鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:404次 | 2021年11月27日
氫燃料動(dòng)力電池汽車 還有什么“骨感”要豐滿
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,叫做氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車,目前正在汽車界悄然走紅。
今年五月,日本11家公司簽署諒解備忘錄,計(jì)劃在日本共建加氫站,推進(jìn)日本政府此前公布的《氫能與燃料動(dòng)力鋰電池戰(zhàn)略路線圖》。英國(guó)政府則在四月份宣布將投入2300萬(wàn)英鎊來(lái)完善氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車的基礎(chǔ)設(shè)施。
六月二十五日,科技部部長(zhǎng)萬(wàn)鋼在吉林長(zhǎng)春發(fā)表演講,更是幫助氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車在國(guó)內(nèi)“圈粉”無(wú)數(shù)。他表示,氫具有來(lái)源廣泛、大規(guī)模穩(wěn)定儲(chǔ)存、持續(xù)供應(yīng)、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、快速補(bǔ)充等特點(diǎn),“在未來(lái)車用能源中,氫燃料與電力將并存互補(bǔ),共同支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展”。
新能源汽車市場(chǎng),三分天下必有其一
“將來(lái)氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車在新能源汽車的三分天下市場(chǎng)中,必占其一!”談起它,我國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、全國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池與液流電池標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)主任委員衣寶廉院士難掩激動(dòng)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
雖然在老百姓心中,氫燃料動(dòng)力鋰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。
這得先從氫燃料動(dòng)力鋰電池的原理說(shuō)起。氫燃料動(dòng)力鋰電池其實(shí)是一種發(fā)電裝置,它的燃料就是氫氣。氫氣從燃料動(dòng)力鋰電池的陽(yáng)極進(jìn)入,氧氣從陰極進(jìn)入,在催化劑的用途下,氫氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成電流并生成水。
“可以實(shí)現(xiàn)零排放,特環(huán)保?!币聦毩f(shuō),跟普通汽車相比,以氫燃料動(dòng)力鋰電池為發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車擁有顯而易見的優(yōu)勢(shì)。就算跟電動(dòng)汽車相比,氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車也可圈可點(diǎn)。
衣寶廉介紹,一般電動(dòng)汽車受電池儲(chǔ)存能量限制,充一次電續(xù)駛里程在200公里左右,充電時(shí)間也動(dòng)輒幾個(gè)小時(shí),用戶存在“充電焦慮”?!岸託浜图佑拖嗤?,只要幾分鐘,而且加一次氫續(xù)駛里程可達(dá)500—700公里?!?/p>
正因如此,在我國(guó)確立的新能源汽車“三縱三橫”發(fā)展布局中,燃料動(dòng)力鋰電池車一直與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和純電動(dòng)汽車并列為“三縱”——盡管與另外“二縱”相比,燃料動(dòng)力鋰電池車的發(fā)展態(tài)勢(shì)一直有點(diǎn)低調(diào)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
令人鼓舞的是,《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》對(duì)氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車再次寄予厚望,提出到2020年要實(shí)現(xiàn)燃料動(dòng)力鋰電池車批量生產(chǎn)和規(guī)?;痉稇?yīng)用。在補(bǔ)貼政策方面,2016—2020年其他“二縱”的補(bǔ)貼額度會(huì)大幅退坡,但燃料動(dòng)力鋰電池車的補(bǔ)貼額度不但不減,有的車型還有所新增。
產(chǎn)業(yè)化元年已至,水平與國(guó)外還有差距
“現(xiàn)在國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的公司開始關(guān)注燃料動(dòng)力鋰電池,這是以前沒(méi)有的局面?!鄙虾I窳萍加邢薰究偨?jīng)理胡里清多年前就瞄準(zhǔn)了氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè),而最近兩年的產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)尤其讓他感到高興。
2014年,日本豐田宣布其氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車進(jìn)入市場(chǎng),售價(jià)僅比鋰離子電池車稍貴。衣寶廉告訴科技日?qǐng)?bào)記者,在國(guó)內(nèi),佛山、如皋、鄭州、上海、北京等地已開始?xì)淙剂蟿?dòng)力鋰電池大巴車的示范運(yùn)行。
“假如說(shuō)2015年是世界燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)化元年的話,2017年可視為我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)化元年。”衣寶廉說(shuō)。他透露,國(guó)內(nèi)大的汽車公司如上汽、一汽和二汽均已開始計(jì)劃、設(shè)計(jì)或生產(chǎn)百輛級(jí)的燃料動(dòng)力鋰電池專用車投放市場(chǎng)。另外,北京冬奧會(huì)也將進(jìn)行燃料動(dòng)力鋰電池大巴車的示范運(yùn)行。
