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欧阳明高:氢能燃料电池更加适合长途重载大型车辆

来源:物流商用车网 更新:2019-04-10 14:32:21 作者: 浏览:43次

中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高

关于氢能燃料电池,这也是一个热点。

首先,我们要肯定的是,燃料电池发动机已经取得重大技术进步。我今年过完春节就到丰田去了,丰田对我们非常开放。因为现在我们清华丰田研究院马上要成立,会在这方面进行全方位的合作。

我的判断是,燃料电池发动机技术三五年之后就会成熟。国内虽然有差距,但是进步很快,现在吸引资源很多,大家都到中国来了,所以前景是看好的,五年左右应该会与国际先进水平同步发展。

车载储氢相对来说问题多一点。

现在车载储氢主要是70兆帕氢瓶,是轿车储氢的主流技术。它的储氢体积能量密度是多少呢?大概每升0.8个千瓦时。刚才我说了,锂离子电池也是一样,锂离子单体电池的体积比能量也是可以接近每升800瓦时。也就是说,储氢跟储电的体积能量密度是大体相当的。

当然了,我刚才说的是单体电池,如果是电池系统,差不多要降一半。但因为储氢能量要比纯电动储电能量大约要多一倍。为什么呢?因为燃料电池的效率是50%左右,对纯电动讲没有这个问题,电池的电直接就到电机去了,所以储电和储氢还是相当的。

这样就有一个问题,燃料电池轿车的总体积是会大于纯电动的。因为燃料电池动力系统不光有储氢瓶,还有燃料电池发动机和辅助电池。所以燃料电池轿车的体积尤其对紧凑型轿车,这是一个挑战。当然,对SUV可能不是一个问题。

对重型卡车还有一个可能是采用液氢,但用到轿车上是很难的,因为轿车经常要放到地下车库,液氢会有蒸发。

另外关于成本,目前储一公斤氢的70兆帕IV型瓶约1000美元,算下来储一个千瓦时氢能量大概200元人民币,如果按照有效能量每千瓦时400元人民币,这个跟十年前纯电动车发展初期的电池比大概1/8,跟现在的电池比大概是1/3,有成本优势。

所以,燃料电池汽车一次加氢续驶里程要比较长,如果短了,成本肯定比纯电动高。轿车至少500公里之上,卡车至少要200公里以上才能平衡,所以它是适合长途重载大型这样的车,比如商用车。

中国燃料电池汽车主要就是做商用车,现在保有量3500辆,全球第一。

我们现在面临的挑战是氢能技术落后于燃料电池技术。氢能技术如碱性电解槽电解水制氢、压缩制冷液化等都是很久以前发明的技术,成本偏高,效率偏低。这个在化工领域可以,到汽车领域就不太理想了,汽车是成本敏感型产品。

现在怎么来解决成本问题?就只能废物利用,比如说上不了网的风电,利用不了的水电,把这些电用来制氢,或者是化工副产氢,这是经济可行的。

但从长远看,我们还要发展新一代制氢技术,现在科学层面已经有一些突破,但是估计需要10年新一代的高效低成本制氢、运氢、储氢的技术才会逐步成熟。中间这十年应该是一个过渡。

为什么氢能这么热?我给大家一个解释。因为化工行业、钢铁行业、能源行业、煤炭行业、石化行业都跟氢相关。钢铁炼焦有氢气,化工氯碱生产副产氢气,煤气化产氢气,石油炼油用氢气等等。

而这些行业目前是国家供给侧结构改革要压产能的一些行业,这些行业大概比汽车行业要大3倍以上,也就是大概30万亿的产值以上,仅化工和石化行业就约15万亿的产值。这么大的产业,要寻求绿色发展转型升级的出路,氢是一个很自然的选择。

总之,氢能产业链非常长,利益相关者非常多,就业的人数众多,当然对产业推动是非常好的。

对未来燃料电池汽车发展展望,我仍然坚持已有的判断,2020年大概5000-10000辆,2025年,估计在5-10万辆。2030年目标是达到100万辆,注意这是保有量不是当年产量。

这是2016年节能与新能源汽车技术路线图研究的结果,今年正在开始新一轮技术路线图修订,我目前判断这个数基本上还是这样。要让氢能大发展,我们不能仅仅定位在汽车行业,必须定位到整个能源化工领域,让氢能在更多领域发挥作用。

我们新能源汽车涉及三个大领域,混合动力的核心还是热力发动机,本质上是热能工程领域(简称热工),主要带动传统汽车产业转型升级。

今天会议的主题新能源汽车智慧能源更多侧重智能纯电动力系统,本质上属于电力与电子工程领域(简称电工),它带来的更多是对交通与电力行业颠覆性的变化。

氢能燃料电池本质上属于能源化工领域(简称化工),它是传统能源化工产业转型升级与燃料电池这一能源领域新兴高科技产业的有机融合。

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