您的位置:首页 > 专访与评论

衣宝廉:2030年中国燃料电池车达到百万辆

目前我国燃料电池车技术方面已具备基本条件,但距商业化量产仍有很长距离。根据国家规划要求,到2030年我国燃料电池车将达到100万辆。

衣宝廉,中国工程院院士,中国燃料电池汽车领域的泰斗级人物。从70年代参加并共同领导航天氢氧燃料电池的研制开始,衣宝廉在这一领域已经有了将近40年的职业经验,对他而言,氢燃料电池是他的生命,氢燃料汽车是他希望看到的另一个成就。

氢燃料汽车,一个远高于纯电驱动汽车的技术,它以氢作为动力,在续航里程与补充能源上有着十分独特的优势。然而在储氢系统以及其他方面,氢燃料电池汽车的普及一直以来是全球汽车企业的一大难题。

7月7日,汽车预言家对话衣宝廉,从中国燃料电池汽车未来发展规划,到丰田汽车在这一领域的独特优势,以及未来氢燃料汽车发展降本等关键问题进行一一探讨,尝试向外界展现中国燃料电池专家对燃料电池汽车未来的理解。

2030年燃料电池车达到百万辆

从国际上看,燃料电池车从上世纪90年代开始研发,1990年到2005年,燃料电池车示范应用技术被证实可以满足汽车应用性能要求。2005年到2012年则是主要解决燃料电池寿命,美国能源部要求大巴车燃料电池寿命大于一万小时,轿车大于五千小时,目前已经做到。

2012年之后,燃料电池车主要面临降低成本,以及推进加氢站设施建设。现在燃料电池车成本已经下降到跟锂电池车差不多的水平。国际社会燃料电池车发展已经进入到商业化初始阶段。现在燃料电池车性能已经达到传统汽车水平,体积与传统的四缸内燃机相当,寿命大巴车已经接近两万小时。

目前我国对于燃料电池车的发展是持明确支持态度,最明显的就是燃料电池车补贴不退坡,目前对于燃料电池的补贴标准是乘用车是20万,轻型客车、货车是30万,大种型客车、中重型货车是50万。每千瓦补助六千块,为的就是在初期鼓励燃料电池车发展。

按照国家发展规划要求,到2020年我国会拥有5000辆燃料电池车,2025年达到5万辆,2030年达到百万辆。

丰田燃料电池车与我国的三点不同

众所周知,目前日本丰田在燃料电池车领域的发展领先与行业,特别是在2014年12月推出Mirai车型后更加奠定在燃料电池车领域的地位。

谈起我国发展燃料电池车,衣宝廉坦承我国的一些技术指标在某些方面对标日本。但与日本技术存在一定差距,衣宝廉指出如果把丰田燃料电池车技术比作一流,我国的水平便是二流。但在某些示范量方面,我国的燃料电池车或许要比日本更加广泛。

丰田燃料电池车Mirai与我国燃料电池发动机存在三点不同:

第一、丰田使用了活性Pt-Co合金催化剂。

第二、丰田使用了薄膜,质子传导率提高了3倍,降低了欧姆极化。

第三、丰田采用低密度GDL、3D流场,类似化工当中加挡板,将气体流向改变,底下有个吹力,这样的话用对流代替了扩散,使得电流密度大幅度提升,这是是丰田对高密度燃料电池的一个重大贡献,比美国的薄膜电机要好用得多。

丰田即便开放专利关键技术仍需企业自主研发

随着丰田燃料电池的商业化,基础设施加氢站便显得更加紧迫,为此丰田与日野合作进行燃料电池大巴车项目,因为大巴车、客车等行驶线路相对固定对于加氢站的依赖性较低。

更重要的是丰田在2015年1月6号宣布5680件的燃料电池车专利可以无偿使用。针对于此,衣宝廉表示丰田开放专利的办法对于其他车企以及整个行业来讲会起到很大促进作用。专利只是指明了发展方向,让其他车企可以少走弯路,但关键核心技术依然要靠自己去研发。

这也是制约我国燃料电池车成本的一个问题,目前来说我国的燃料电池车所掌握的核心零部件依然依靠国外,降低成本之一则必须实现核心零部件的国产化。比如,我国引进巴拉德电堆生产技术引进,按照计划要求,2017年7月将完成生产线引进工作,生产线产能2万台9SSL电堆,实现9SSL电堆国内批量化生产。

发展燃料电池车降本是关键

氢燃料电池车发展到现在,在技术上已经达到一定成熟阶段,但距离商业化推广仍有一段距离。而制约燃料电池车推向商业化的主要原因最大的就是成本问题。

美国的通用和日本的本田今年初宣布投入四千多万美元,合人民币就是两个多亿,来建燃料电池堆的生产线,丰田未来车上线的时候一天只能做三辆,一年只能做一千辆,因为车的生产线可以借用燃料车的生产线,但是燃料电池堆和系统没有生产线,所以生产受控制。

建立电堆和整车生产线之后,降本的焦点便围绕在氢循环泵和铂用量。铂,作为燃料电池电机的催化剂,受全球量产影响也制约着商业化发展。现在燃料电池车技术提出把铂的使用降到最低,甚至不用。目前正在进行燃料电池催化剂方向的研究。甚至有专业技术人员指出,条件一旦成熟,把国内的空压机和氢循环泵的成本降下来,燃料电池或许比锂电池成本更低。

除此之外,在基础设施加氢站建设方面,加氢站的建设投入巨大,一座加氢站的投入与十座加油站的投入相当。这需要政府和大企业来牵头建设。目前宇通客车在中原建起第一座加氢站,政府补贴400万元。

燃料电池的优缺点

燃料电池车作为新能源汽车细分种类之一,在工作原理上燃料电池车是燃料电池开动的,自由氧化还原反应才能做成电池,燃料电池也是一种电池。

与锂电池车的储能方式不同的是,燃料电池车储能在氢罐里,通过化学能转化为电能。它有供气系统、供氧系统和排水系统,它跟内燃机一样很复杂。此外,燃料电池是由多片连接起来,一致性问题很重要。综合来看,燃料电池车既有内燃机的缺点又有电池的缺点。

用燃料电池车和传统燃油车做对比,基本上就是用氢瓶代替了油箱,燃料电池代替了内燃机,而在排放层面,燃料电池车排的是水和水蒸气。

但燃料电池的优点是能量高。燃料电池可以达到每公斤1000瓦时。而现在锂电池是每公斤200瓦时,目前我们的目标发展到每公斤300到500瓦时。燃料电池的能量是非常高,这使得燃料电池车续航里程远。

除此之外,燃料加注时间短,使用方式与燃油车基本一致。从使用角度容易被用户接受。这一点奠定了燃料电池的应用基础。但是由于槛高、结构复杂,现在发展比较缓慢。

友情链接

北京卡达克汽车技术开发有限责任公司 技术支持:青梅网络

电话:+86-10-63702966-8129 邮箱:autotec@catarc.ac.cn