近期，國(guó)內(nèi)燃料電池（ＦＣＥＶ）領(lǐng)域熱點(diǎn)不斷，產(chǎn)學(xué)研領(lǐng)域進(jìn)行合作的消息頻頻發(fā)布，也讓業(yè)界對(duì)２０１８年我國(guó)燃料電池汽車的發(fā)展充滿了期待。專家表示，由于氫具有來(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)，共同支撐起我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的明天。
合作共進(jìn)
?。玻埃保纺辏保苍碌祝商m燃料電池生產(chǎn)商Ｎｅｄｓｔａｃｋ、系統(tǒng)集成商Ｈｙｍｏｖｅ與蘇州華民投資有限公司、張家港同創(chuàng)富瑞新能源產(chǎn)業(yè)投資基金企業(yè)、張家港悅豐氫能科技有限公司合資成立的車用燃料電池項(xiàng)目正式簽約。
據(jù)了解，該項(xiàng)目引進(jìn)國(guó)外成熟的車用燃料電池系統(tǒng)技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)車用燃料電池集成系統(tǒng)，荷蘭氫電車用燃料電池項(xiàng)目總投資１．２５億元，注冊(cè)資金５０００萬(wàn)元，開發(fā)應(yīng)用于物流車及大巴車的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)，投產(chǎn)后年產(chǎn)３０００套動(dòng)力系統(tǒng)，年銷售額達(dá)１２億元。
２０１７年１２月下旬，濰柴動(dòng)力發(fā)布消息稱，與羅伯特·博世有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，就未來(lái)合力打造國(guó)際一流的燃料電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈及雙方在智能制造領(lǐng)域的合作進(jìn)行了框架性約定。根據(jù)合作協(xié)議，雙方將建立國(guó)際一流的燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，共同合作開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件。在工業(yè)４．０時(shí)代，博世將助力濰柴動(dòng)力建設(shè)世界先進(jìn)、中國(guó)領(lǐng)先的數(shù)字化示范工廠，提高工廠的智能化、自動(dòng)化水平。
濰柴動(dòng)力方面表示，“通過(guò)本次合作，公司預(yù)期將突破燃料電池商用車的核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，形成較大規(guī)模的應(yīng)用，建立國(guó)際一流的燃料電池汽車技術(shù)創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，培育出具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的燃料電池商用車龍頭企業(yè)。”
２０１７年１２月中旬，石大勝華發(fā)布公告稱，將與中國(guó)石油大學(xué)（華東）勝華新能源研究院就氫燃料電池及鋰離子電池相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行合作。
該公告表示，雙方將整合資金、學(xué)術(shù)、教育、政府及合作伙伴資源，在氫燃料電池及鋰離子電池相關(guān)領(lǐng)域開展創(chuàng)新合作。圍繞氫燃料電池及鋰離子電池相關(guān)領(lǐng)域積極吸引國(guó)內(nèi)外高層次科研領(lǐng)軍人才，規(guī)劃、實(shí)施一批具有世界先進(jìn)水平的科研課題并推動(dòng)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，加快我國(guó)氫燃料電池及鋰離子電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展；遴選研究院研發(fā)的氫燃料電池及鋰離子電池技術(shù)、材料、工藝、裝備等領(lǐng)域原始創(chuàng)新成果，面向應(yīng)用實(shí)施二次研發(fā)并轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力；通過(guò)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同的科研項(xiàng)目實(shí)施，將中國(guó)石油大學(xué)（華東）勝華新能源研究院的研究開發(fā)力量與石大勝華的成果產(chǎn)業(yè)化開發(fā)力量緊密結(jié)合，積極探索培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高端人才的新模式。
專家表示，從國(guó)際先進(jìn)水平來(lái)看，燃料電池汽車目前已進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入期。然而，我國(guó)在燃料電池汽車研發(fā)方面還存在不小差距，加快產(chǎn)學(xué)研合作刻不容緩。從多方合作來(lái)看，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新相結(jié)合的方式，可有效加快我國(guó)燃料電池汽車的發(fā)展。
優(yōu)點(diǎn)突出
“與鋰電池相比較，燃料電池在車用領(lǐng)域有很多優(yōu)點(diǎn)，如能量密度高，效率高，零排放，低溫啟動(dòng)。”上海交通大學(xué)燃料電池研究所所長(zhǎng)、中央“千人計(jì)劃”特聘專家章俊良表示，從里程數(shù)和載重量來(lái)看，短途交通及輕載量可以使用鋰電池。但只要超過(guò)某一個(gè)里程數(shù)的臨界點(diǎn)，燃料電池汽車會(huì)比鋰電池汽車更具成本優(yōu)勢(shì)。“這基本是一個(gè)共識(shí)。目前，燃料電池各方面的性能都有很大提高?？傮w而言，已經(jīng)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化的門檻。”
