燃料电池汽车的产业化瓶颈

燃料电池汽车的产业化瓶颈

作为新能源汽车的氢燃料电池汽车的产业化进程相比纯电动汽车晚了近十年时间,近两年来,氢燃料电池汽车的关注热度不断上升,产业化速度也相对明显加快。欧阳明高表示,“虽然中国燃料电池产业链目前还很薄弱,但产业化态势全球最佳,已经吸引了全球相关资源的深度参与,预计今后五到十年,有可能达到与目前中国锂离子电池的国际地位相当的水平。”

燃料电池汽车曾被视为新能源汽车的终极形态。但在当前阶段,业内已普遍达成共识,即与纯电动汽车互为补充,二者并非替代关系。

从能量消耗角度看,欧阳明高表示,与内燃机和常规混合动力技术路线相比,纯电动和燃料电池技术在碳排放上具有明显优势。而燃料电池和纯电动相比,则取决于一次能源的来源。例如,当一次能源为天然气的时候,燃料电池的效益高于纯电动,而当一次能源为可再生能源的时候,燃料电池效益却比纯电动低了不少。而且只有基于可再生能源,才能实现近零碳排放。

国内外的研究表明,氢燃料电池系统更适合替代柴油机,锂离子电池系统更适合替代汽油机。从成本来看,关于燃料电池和纯电动的成本平衡点,韩国现代提出乘用车约500公里左右,商用车100公里左右。而在应用定位上,丰田这位燃料电池技术路线的推崇者提出燃料电池系统是卡车和公路客车等长途运载工具的最佳选择。欧阳明高指出,“从2009年到2018年,纯电动汽车的适合里程范围虽然在扩大,但燃料电池仍然定位在长途的商用车领域,这给我们很多启示。”

中国在这一细分领域开创了一条特色技术路线,即燃料电池加动力电池的混合型动力系统。而且,国内燃料电池汽车商业化之路已经开启,统计数据显示,2017年底国内累计运行燃料电池汽车达千辆,2018年年产超过1500辆,全国投入运营的加氢站达到12座。

燃料电池汽车的产业化瓶颈


但这一领域目前也面临许多挑战,欧阳明高指出,在燃料电池发动机层面主要是膜电极和空压机。而在氢能技术特别是车载储氢技术上,储氢的能量密度仍然不高。从实际数据看,锂离子电池的体积能量密度可以达到每升800瓦时,系统只能达到每升600瓦时。70兆帕的氢系统是每升800瓦时,因此必须发展新一代的每升1200千瓦时的高能量、低成本的储氢系统。目前的氢能相关技术总体上落后于燃料电池技术,需要全链条各环节氢能技术有新的突破,例如液化需要进一步降低能耗等。欧阳明高判断,“我们预计在2025年到2030年会有新一代的氢能技术的出现。”

在推广进度上,欧阳明高预测,2020年在商用车市场有望推出5000到10000辆燃料电池汽车,以燃料电池城市客车为主。2025年,燃料电池技术基本成熟,推广累计数量将达5万到10万辆,其中的标志性车型是燃料电池大型SUV。到2030年,新一代氢能技术将实现制氢、储氢、运氢的全方位突破,燃料电池技术在交通和能源领域推广达到100万辆,标志性车型是燃料电池长途货运卡车,长途货运能力将会达到一千公里,其可靠性和耐久性可达到一百万公里。

来源:网络



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