推進氫燃料汽車示范運行

衣寶廉：中國工程院院士，主要從事化學能與電能相互轉(zhuǎn)化研究，是我國燃料電池研究的開拓者之一———國家863計劃“十五”電動汽車重大專項、“十一五”節(jié)能與新能源汽車總體專家組成員、燃料電池發(fā)動機責任專家，曾獲“科技部九五攻關(guān)先進個人”、“中國科學院科技成果一等獎”、“中國科學院科技進步一等獎”等。現(xiàn)任中國科學院大連化學物理研究所研究員、全國燃料電池與液流電池標準委員會主任委員。

當前，世界各國都在鼓勵發(fā)展燃料電池汽車，隨著燃料電池技術(shù)逐步成熟，特別是加氫站數(shù)量快速增長并投入使用，氫燃料電池汽車有望成為其產(chǎn)業(yè)風口。

“與傳統(tǒng)汽車相比，氫燃料電池汽車具有環(huán)境友好、不排放污染物的顯著特點。與鋰電池汽車相比，續(xù)駛里程長、加氫時間短是其獨特的優(yōu)勢。”中國工程院院士衣寶廉在“2017第二屆中國國際氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”期間接受中國電力報記者采訪時表示，我國氫燃料電池汽車發(fā)展距國際商業(yè)化應(yīng)用水平還有一定差距。接下來，我國應(yīng)大力開展氫燃料電池汽車大規(guī)模示范運行，以推動實現(xiàn)其商業(yè)化應(yīng)用。

中國電力報：我國氫燃料電池汽車發(fā)展的基本情況如何?

衣寶廉：我國氫燃料電池汽車研發(fā)始于上世紀90年代。目前氫燃料電池汽車主要分為兩類，一類是目前以該電池作充電機的最簡單的增程式汽車，另一類作為其未來發(fā)展方向的電電混合動力汽車。按照當前的技術(shù)線路，這需要先將氫燃料電池升壓，再與二次電池進行混合。

我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展有很大的優(yōu)勢———政府補貼不退坡，目前的補貼規(guī)模是乘用車20萬，輕型客車、貨車30萬，大種型客車、中重型貨車50萬，補貼標準是每千瓦補助6000元。

我國氫燃料電池汽車發(fā)展主要有兩條線路。一是以新源動力股份有限公司為代表的自主研發(fā)路線———進一步提高電池系統(tǒng)可靠性、耐久性，并降低電堆成本和鉑用量。另一條是以廣州國鴻氫能科技公司為代表的引進國外技術(shù)路線———引進加拿大巴拉德公司技術(shù)，消化、吸收并再創(chuàng)新。引進技術(shù)還需要解決電堆不能在零攝氏度以下儲存和啟動等問題。

整體來講，當前的氫燃料電池汽車性能已經(jīng)達到傳統(tǒng)汽車水平，成本與鋰電池汽車基本接近，產(chǎn)品體積與傳統(tǒng)四缸內(nèi)燃機相當，大巴車用產(chǎn)品的壽命已經(jīng)接近兩萬小時，世界范圍內(nèi)的氫燃料電池汽車發(fā)展也已經(jīng)進入商業(yè)化初始階段，而我國距商業(yè)化應(yīng)用還有一段距離。

中國電力報：影響我國氫燃料電池汽車商業(yè)化應(yīng)用的主要瓶頸有哪些?

衣寶廉：加氫站建設(shè)、氫制備、儲氫系統(tǒng)等均是制約氫燃料電池汽車推廣與普及的難題。

目前，全球加氫站已經(jīng)超過200個，而我國僅有7個，數(shù)量相對較少。在我國，每個加氫站至少要服務(wù)20輛大巴車，達不到這個數(shù)量就沒有國家補貼，很難實現(xiàn)盈利。這是我國加氫站建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀。

在氫制備方面，我國加氫站建設(shè)應(yīng)大量應(yīng)用工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源氫。

我國工業(yè)副產(chǎn)氫的年產(chǎn)量可供幾百萬輛氫燃料電池汽車使用。同時，我國可再生能源氫資源相當豐富，通過電解水技術(shù)利用棄水、棄風、棄光資源，每年約可以制備300萬噸氫。

儲運氫是氫燃料電池汽車發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是示范運行需考核的主要內(nèi)容。因為氫儲運成本只有降到與用氫成本接近時，加氫站才能夠保證盈利。目前，儲運氫有液儲氫、高壓儲氫瓶儲氫、金屬儲氫、金屬有機化合物儲氫幾種路線。其中，液儲氫成本較貴，能耗較高———約消耗1/3的氫。金屬儲氫儲氫量太低，同時會分解有毒物質(zhì)等。金屬有機化合物儲氫的儲量得到提高，有發(fā)展前景。不過，對于各路線在何種情況下具備最大的性價比，還需要實踐驗證。

中國電力報：在您看來，該如何推動實現(xiàn)我國氫燃料電池汽車商業(yè)化應(yīng)用?

衣寶廉：我國需要以加快推進氫燃料電池汽車大規(guī)模示范運行來推動實現(xiàn)其商業(yè)化應(yīng)用。而這一示范運行需達到四個條件。一是其可靠性、耐久性滿足基本要求，如壽命達到5000~10000小時，并滿足基本的安全規(guī)范，通過電安全和氫安全檢測。在這方面，我國需要加速制定大巴車及各種專用車用氫燃料電池系統(tǒng)的安全標準。

二是在扣除政府補貼后，車的售價與鋰電池、燃油汽車接近。這除了要實現(xiàn)氫應(yīng)用價格下降外，還要加快研發(fā)并降低氫燃料電池系統(tǒng)的空壓機、氫循環(huán)系統(tǒng)和高壓儲氫瓶成本。

三是有充分、廉價的氫燃料供給，加氫站能滿足車輛加氫需求，消除或盡量減少加氫焦慮。建議先選擇大巴、物流車，在靠近工業(yè)副產(chǎn)氫或可再生能源氫的地點，進行大規(guī)模示范運行。在示范運行期間，從運行成本角度，找出不同氫儲運路線各自適合的范圍，并證明氫燃料電池車商業(yè)化的可行性。

四是計入政府補貼，氫燃料電池汽車生產(chǎn)企業(yè)及其大規(guī)模示范運營單位均應(yīng)盈利，不盈利就無法甩掉政府補貼，進而真正進入商業(yè)化運營。

另外，保證出勤率對氫燃料電池汽車大規(guī)模市場運行來說至關(guān)重要。在示范運行中，要對氫燃料電池汽車可靠性、耐久性進行考核，并提出改進意見，確保其出勤率達到燃油、鋰電池汽車的水準———出勤率要達到90%以上。否則，達不到出勤率也就無法實現(xiàn)大規(guī)模示范運行。希望通過“十三五”期間的大規(guī)模示范運行，到“十四五”我國氫燃料電池汽車能夠進入商業(yè)化的前夜。