动作频频 中国燃料电池汽车“小目标”如何实现

对此,专家表示,从国际先进水平来看,燃料电池汽车目前已进入商业化导入期。然而,与国际先进水平相比,我国在燃料电池汽车研发方面还存在不小差距,加快产学研合作刻不容缓。我国应从自身实际出发,通过技术引进和自主创新相结合的方式,实现此前为燃料电池汽车发展定下的“小目标”。

为了“小目标”

在近日举行的第一届国际燃料电池汽车大会上,中国汽车工程学会联合国内外16家单位发起成立了国际燃料电池协会。发起单位包括整车、零部件、高校、地方政府、国际组织及行业机构等,发起单位将充分发挥各自资源优势,联合筹备成立国际燃料电池协会。

据了解,此次联合发起的国际燃料电池协会将是一个定位于涵盖全产业链,聚焦氢能及燃料电池技术、信息共享、商业推广应用等工作的国际性组织。同时,鉴于燃料电池汽车和加氢基础设施巨大发展潜力和中国市场的全球影响力,拟在中国发起成立,主要目的是系统推进氢能及燃料电池全产业领域的技术创新。

今年11月初,中国汽车工业协会上市公司委员会2016年第二次理事会审议通过了《中国氢能源汽车产业联盟设立策划书》,中国氢能源汽车产业联盟正式成立。

而在此前,由中国科学院大连化学物理研究所作为项目牵头单位,经科技部批准立项的国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项——“燃料电池基础材料与过程机理研究”项目正式启动。该项目获得科技部、财政部4900万元资金支持。

据了解,该项目将围绕燃料电池核心部件电堆性能和寿命、膜电极、双极板等方面开展研究,探索、揭示并验证燃料电池的电化学核心机理,探索新一代车用燃料电池新材料和新体系,并进行电堆验证,形成具有完全自主知识产权的材料制备技术,突破车用燃料电池性能、成本与寿命等技术瓶颈,提高我国车用燃料电池技术的国际竞争力。

对于燃料电池行业的“动作频频”,有专家表示,从目前来看,此前制定的燃料电池汽车发展“小目标”实现前景并不乐观。为确保实现“小目标”,“提速”势在必行。

  “小目标”是什么

据了解,燃料电池汽车是利用与电解水完全相反的原理,通过氢气和空气中的氧气发生化学反应产生的电带动发动机运转,从而驱动汽车行驶的。与电动汽车利用已储存的电驱动汽车行驶不同,燃料电池汽车一边发电一边行驶,在行驶过程中仅排出水,不会产生污染空气的有害气体。同时,氢气的能源密度是车载锂离子电池10倍,充一次氢气可以行驶更长的距离,并且燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2-3倍。此外,电动汽车需长时间充电,而燃料电池汽车则可以在短时间内完成加气。

与此同时,氢燃料电池汽车不仅清洁,而且重量轻。一辆续航里程400公里的燃料电池车,仅需50千瓦的燃料电池堆,大约加5公斤的氢气。同时,氢燃料电池还能解决纯电动汽车充电时间长的问题。

“在我国新能源汽车发展进程中,燃料电池汽车一直没有离开行业视线。”中国汽车工程学会理事长付于武表示,从2000年的“十五”开始,我国就将燃料电池汽车纳入“三纵三横”电动汽车发展战略,经过“十五”电动汽车重大科技专项、“十一五”节能与新能源汽车重大项目、“十二五”电动汽车关键技术与系统集成重大项目等的推进,通过产学研联合攻关,取得了一系列重大进展。“在进入‘十三五’之际,《中国制造2025》又将燃料电池汽车发展上升为建设制造强国的国家战略的重要组成部分。”

据了解,《中国制造2025》明确提出继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展。在工业和信息化部规划司发布的《中国制造2025》详细解读中,对燃料电池汽车发展提出了三大要求:一是关键材料、零部件逐步国产化。到2020年,实现燃料电池关键材料批量化生产的质量控制和保证能力;到2025年,实现高品质关键材料、零部件实现国产化和批量供应。二是燃料电池堆和整车性能逐步提升。到2020年,燃料电池堆寿命达到5000小时,功率密度超过2.5千瓦／升,整车耐久性到达15万公里,续驶里程500公里,加氢时间3分钟,冷启动温度低于-30℃;到2025年,燃料电池堆系统可靠性和经济性大幅提高,实现批量生产和市场化推广。三是燃料电池汽车运行规模进一步扩大。到2020年,生产1000辆燃料电池汽车并进行示范运行;到2025年,制氢、加氢等配套基础设施基本完善,燃料电池汽车实现区域小规模运行。

“燃料电池汽车技术将是未来汽车动力技术的制高点,针对燃料电池汽车技术的竞争将是一场争夺汽车市场未来的竞争。”付于武表示,燃料电池汽车是汽车产业在能源、环境约束下实现可持续发展的未来解决方案。

 如何实现“小目标”

虽然各方动作频频发力燃料电池汽车,但现状并不容乐观。在中国氢能源汽车产业联盟成立仪式上,中汽协相关负责人坦言,截至目前中国燃料电池汽车产业与国外先进水平相比,差距不小。

据了解,虽然经过多年努力,我国已基本完成了燃料电池电动汽车的性能研发阶段,燃料电池电堆技术基本满足车用要求。但是,与国际先进水平相比,我国在与燃料电池汽车相关的氢能燃料电池技术上仍然存在着较大差距,如膜电极ＭＥＡ、电堆双极板、空压机等关键基础器件和零部件方面。

对于如何加快我国燃料电池汽车发展,国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心主任、同济大学新能源汽车工程中心主任章桐表示:“要立足电动汽车动力系统共性技术与零部件产业链,又要在此基础上重点打造车载供氢系统产业链,聚焦燃料电池关键核心技术,以及关注低成本、高可靠性、长寿命的长期需求。同时,氢能产业必须要跟上。”

值得关注的是,今年10月底中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》提出2030年我国燃料电池汽车要达到百万辆规模,并明确近、中、远总体发展思路:近期(5年内)以中等功率燃料电池与大容量动力电池的深度混合动力构型为技术特征,实现燃料电池汽车在特定地区的公共服务用车领域大规模应用;中期(10年内)以大功率燃料电池与中等容量动力电池的电电混合为特征,实现燃料电池汽车的较大规模批量化商业应用;远期(15年内)以全功率燃料电池为动力特征,在私人乘用车、大型商用车领域实现百万辆规模的商业推广,以可再生能源为主的氢能供应体系建设与规模扩大支撑燃料电池汽车规模化发展。

“技术路线图旨在呈现未来中国新能源汽车发展路径。”付于武认为,“我国不应放弃燃料电池汽车,否则一旦燃料电池汽车产业化有所突破,我国可能会面临战略失误带来的风险。”

专家表示,要想加快我国燃料电池汽车发展,首先,国家层面应进一步加大在燃料电池汽车发展方面的支持力度,推动建立和完善燃料电池汽车及相关技术标准体系,积极参与相关国际标准制定。其次,国内有能力的整车企业应把燃料电池汽车发展纳入规划,并切实加大投入,加快工程化开发和产业化能力建设进程。第三,应加强国际合作和交流,力争以多种形式借助国际科研资源、产业资源尽快缩小差距。第四,国内相关科研资源要向燃料电池汽车关键技术领域倾斜,强化基础研究,并会同整车、关键零部件企业加强工程化研究,集中攻克难题。