今日,在廣東省佛山市三水區(qū)舉辦了全國首條氫能源城市公交試運行示范線路開通儀式,這也標志著我國氫燃料電池汽車在實現(xiàn)商業(yè)化的道路上又一次取得了突破。近期,我國燃料電池技術(shù)一直有好消息傳來:先是全球首款以液態(tài)氫為驅(qū)動能源的客車“泰歌號”在武漢下線,緊接著眾宇氫能技術(shù)(荊州)有限公司發(fā)布了一款氫能源大巴產(chǎn)品。我國燃料電池動力系統(tǒng)技術(shù)上屢獲突破,也讓一些消費者生出些許期待,什么時候我們能從“吃瓜群眾”成為燃料電池汽車的使用者?
關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料國內(nèi)外差距大
縱觀全球,氫能燃料電池汽車行業(yè)發(fā)展迅速,歐洲、美國、日本等發(fā)達國家和地區(qū)都在積極布局,制訂燃料電池汽車和氫基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃,且燃料電池汽車技術(shù)已取得實質(zhì)性進展。相比較之下,我國燃料電池汽車技術(shù)大多還處于研究開發(fā)和示范運行階段。
燃料電池系統(tǒng)中主要包括四大關(guān)鍵部件:電堆系統(tǒng)、氫氣循環(huán)系統(tǒng)、加濕器、空氣壓縮機。國內(nèi)在這四大關(guān)鍵部件方面與國外企業(yè)還存在一定差距。
電堆系統(tǒng):如果說燃料電池系統(tǒng)和燃料發(fā)動機系統(tǒng)是燃料電池汽車最關(guān)鍵的兩大部件,那么電堆系統(tǒng)就是燃料電池系統(tǒng)的核心所在。電堆系統(tǒng)的主要功能是使空氣系統(tǒng)和氫氣系統(tǒng)輸送過來的氧氣和氫氣發(fā)生化學反應(yīng),并將反應(yīng)過程中產(chǎn)生的化學能轉(zhuǎn)換成電能。目前我國產(chǎn)品級燃料電池電堆體積比功率約為1.2kW/L,較之日本豐田的3.1kW/L,差距仍然較大。
氫氣循環(huán)系統(tǒng):氫氣循環(huán)系統(tǒng)的使用是通過氫氣循環(huán)過程增加電堆當中參加反應(yīng)的氫氣密度,從而提高功率密度,減輕系統(tǒng)補水。氫氣循環(huán)系統(tǒng)的采用將成為國際主流技術(shù)發(fā)展趨勢,而我國“十一五”、“十二五”項目中絕大部分的燃料電池樣機均未采用氫氣循環(huán)系統(tǒng)。
加濕器:在電堆中電解質(zhì)是以質(zhì)子交換膜的形式存在的。工作狀態(tài)下,質(zhì)子交換膜需要保持濕潤狀態(tài),以便于傳遞氫質(zhì)子并降低內(nèi)阻。加濕器的作用在于保持電堆內(nèi)部的水動態(tài)平衡,提高電堆性能和耐久性。加濕器的發(fā)展經(jīng)歷了很多的過程,在經(jīng)歷寒冷法、噴水加濕法后,現(xiàn)在主要利用排氣對進氣進行加濕。市場上的加濕器主要由美國、韓國等國外企業(yè)提供,而我國在這一領(lǐng)域還屬于空白。
空氣壓縮機:空氣壓縮機的作用是為電堆提供具有一定溫度和壓力的空氣,并確??諝獾牧髁糠€(wěn)定。燃料電池所使用的空氣壓縮機要求空氣中不能含油,這也導(dǎo)致雖然我國壓縮機行業(yè)發(fā)展較為成熟,但傳統(tǒng)的壓縮機產(chǎn)品不能使用在燃料電池領(lǐng)域,燃料電池專用壓縮機在國內(nèi)僅僅有個別廠家在研發(fā)。
不想買還是買不著?加氫站建設(shè)問題多
燃料電池汽車想要實現(xiàn)商業(yè)化,還需要得到消費者的認可,但現(xiàn)在的實際情況是,不是消費者不想買,而是根本買不著。與電動汽車遍地開花的繁榮景象相比,我國消費者對燃料電池汽車市場的了解并不多,目前只有日本、英國、美國、韓國等國家修建了加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施,并出臺優(yōu)惠政策,鼓勵消費者購買燃料電池汽車,市面上出售的幾款燃料電池汽車也僅在這些國家發(fā)售。
