要想真正实现氢燃料电池车应用,最大的瓶颈是什么?
中国汽车工程学会受国家制造强国建设战略咨询委员会、工信部委托编制的《节能与新能源汽车技术路线图》(下称《路线图》)提出,到2020年氢燃料电池车应用5000辆,2025年应用5万辆,2030年达到百万辆规模。
那么,要想真正实现氢燃料电池车应用,最大的瓶颈是什么?
引进和自主研发并重
氢燃料电池车零排放、续航里程长、燃料加注时间短等优点,促使诸多上市公司已经布局这一领域。
“燃料电池续航里程长,重量比锂电池轻,更适合长距离运输使用。跟纯电动汽车相比,二者是互补的状态,纯电动车适用于两三百公里,燃料电池车则在300-1000公里。”北京氢璞创能科技有限公司总监欧阳询说。
21世纪经济报道记者了解到,燃料电池车最核心的部件是燃料电池系统,这也是上市公司布局最多的领域。
5月16日,潍柴动力(000338.SZ)就与固态氧化物燃料电池(SOFC)供应商英国锡里斯动力控股有限公司(CeresPower,CWR.LON)在山东潍坊签署战略合作协议。潍柴动力还于去年11月与德国博世签署全面战略合作框架协议。
引进国外技术的上市公司还有雪人股份(002639.SZ)、德威新材(300325.SZ)、大洋电机(002249.SZ)等。
比如,大洋电机2016年成为加拿大巴拉德的第一大股东。2017年初,德威新材旗下的香港德威成功入股美国混合动力有限公司,并控股了其旗下子公司美国燃料电池有限公司。雪人股份则于去年7月收购了加拿大氢燃料电池生产商HydrogenicsCorp不超过17.6%的股权。
“巴拉德是燃料电池的先行者,日本企业、德国企业都曾向这家企业学习过。”明天氢能科技股份有限公司王朝云对21世纪经济报道记者表示。
还有一批企业自主研发技术。成立于2001年的大连新源动力是国内第一家致力于燃料电池产业化的股份制企业,曾承担国家科技部“863”计划重大专项车用燃料电池发动机研制课题。目前,该公司最大股东是上汽集团(600104.SH),其他股东包括长城电工(600192.SH)、南都电源(300068.SZ)、新大洲(000571.SZ)等。
清华大学核能与新能源技术研究院教授、国际氢能协会副主席毛宗强表示,“我国燃料电池水平跟国际领先相比差距不小,引进和自主研发并用的策略是比较合适的。如果只是自己埋头干,差距就很大。”
电池放电过程
放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
判别方法;
1、看丝印:有丝印的正对丝印,一般是左正右负;
2、看两端外形:有凸起的那端为正,平底为负;
3、万用表测量:红黑表笔,显示正数的情况下红线是+,黑色是-,显示负数的情况下红色表笔对应的是-电极,黑色对应的是+电极;
4、看外形,改型号电池一般为原形,看两端绝缘保证,一端有凹陷圆环,一端没有,有的是正,没有为负;
5、有些厂家不按照电池标准、标识生产,那就实际测量和咨询厂家,索取规格书;
生活常识来说一般会看上面有没有标注正负极,或者说通常平的那端是负的,凸起那个是正的
不过说科学一点的办法,可以把电池安到一个有电流表的电路上,若电流表向正方向正常偏转说明接线柱上正极接的是电池正极,负极接的是电池负极;若电流表反向偏转,说明正极接负极,负极接正极。或者说在电解质溶液中看的话,正负相吸所以,阴离子聚集的是正极,阳离子聚集的是负极(推荐用有颜色的电解质溶液如高锰酸钾溶液,通电后颜色会分开,紫色的那端是阳极,无色的那端是负极)
除了上市公司,许多地方也给氢能发展“开绿灯”。
据21世纪经济报道记者初步统计,除了补贴政策,地方对氢燃料电池车的专门支持还包括:广东、湖北等地成立氢能与燃料电池汽车产业基金,苏州、武汉等地出台专门的氢能产业规划政策,上海、大同、抚顺、济南、南通、镇江、台州、六安、武汉、新乡等10多个城市正规划建设氢能产业园。、
在资金和政策的推动下,国内的氢燃料电池汽车正在快速发展。不过,对于普通人来说,氢燃料电池车距离“能开上路”,还有一段等待时间。
2014年,丰田首次投放市场的量产型氢燃料电池车——Mirai,成为燃料电池领域的“开路先锋”。今年5月11日,李克强参观考察丰田汽车北海道厂区。看到氢燃料电池车,李克强重点了解氢气压缩储存和加氢站布局等安全问题。
然而,当日本氢燃料电池车已进入产业化阶段,国内产业整体还在培育期、示范期。
“我国燃料电池车发展的主要瓶颈还是加氢站建设。”欧阳询告诉21世纪经济报道记者。据统计,目前全国已建成的加氢站有12家(不计入已关闭的),分布在北京、上海、郑州、大连、中山、佛山、云浮、如皋、常州、十堰、成都等城市,还未形成体系。
“预计今年年底全国完成和在建的加氢站会有50-100座,明年就能突破100座了。”欧阳询说。
在业内看来,在加油站的基础上增设加氢功能,能有效解决加氢站的规划布局和建设问题,特别是解决加氢站的土地问题。
“加氢站成本主要是土地。”上海舜华新能源系统有限公司董事长高顶云对21世纪经济报道记者介绍。舜华新能源参与了2007年开业的上海安亭加氢站的研发、建设和运营,还参与了广东云浮加氢站项目。今年年底将在上海、云浮各建成两个加氢站。
据悉,合规的公共加氢站用地一般为3-5亩,企业想要拿下土地难度颇高。“公示、环评、能评、稳评等一系列手续下来,顺利的话,拿地也需要一年。”高顶云说。
由于我国按危化品的标准来管理氢,因此,对加氢站的要求严格。加氢站的建设审批亦缺乏相关法律法规,据悉目前仅武汉经济技术开发区(汉南区)出台过加氢站审批及管理办法。相关政府部门谨慎起见采取保守措施,手续因此繁杂。
而不计入土地成本,一个日加氢能力35兆帕、日供应量400公斤的小规模加氢站的设备建设成本大概在800万元以内,规模更大的站成本则达上千万。
不少地方已提出为加氢站建设提供补贴。佛山南海区今年4月的一项扶持办法就提出,日加氢能力在350公斤以上的撬装式加氢站,今年年底前建成的,补贴200万-250万元;日加氢能力在500公斤及以下,和500公斤以上的固定式加氢站,今年年底建成的,分别补贴400万-500万元和600万-800万元。
除了加氢站建设,氢燃料电池车的制约因素,还有基础设施、产业链建设、政策法规。但尽管障碍重重,在纯电动汽车后,我国氢燃料电池汽车也将走向产业化。数据显示,2017年,氢燃料电池车总产量为1272辆,同比增长102%。
据悉,相关部门正在研究制定燃料电池今后五年的发展布局,初步考虑以燃料电池重型商务车的工程化、产业化为切入点,自上而下进行系统化的正面设计开发,带动燃料电池技术的进步。