新能源之氢燃料电池现状与发展

氢燃料电池车长期以来都持续被世界各地专家学者和汽车企业认定为新能源汽车的最终形态。对于氢燃料电池的研发工作其实早在上世纪就已经陆续开展,各大车企也在致力于氢燃料电池技术的储备工作。然而,虽然氢燃料电池车的原理早就写入了中学化学课本,但即便是在新能源技术和产业飞速发展的今天,氢燃料电池车及氢产业链的小规模量产化和商业化还仅限于日本、美国等少数国家地区,其余多地还处于试点运营状态,成本也居高不下,未能真正推广开来。

在新能源车领域当中,主流的四种类型包括混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车。而关于这几种不同形式的新能源车,在网络上也在持续不断地进行着究竟孰优孰劣的争论。对于这一问题,丰田给出了他们的答案——不同地区市场有着不同的地域特色,四种新能源形式都会找到归属。

举例来说,在北欧地区,发达的风力发电带来的清洁电力能够支撑混合动力或纯电动车的充电需求;而在石油资源富足的中东地区,普通混合动力可能在拿捏成本和资源的平衡后显得更有意义;在政策倡导电动化新能源的中国大陆地区,混合动力、纯电动和氢燃料电池可能将一同成为着重发展的方向。

在四种新能源形式中,氢燃料电池车被许多业内人士公认为最环保且最理想的一种形式,但目前它也是四种形式中相对最不成熟的,距离真正普及到消费者日常使用还需一些时日。

氢燃料电池(Hydrogen Fuel Cell)是将氢气和氧气的化学能经过电化学反应直接转换为电能的发电装置,它并不是什么遥不可及的高深事物,因为其工作原理早就被写入了高中化学课本,并“困扰”着一代又一代学子。而在近年来的新能源汽车领域中,氢燃料电池扮演的角色正在逐渐重要起来。

现阶段来说,氢燃料电池车除了与传统纯电动车同样是“0碳排放(此处忽略电能和氢气生产过程的碳排放)”外,还有着几大明显优势——氢气相较于电能更易储存、更易运输,且充填效率与传统汽油车相近,远优于电动车充电,并且单次充填燃料后的续航里程也明显大于纯电动车。因此,越来越多的车企加入到了氢燃料电池车的研发当中,其中走在前列的都是来自亚洲的企业——丰田、本田、现代,他们生产的氢燃料电池车已经量产,并投放到了世界多地市场。

然而就现阶段而言,以纯电动为主的新能源汽车遭人诟病的一大原因之一就是电力本身不够“清洁”,而这主要是由于各地电力系统依赖火力发电造成的。其实,氢燃料电池车也同样面临着这种“源头不干净”的问题,那就是氢气的制取。目前工业上主要依靠电解水的方式制取氢气,而电解水所需的电能如果还是依靠传统火电,那么它就和现阶段的纯电动车一样,只是将实际的碳排放从人类聚集区转移开了,而“0碳排放”也只是噱头和空话。

破解低碳氢制取难题——丰田用风能给出解决方案

横滨Hama Wing风电制氢实证实验探究氢产业链

为解决这一问题,丰田在2015年联合日本横滨/川崎市政府、岩谷产业、东芝、丰田自动织机等多家机构与企业,在横滨风力发电站(HamaWing)开展了风力发电制造低碳氢燃料的实证实验项目。项目的主要内容就是通过风力发电制取真正的“低碳氢”,并将氢气供应给横滨、川崎两地四家企业的12辆氢燃料电池叉车,从而对整个氢能供应链进行初步摸索,并对供应链广泛推广的可行性进行评估。在不久前的10月份,我曾亲自前往Hama Wing进行了参观。关于这套氢能供应链的细节,请随我一起往下看吧。

由于周围比较空旷,还没到地儿,顶点高118米的Hama Wing“大电扇”就可以远远望到了。它坐落在横滨市海滨的一片工业区里,周围有多处工地、废料回收厂,以及下图中被模糊掉的美军基地。

新能源之氢燃料电池现状与发展

下图展示了风电制氢实证项目的全景,项目在已有的Hama Wing风力发电机脚下增设了氢供应链所需的更多设备,如受电盘、配电盘、制氢稳定化系统、水电解设备、氢气压缩/填充装置等必要环节。