消費者面臨買不著的尷尬情況,源于我國加氫站建設(shè)尚未實現(xiàn)規(guī)?;蜕虡I(yè)化運營。目前我國僅有4座加氫站,這四座加氫站分別位于北京、上海、鄭州、深圳四地,主要為燃料電池實驗車輛、城市燃料電池公共示范汽車提供加注服務(wù)。運營時間相對較長的是北京和上海安亭加氫站。
我國加氫站核心設(shè)備研制還處于起步階段,技術(shù)水平有待提高,例如,我國示范性加氫站及燃料電池客車車載供氫系統(tǒng)尚處于35MPa壓力的技術(shù)水平,而歐美日加氫站已普遍采用與汽車配套的70MPa壓力標準,并實現(xiàn)設(shè)備量產(chǎn)。此外,我國加氫站核心設(shè)備還主要依賴進口,加氫站核心設(shè)備生產(chǎn)亟需實現(xiàn)國產(chǎn)化。
燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重道遠
有業(yè)內(nèi)人士指出,燃料電池首先一定是戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè),其發(fā)展好壞將一定程度上影響到我國未來的國防和經(jīng)濟安全;同時燃料電池產(chǎn)業(yè),也可以算是追趕型產(chǎn)業(yè)。燃料電池在其不能完全依靠市場發(fā)展的階段,需要有政府的扶持政策才能發(fā)展起來,在配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展,尤其是加氫設(shè)施建設(shè)上,需要政府與企業(yè)因地制宜、因資源制宜、因智(慧)源制宜地進行產(chǎn)業(yè)鏈布局,改善軟硬條件,以實現(xiàn)戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)發(fā)展和當?shù)禺a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的雙贏。
2016年5月,國家發(fā)改委聯(lián)合國家能源局發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》和《能源技術(shù)革命重點創(chuàng)新行動路線圖》,將“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新”列為重點任務(wù),明確了具體戰(zhàn)略方向、創(chuàng)新目標及創(chuàng)新行動。在新能源汽車補貼政策臨近退坡的調(diào)整階段,燃料電池乘用車補貼不但沒有退坡,而且在2015年的基礎(chǔ)上有所增加,恢復(fù)到2013年的補貼額度,并且將一直持續(xù)到2020年,這也表明我國政府對燃料電池汽車的推廣力度在逐漸加強。
目前日本、美國、德國等國的燃料電池技術(shù)已經(jīng)趨于成熟,下一個階段,燃料電池的技術(shù)將主要集中在降低成本產(chǎn)業(yè)化階段。而我國的燃料電池技術(shù)方向除了降低成本外,還需要在壽命、可靠性等方面做出大量的工作。
電池中國網(wǎng)認為,我國的燃料電池汽車性能和技術(shù)現(xiàn)已取得很大進步,但其要實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展還需解決諸多問題,如整車技術(shù)性能有待提高、加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進一步加強、燃料電池汽車和氫氣基礎(chǔ)設(shè)施的相關(guān)政策標準法規(guī)有待完善等。
燃料電池汽車的發(fā)展與純電動汽車的發(fā)展有所不同,我國已掌握純電動汽車動力電池的核心技術(shù),充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況也成績喜人,但在燃料電池汽車方面,不管是燃料電池技術(shù),還是加氫站核心設(shè)備,都需要在政府的引導(dǎo)下投入大量的資金與精力進行研究與發(fā)展。
更多資訊請關(guān)注汽車制造頻道