據(jù)了解，燃料電池汽車是利用與電解水完全相反的原理，通過(guò)氫氣和空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛的。與電動(dòng)汽車?yán)靡褍?chǔ)存的電驅(qū)動(dòng)汽車行駛不同，燃料電池汽車一邊發(fā)電一邊行駛，在行駛過(guò)程中僅排出水，不會(huì)產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。同時(shí)，氫氣的能源密度是車載鋰離子電池１０倍，充一次氫氣可以行駛更長(zhǎng)的距離，并且燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高２－３倍。此外，電動(dòng)汽車需長(zhǎng)時(shí)間充電，而燃料電池汽車則可以在短時(shí)間內(nèi)完成加氣。
氫燃料電池汽車不僅清潔，而且重量輕。一輛續(xù)航里程４００公里的燃料電池車，僅需５０千瓦的燃料電池堆，大約加５公斤的氫氣。同時(shí)，氫燃料電池還能解決純電動(dòng)汽車充電時(shí)間長(zhǎng)的問題。
作為我國(guó)汽車動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)和新能源汽車戰(zhàn)略的重要方向，我國(guó)在燃料電池汽車領(lǐng)域的研究和進(jìn)展并不晚于國(guó)外。經(jīng)過(guò)多年努力，目前我國(guó)已經(jīng)初步掌握了燃料電池電堆及其關(guān)鍵材料、動(dòng)力系統(tǒng)、整車集成和氫能基礎(chǔ)設(shè)施的核心技術(shù)。
“燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、動(dòng)力性能高、零排放。國(guó)家很支持發(fā)展燃料電池車，補(bǔ)貼政策是小車２０萬(wàn)元，商用車３０萬(wàn)元，大巴車５０萬(wàn)元。根據(jù)規(guī)劃，燃料電池汽車爭(zhēng)取到２０３０年能達(dá)到接近百萬(wàn)輛。目前，新安動(dòng)力和北京億華通都宣布可以做到零下３０攝氏度的儲(chǔ)存和啟動(dòng)，適應(yīng)２０２０年張家口冬奧會(huì)時(shí)用車的要求。宇通客車已開發(fā)出第三代燃料電池客車，車?yán)锍坛^(guò)５００公里。”中國(guó)工程院院士衣寶廉表示，燃料電池汽車是新能源汽車發(fā)展的終極方向。
前景可期
除了國(guó)家的大力扶持、相關(guān)研發(fā)的可喜進(jìn)步、相關(guān)企業(yè)的不懈努力之外，在衣寶廉看來(lái)，我國(guó)發(fā)展燃料電池汽車具有一個(gè)非常大的優(yōu)勢(shì)——大量的廉價(jià)副產(chǎn)氫。“目前，全國(guó)副產(chǎn)氫近千萬(wàn)噸，主要來(lái)自于焦?fàn)t煤氣、合成氨、甲醇、氯堿等化工行業(yè)。”
“我國(guó)可再生能源利用中存在大量的‘棄風(fēng)’‘棄光’‘棄水’現(xiàn)象。僅四川、云南兩省棄水就超過(guò)４００億千瓦時(shí)，三北地區(qū)棄風(fēng)達(dá)４９７億千瓦時(shí)。而目前人工制氫的重要途徑之一就是水電解氫，如果把上述被棄用的電能利用起來(lái)，可制氫３００萬(wàn)噸。”衣寶廉說(shuō)。
在肯定成績(jī)的同時(shí)，衣寶廉也坦言，燃料電池汽車生產(chǎn)成本、氫氣制備與儲(chǔ)運(yùn)、加氫站建設(shè)依然是擺在我國(guó)燃料電池汽車面前的“三座大山”。“燃料電池汽車發(fā)展到現(xiàn)在，在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到一定成熟階段，但距離商業(yè)化推廣仍有一段距離。”
在衣寶廉看來(lái)，當(dāng)前燃料電池汽車技術(shù)已具備了一定的技術(shù)基礎(chǔ)，但要進(jìn)行大規(guī)模的市場(chǎng)推廣，仍需要滿足四大基本條件。首先，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)安全結(jié)構(gòu)要過(guò)關(guān)，壽命要達(dá)到５００－１００００小時(shí)，滿足車用要求；第二，燃料電池汽車的售價(jià)在扣除政府補(bǔ)貼后，應(yīng)與鋰電池或燃油車接近；第三，要有充足的廉價(jià)氫燃料供給；第四，要做到盈利，逐步擺脫政府補(bǔ)貼，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
對(duì)此，章俊良表示贊同。“目前，國(guó)內(nèi)外燃料電池壽命差距比較大，國(guó)際先進(jìn)水平已經(jīng)超過(guò)５０００小時(shí)。與此同時(shí)，由于主要原材料依賴于進(jìn)口，造成國(guó)內(nèi)燃料電池電堆生產(chǎn)成本居高不下，相關(guān)企業(yè)對(duì)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的上游關(guān)注度不太，低水平重復(fù)投資較多。”
“雖然短時(shí)間內(nèi)，我國(guó)燃料電池發(fā)展還有不盡如人意之處，但產(chǎn)業(yè)化前景可期。從《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》到相關(guān)地方政府的規(guī)劃，從科研機(jī)構(gòu)到相關(guān)汽車企業(yè)的努力，都可以看到我國(guó)燃料電池美好的未來(lái)。”章俊良說(shuō)。
在章俊良看來(lái)，要想加快推動(dòng)我國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就政府層面而言，要大力支持技術(shù)發(fā)展。對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，應(yīng)給予各種優(yōu)惠，盡量避免低水平的重復(fù)投資和建設(shè)。“要集中精力把產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都做好。”
“學(xué)術(shù)界要加強(qiáng)原始創(chuàng)新，解決燃料電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)瓶頸，要進(jìn)一步研究超低鉑載量膜電極技術(shù)，還有長(zhǎng)壽的電極板涂層技術(shù)。此外，學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界要加強(qiáng)合作，聯(lián)合推動(dòng)成立一些專業(yè)化企業(yè)，打破關(guān)鍵原材料物件嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面。”章俊良說(shuō)。（記者 于大勇）
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