新能源之氢燃料电池现状与发展

Hama Wing是“0碳氢”的源头,这座风力发电机采购自丹麦维斯塔斯,最初于2007年3月落成,建设及维护费用由市民、政府补助、企业等共同承担。

新能源之氢燃料电池现状与发展

180块回收自二手普锐斯的电池组构成了这个“大蓄电池”,由于风力发电非常容易受天气影响——在风速过小或过大时,风力发电机都无法工作。因此,这个“大蓄电池”就用于缓冲、消除由于风力发电机工作断续带来的供电波动,保证下方的水电解制氢装置可以得到持续的供电。

新能源之氢燃料电池现状与发展

新能源之氢燃料电池现状与发展

基于下图三个装置,氢气完成了生产(制备)和包装(压缩)过程,接下来的环节就是将压缩氢气运输至需求方,而载具则是下图中这辆日野DUTRO Hybrid运氢车。

新能源之氢燃料电池现状与发展

新能源之氢燃料电池现状与发展

新能源之氢燃料电池现状与发展

新能源之氢燃料电池现状与发展

丰田在横滨市中央批发市场本场蔬果部、麒麟啤酒横滨工厂、日冷物流东扇岛物流中心、中村物流川崎FAZ物流中心四家企业投放了12辆氢燃料电池叉车进行试点,分别用于短距离多频次、重物搬运,以及低温工作环境的验证和测试。这款叉车充满氢所需的时间约为3分钟,可以支持其工作约8小时,无需像传统纯电动叉车一样充电或换电池。

新能源之氢燃料电池现状与发展

根据官方给出的碳排放数据对比,我们不难发现,相较于传统的汽油叉车,实证研究下的氢燃料电池叉车在总CO2排放上有着高达94%的降低,相比电动叉车也有着86%的削减。实际上,如果能解决将柴油充氢车替换成燃料电池驱动的车型的话,那么这套“低碳氢供应链”就基本上实现0碳排放了。

新能源之氢燃料电池现状与发展

新能源之氢燃料电池现状与发展

比汽油叉车减碳90%还多?看到这里,您可能认为这套氢能源供应链已经“非常棒呆”了。然而,它还有一个不可忽略的硬伤制约着它的推广——成本高昂。并且,作为小规模实证实验,其实这套风能发电系统也还是没能完美解决因天气不稳定带来的发电中断,只能缓解短时间停止发电带来的供电波动。

对于此,丰田表示将会努力压缩风能制氢的成本,力求将制氢和压缩氢气这两个环节所需的成本压缩至当前传统非低碳氢能源的价格,从而实现推广。当然,这个任务也是十分艰巨的。

此次,丰田并未透露这套尚处于实证阶段的氢能源供应链的制氢成本,但他们透露了当前传统来源氢能源的成本大约为1000-1500日元/千克(约合人民币5.22-7.83元/标方)。以每辆叉车13.4标方/工作日(官方数据)的耗氢量计算,一天的加氢成本约为70-105元人民币。而除了风能发电制氢外,丰田还将着眼于探究褐煤制氢、废水污泥制氢方式,它们都有望成为未来低碳氢社会的重要制氢方式。

那些在氢燃料电池行业前列的车企,目前有哪些动作了?

丰田:推出Mirai后名声大噪,今年起在华开展论证测试

2015年,丰田曾发布了“环境挑战2050战略”,其中最重要的一项挑战就是——“丰田2050年全球新车平均行驶过程中二氧化碳排放量相较2010年削减90%”。主要的实现方法包括逐步推进全固态电池的研发和使用、推动SiC(硅碳化合物)功率半导体开发、动力控制总成(PCU)的高性能化和小型化,以及继续推广氢燃料电池车等。2020年,丰田氢燃料电池车全球年销量目标是3万辆以上。

新能源之氢燃料电池现状与发展

具体到车型,丰田已经在2014年推出了首款量产氢燃料电池车——Mirai(未来)。截止今年10月底,该车已经在欧洲、北美、日本及阿联酋地区累计售出了4300余辆,当下年产能为3000辆。该车定位于一款三厢紧凑型车,采用前置前驱布局,电动机最大功率155马力,官方给出加满氢气后的续航里程超过550km。

新能源之氢燃料电池现状与发展

在今年10月底,丰田在位于丰田汽车研发中心的所在地江苏常熟建立的加氢站正式落成,这也标志着为期3年的Mirai在华“实证实验”正式开始。据悉,三年的测试内容将包括“中国使用环境下的车辆行驶调查”、“氢燃料品质调查”以及“各种品质耐久性评测”等。官方表示,未来Mirai还将引入中国、澳大利亚等地区销售,参考此次实证实验三年的持续期,预计Mirai登陆国内要等到202X年了。