同時(shí)也應(yīng)看到,目前國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平還有一段距離。
作為產(chǎn)業(yè)界人士,胡里清的感受是目前國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池的關(guān)鍵材料、相關(guān)零部件的生產(chǎn)流水線、生產(chǎn)工藝等配套稀缺。而在日本,燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)都有公司在做,這有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池降低成本、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化十分有利。
“國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)在經(jīng)過(guò)十幾年研發(fā)后,有了基本的鋪墊,但很多關(guān)鍵材料和零部件還沒(méi)有走出實(shí)驗(yàn)室?!蓖瑵?jì)大學(xué)汽車學(xué)院學(xué)術(shù)委員會(huì)主任章桐在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。
汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任歐陽(yáng)明高告訴記者,氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)中最核心、最基礎(chǔ)的技術(shù)是膜電極,其重要性相當(dāng)于電腦和手機(jī)的芯片,而國(guó)產(chǎn)膜電極在耐久性和性能上還有待提升?!澳壳皣?guó)產(chǎn)膜電極的壽命最高能達(dá)到8000小時(shí),國(guó)際上最好的水平是10000小時(shí)以上,這也直接決定了氫燃料動(dòng)力鋰電池的壽命?!?/p>
“雖然我們國(guó)家十幾年前就開始研發(fā)氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車,但當(dāng)時(shí)多數(shù)整車廠持觀望態(tài)度,僅靠幾家燃料動(dòng)力鋰電池公司單打獨(dú)斗,產(chǎn)業(yè)化投入不夠。”胡里清分析其原因時(shí)介紹,相比之下,日本豐田公司每年都在該領(lǐng)域進(jìn)行幾億美元的持續(xù)投入。
現(xiàn)在,政策利好,國(guó)內(nèi)汽車公司也開始積極參與進(jìn)來(lái),這讓胡里清更加看好氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)的前景。
完善產(chǎn)業(yè)鏈,須從能源戰(zhàn)略角度布局
“現(xiàn)在國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車正處于從示范、考核到產(chǎn)業(yè)化的過(guò)渡階段。”歐陽(yáng)明高認(rèn)為,燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)門檻高、難度大、涉及的技術(shù)鏈條長(zhǎng),全方位商業(yè)化還需待以時(shí)日。但是,可以從一部分領(lǐng)域率先開展商業(yè)化突破。
歐陽(yáng)明高所說(shuō)的這部分領(lǐng)域,是指城市客車等商用車領(lǐng)域。這也是目前國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)展最快的部分。
之所以從這些領(lǐng)域著手,而不是像日本豐田公司那樣從家用轎車做起,重要是因?yàn)檫@些領(lǐng)域更容易切入。章桐解釋說(shuō),城市客車等對(duì)氫燃料動(dòng)力鋰電池的體積、能量密度、可靠性等要求相對(duì)家用轎車較低?!氨热?,籠統(tǒng)來(lái)說(shuō)國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池體積比豐田公司的氫燃料動(dòng)力鋰電池大一倍,放在客車上沒(méi)有大礙,但是放在小轎車上就顯得很笨重?!?/p>
歐陽(yáng)明高對(duì)這種具有“我國(guó)特色”的產(chǎn)業(yè)化路線持樂(lè)觀態(tài)度。他告訴記者,去年豐田公司的氫燃料動(dòng)力鋰電池轎車賣出幾百臺(tái),而我國(guó)的燃料動(dòng)力鋰電池客車已達(dá)到100輛級(jí)水平。歐陽(yáng)明高相信,國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池的城市客車、增程式燃料動(dòng)力鋰電池汽車等總量可能會(huì)在一兩年內(nèi)超過(guò)豐田,達(dá)到千輛級(jí)別。
“關(guān)鍵是公司要新增投入?!庇嘘P(guān)如何進(jìn)一步培育國(guó)內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)的成熟度,章桐認(rèn)為,歐洲、北美、日本都是公司牽頭在做,假如公司在研發(fā)上不投入,只是寄希望于政府政策支持和科研經(jīng)費(fèi)投入,是做不出事情的。
從更宏觀的視角來(lái)看,章桐建議,國(guó)家不僅要制定有關(guān)氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車的政策,更要正式把氫氣作為能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分,統(tǒng)籌規(guī)劃氫氣的制取、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和利用。
胡里清告訴科技日?qǐng)?bào)記者,氫氣不僅比較清潔,而且來(lái)源廣泛,和電能相同,屬于能源中的“通用貨幣”,僅把我國(guó)化肥廠、煉焦廠等排放的工業(yè)副產(chǎn)氫收集起來(lái),就足以供幾千萬(wàn)輛氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車運(yùn)行?!暗浆F(xiàn)在氫氣在國(guó)家能源結(jié)構(gòu)中依然只被視作化工原料,而不是一種燃料?!闭峦┱f(shuō)。