動作頻頻 中國燃料電池汽車“小目標”如何實現(xiàn)

對此,專家表示,從國際先進水平來看,燃料電池汽車目前已進入商業(yè)化導(dǎo)入期。然而,與國際先進水平相比,我國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。我國應(yīng)從自身實際出發(fā),通過技術(shù)引進和自主創(chuàng)新相結(jié)合的方式,實現(xiàn)此前為燃料電池汽車發(fā)展定下的“小目標”。

為了“小目標”

在近日舉行的第一屆國際燃料電池汽車大會上,中國汽車工程學(xué)會聯(lián)合國內(nèi)外16家單位發(fā)起成立了國際燃料電池協(xié)會。發(fā)起單位包括整車、零部件、高校、地方政府、國際組織及行業(yè)機構(gòu)等,發(fā)起單位將充分發(fā)揮各自資源優(yōu)勢,聯(lián)合籌備成立國際燃料電池協(xié)會。

據(jù)了解,此次聯(lián)合發(fā)起的國際燃料電池協(xié)會將是一個定位于涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈,聚焦氫能及燃料電池技術(shù)、信息共享、商業(yè)推廣應(yīng)用等工作的國際性組織。同時,鑒于燃料電池汽車和加氫基礎(chǔ)設(shè)施巨大發(fā)展?jié)摿椭袊袌龅娜蛴绊懥?擬在中國發(fā)起成立,主要目的是系統(tǒng)推進氫能及燃料電池全產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新。

今年11月初,中國汽車工業(yè)協(xié)會上市公司委員會2016年第二次理事會審議通過了《中國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟設(shè)立策劃書》,中國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟正式成立。

而在此前,由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所作為項目牽頭單位,經(jīng)科技部批準立項的國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項——“燃料電池基礎(chǔ)材料與過程機理研究”項目正式啟動。該項目獲得科技部、財政部4900萬元資金支持。

據(jù)了解,該項目將圍繞燃料電池核心部件電堆性能和壽命、膜電極、雙極板等方面開展研究,探索、揭示并驗證燃料電池的電化學(xué)核心機理,探索新一代車用燃料電池新材料和新體系,并進行電堆驗證,形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的材料制備技術(shù),突破車用燃料電池性能、成本與壽命等技術(shù)瓶頸,提高我國車用燃料電池技術(shù)的國際競爭力。

對于燃料電池行業(yè)的“動作頻頻”,有專家表示,從目前來看,此前制定的燃料電池汽車發(fā)展“小目標”實現(xiàn)前景并不樂觀。為確保實現(xiàn)“小目標”,“提速”勢在必行。

  “小目標”是什么

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)生的電帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn),從而驅(qū)動汽車行駛的。與電動汽車利用已儲存的電驅(qū)動汽車行駛不同,燃料電池汽車一邊發(fā)電一邊行駛,在行駛過程中僅排出水,不會產(chǎn)生污染空氣的有害氣體。同時,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的距離,并且燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2-3倍。此外,電動汽車需長時間充電,而燃料電池汽車則可以在短時間內(nèi)完成加氣。

與此同時,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,氫燃料電池還能解決純電動汽車充電時間長的問題。

“在我國新能源汽車發(fā)展進程中,燃料電池汽車一直沒有離開行業(yè)視線。”中國汽車工程學(xué)會理事長付于武表示,從2000年的“十五”開始,我國就將燃料電池汽車納入“三縱三橫”電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略,經(jīng)過“十五”電動汽車重大科技專項、“十一五”節(jié)能與新能源汽車重大項目、“十二五”電動汽車關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)集成重大項目等的推進,通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān),取得了一系列重大進展。“在進入‘十三五’之際,《中國制造2025》又將燃料電池汽車發(fā)展上升為建設(shè)制造強國的國家戰(zhàn)略的重要組成部分。”

