng)域,,是一個(gè)需要不同的專業(yè)人才共同完成的龐大工程,,這當(dāng)中,每一個(gè)參與者都非常重要,,每一個(gè)環(huán)節(jié)或技術(shù)都非常重要,,但也不會(huì)因?yàn)閹讉€(gè)人、幾個(gè)企業(yè),、一些事件就改變整個(gè)發(fā)展進(jìn)程,。
“氫車”如何上路?
全國(guó)政協(xié)常委,、中國(guó)工程院院士歐陽(yáng)明高在闡述燃料電池技術(shù)進(jìn)展時(shí),,這樣說(shuō):凡是純電動(dòng)能干的事,不要用燃料電池,,因?yàn)樾詢r(jià)比很難競(jìng)爭(zhēng),。不過(guò),商用車,、長(zhǎng)途卡車是可以的,。通俗粗略地說(shuō),“氫燃料電池更適合取代柴油機(jī),,鋰離子電池動(dòng)力系統(tǒng)更適合取代汽油機(jī),。”
在歐陽(yáng)明高看來(lái),,中國(guó)氫產(chǎn)能不是問(wèn)題,,目前中國(guó)的氫產(chǎn)量完全滿足2035年供氫需求。目前副產(chǎn)氫和棄光,、棄風(fēng),、棄水的電至少做到年產(chǎn)500萬(wàn)噸,有人說(shuō)是800萬(wàn)噸甚至1000萬(wàn)噸,。同時(shí),燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),,再過(guò)5年,,將會(huì)趨于成熟,而到2035年可以滿足規(guī)模應(yīng)用需求,。
歐陽(yáng)明高直言,,氫燃料電池商用車產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸不在兩頭,,在中間,就是車下運(yùn)氫,、車載儲(chǔ)氫和氫能加注,。如,在運(yùn)氫環(huán)節(jié),,現(xiàn)在20兆帕長(zhǎng)管拖車運(yùn)氫,,不能支撐氫能大規(guī)模發(fā)展;在車載儲(chǔ)氫瓶環(huán)節(jié),,35兆帕可以支撐城市公交250公里左右續(xù)駛里程,,中級(jí)物流車300公里,70兆帕支持城際客車運(yùn)營(yíng)400公里,,重型物流車500公里,。但想裝得更多就是車載液氫和深冷氣氫,“但是這個(gè)技術(shù)還要5年探索之后,,才能決定是不是具有大規(guī)模應(yīng)用的可行性,。”歐陽(yáng)明高表示,。
而在胡軍看來(lái),,整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈,不管是上游的制氫,、中游的儲(chǔ)氫和運(yùn)輸氫,,再到下游氫燃料電池汽車、加氫站以及其他應(yīng)用領(lǐng)域等,,每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能掉以輕心,。“在發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的過(guò)程中,,應(yīng)當(dāng)抓住其安全的關(guān)鍵點(diǎn),,不盲目追求規(guī)模和速度,在保證安全的基礎(chǔ)上穩(wěn)步發(fā)展,?!焙娺@樣說(shuō)。
胡軍告訴記者,,當(dāng)前,,各地落實(shí)氫能源規(guī)劃的情況并不樂(lè)觀,特別是在加氫站建設(shè)進(jìn)度方面困難重重,。如,,國(guó)家層面缺少對(duì)氫能源基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)籌規(guī)劃,各地方各自為戰(zhàn)現(xiàn)象明顯,對(duì)加氫站建設(shè)有效監(jiān)管不足,,協(xié)調(diào)推進(jìn)乏力,,許多需國(guó)家層面解決的問(wèn)題得不到及時(shí)解決,制約了加氫站的發(fā)展,;加氫站立項(xiàng)審批環(huán)節(jié)涉及部門多,、流程多、材料繁,、環(huán)節(jié)雜,。一些地方為了使氫燃料電池汽車能夠上路運(yùn)行,鋌而走險(xiǎn),,逃避安全監(jiān)管,,用簡(jiǎn)陋的臨時(shí)加氫站或移動(dòng)式加氫車代替固定式加氫站,成為新的高危安全隱患等,。
如何“氫車”上路,?胡軍表示,相關(guān)管理部門要高度重視產(chǎn)業(yè)鏈各方的意見(jiàn)和呼聲,,對(duì)他們面臨的困難切實(shí)尋找應(yīng)對(duì)之策,,對(duì)目前影響氫燃料電池汽車行業(yè)健康發(fā)展的問(wèn)題盡快創(chuàng)新方法找出解決之道。只有當(dāng)氫氣供應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈,、車輛制造的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都發(fā)展起來(lái),,配套更加完善,氫燃料電池汽車才能真正跑起來(lái),。
為此,,胡軍建議:一是盡快建立有效的協(xié)調(diào)機(jī)制,統(tǒng)籌規(guī)劃氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和布局,,及時(shí)解決制約加氫站發(fā)展的諸多問(wèn)題,。盡早出臺(tái)全國(guó)統(tǒng)一的加氫站審批流程和運(yùn)營(yíng)規(guī)范;二是關(guān)注已經(jīng)完成和正在推進(jìn)建設(shè)的加氫站儲(chǔ)氫系統(tǒng),、供氫系統(tǒng)安全性問(wèn)題,,杜絕逃避安全監(jiān)管,用簡(jiǎn)易裝置代替安全,、規(guī)范的固定式加氫站的現(xiàn)象發(fā)生,;三是有針對(duì)性地加大產(chǎn)業(yè)化研發(fā)投入,高度重視車載儲(chǔ)氫容器及加氫站承壓系統(tǒng)的安全性,,出臺(tái)相關(guān)政策,,支持、鼓勵(lì)相關(guān)企事業(yè)單位抓緊補(bǔ)齊氫承壓系統(tǒng)短板,;四是及時(shí)修訂和完善涉氫的相關(guān)法規(guī),、標(biāo)準(zhǔn),,消除不合理的規(guī)定和障礙,使之盡快適應(yīng)氫能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,;五是加大科普宣傳力度,建立統(tǒng)一的加氫站建設(shè)信息平臺(tái),,通過(guò)面向公眾的App,,使加氫站的安全信息更加透明,有利于氫能源基礎(chǔ)設(shè)施健康發(fā)展,。
編輯:秦云
關(guān)鍵詞:氫燃料汽車 氫 燃料電池
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