據(jù)了解,《中國制造2025》明確提出繼續(xù)支持電動汽車、燃料電池汽車發(fā)展。在工業(yè)和信息化部規(guī)劃司發(fā)布的《中國制造2025》詳細解讀中,對燃料電池汽車發(fā)展提出了三大要求:一是關(guān)鍵材料、零部件逐步國產(chǎn)化。到2020年,實現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料批量化生產(chǎn)的質(zhì)量控制和保證能力;到2025年,實現(xiàn)高品質(zhì)關(guān)鍵材料、零部件實現(xiàn)國產(chǎn)化和批量供應(yīng)。二是燃料電池堆和整車性能逐步提升。到2020年,燃料電池堆壽命達到5000小時,功率密度超過2.5千瓦／升,整車耐久性到達15萬公里,續(xù)駛里程500公里,加氫時間3分鐘,冷啟動溫度低于-30℃;到2025年,燃料電池堆系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟性大幅提高,實現(xiàn)批量生產(chǎn)和市場化推廣。三是燃料電池汽車運行規(guī)模進一步擴大。到2020年,生產(chǎn)1000輛燃料電池汽車并進行示范運行;到2025年,制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善,燃料電池汽車實現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運行。

“燃料電池汽車技術(shù)將是未來汽車動力技術(shù)的制高點,針對燃料電池汽車技術(shù)的競爭將是一場爭奪汽車市場未來的競爭。”付于武表示,燃料電池汽車是汽車產(chǎn)業(yè)在能源、環(huán)境約束下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的未來解決方案。

 如何實現(xiàn)“小目標”

雖然各方動作頻頻發(fā)力燃料電池汽車,但現(xiàn)狀并不容樂觀。在中國氫能源汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立儀式上,中汽協(xié)相關(guān)負責(zé)人坦言,截至目前中國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)與國外先進水平相比,差距不小。

據(jù)了解,雖然經(jīng)過多年努力,我國已基本完成了燃料電池電動汽車的性能研發(fā)階段,燃料電池電堆技術(shù)基本滿足車用要求。但是,與國際先進水平相比,我國在與燃料電池汽車相關(guān)的氫能燃料電池技術(shù)上仍然存在著較大差距,如膜電極ＭＥＡ、電堆雙極板、空壓機等關(guān)鍵基礎(chǔ)器件和零部件方面。

對于如何加快我國燃料電池汽車發(fā)展,國家燃料電池汽車及動力系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心主任、同濟大學(xué)新能源汽車工程中心主任章桐表示:“要立足電動汽車動力系統(tǒng)共性技術(shù)與零部件產(chǎn)業(yè)鏈,又要在此基礎(chǔ)上重點打造車載供氫系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈,聚焦燃料電池關(guān)鍵核心技術(shù),以及關(guān)注低成本、高可靠性、長壽命的長期需求。同時,氫能產(chǎn)業(yè)必須要跟上。”

值得關(guān)注的是,今年10月底中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提出2030年我國燃料電池汽車要達到百萬輛規(guī)模,并明確近、中、遠總體發(fā)展思路:近期(5年內(nèi))以中等功率燃料電池與大容量動力電池的深度混合動力構(gòu)型為技術(shù)特征,實現(xiàn)燃料電池汽車在特定地區(qū)的公共服務(wù)用車領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用;中期(10年內(nèi))以大功率燃料電池與中等容量動力電池的電電混合為特征,實現(xiàn)燃料電池汽車的較大規(guī)模批量化商業(yè)應(yīng)用;遠期(15年內(nèi))以全功率燃料電池為動力特征,在私人乘用車、大型商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)百萬輛規(guī)模的商業(yè)推廣,以可再生能源為主的氫能供應(yīng)體系建設(shè)與規(guī)模擴大支撐燃料電池汽車規(guī)模化發(fā)展。

“技術(shù)路線圖旨在呈現(xiàn)未來中國新能源汽車發(fā)展路徑。”付于武認為,“我國不應(yīng)放棄燃料電池汽車,否則一旦燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化有所突破,我國可能會面臨戰(zhàn)略失誤帶來的風(fēng)險。”

專家表示,要想加快我國燃料電池汽車發(fā)展,首先,國家層面應(yīng)進一步加大在燃料電池汽車發(fā)展方面的支持力度,推動建立和完善燃料電池汽車及相關(guān)技術(shù)標準體系,積極參與相關(guān)國際標準制定。其次,國內(nèi)有能力的整車企業(yè)應(yīng)把燃料電池汽車發(fā)展納入規(guī)劃,并切實加大投入,加快工程化開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)進程。第三,應(yīng)加強國際合作和交流,力爭以多種形式借助國際科研資源、產(chǎn)業(yè)資源盡快縮小差距。第四,國內(nèi)相關(guān)科研資源要向燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域傾斜,強化基礎(chǔ)研究,并會同整車、關(guān)鍵零部件企業(yè)加強工程化研究,集中攻克難題。