值得一提的是,丰田还在今年东京车展上发布了一款氢燃料电池巴士,该车被命名为“SORA”,取自日语“天空”之意。丰田表示,日本将为2020年东京奥运会和残奥会导入100辆SORA用于公共交通。

新能源之氢燃料电池现状与发展

该车的续航可达200km,但实际投入使用时将用于日常行驶150km的公交线路。价格方面,官方给出的参考售价为1亿日元/辆,约合人民币585万,十分昂贵。不过丰田也表示该车将得到日本政府的购置补贴,补贴后价格与同级别柴油巴士基本相同。此外,该车还可享受6年/30万公里的原厂质保。

本田:CLARITY性能不输Mirai,联合通用持续研发中

对于同样在氢燃料电池车领域走在前列的车企本田,其曾在2015年推出了CLARITY车型,它的续航里程和动力表现相比于丰田Mirai还要出色,其中JC08工况续航里程可达750km。两款车型均在美国加州进行试点租售(本田CLARITY只租不卖),而由于加氢的不便利以及车价较高,两款车的售卖/出租情况并不怎么好。

新能源之氢燃料电池现状与发展

2017年1月,本田汽车和通用汽车宣布将合作生产新一代氢燃料电池系统,两家公司将以50:50的比例出资在美国成立生产子公司,并力争2020年左右开始投入量产。双方希望通过合作减少较高的生产成本,并在该领域的竞争中保持优势。据悉,两家公司分别出资4250万美元成立子公司,其将开设在通用密歇根州工厂内,公司社长与副社长采取两年轮换制,最初由通用派出社长,本田派出副社长。生产子公司预计新增约100名雇员。本田预测美国市场对燃料电池车的需求将不断增大,因此将该系统的生产集中在美国。栃木县高根泽町的工厂今后准备停产。

回到国内,同样是在不久前举办的中国第二届国际燃料电池汽车大会上,本田携CLARITY进行了国内首发。不过相比于在华积极推动Mirai国内测试和加氢站建设的丰田,本田则要显得被动许多。根据此前报道,本田将于2018年在华投放首款纯电动车,然而本田截至目前还未曾提及过在华推广氢燃料电池车的计划。

现代:“入行”最早,2018年将量产新一代燃料电池车

早在2013年,现代就在海外推出了氢燃料电池版本的途胜/ix35车型(车名根据投放地区的不同而不同),该车的售价十分高昂,主要面向的是英国等地的政府部门公务用车,并未像两年后推出的丰田Mirai和CLARITY一样拥有相对更完善的使用环境,也未曾公开销售。

新能源之氢燃料电池现状与发展

不过在蛰伏几年之后,现代又推出了新一代氢燃料电池车,该车目前尚未定名,但现代表示将于2018年量产。同样是在上文提到的中国第二届国际燃料电池汽车大会上,这款全新氢燃料电池车也在国内进行了首次亮相。从外观来看,它的设计已经非常接近量产,预计后续其也将像Mirai和CLARITY一样,在世界各地市场陆续投放普及,我们也期待该车能像Mirai一样开启国内测试工作,以便早日引入。

奔驰:世界首款插电式氢燃料电池车——GLC F-CELL PLUG-IN明年海外开售

此前我们曾报道,奔驰GLC F-CELL PLUG-IN插电式氢燃料电池车将于2018年在海外市场上市,这款车采用了世界上首款插电式燃料电池技术,其中电池组由奔驰和福特共同研发,放置在发动机舱,电动机则将动力输出到后轮,而该车也并不会推出四驱版本。据悉,GLC F-CELL PLUG-IN的续航里程预计将达到500km级别。

新能源之氢燃料电池现状与发展

为达到500km的续航目标,这款燃料电池车配有两个储氢罐,一个纵置摆放在车辆中部,另一个横置摆放在尾部,两个储氢罐一共可以储存4.3kg氢气,官方宣称的续航里程可以达到451km。此外,8kWh的电池组还能够提供48km的续航里程。2018年,新车将销往海外市场,主要面向日本及美国这些加氢站建设相对完善的地区。

宝马:两年前曾推出5系GT和i8的氢燃料电池试验车

新能源之氢燃料电池现状与发展

得益于与丰田在2013年起建立了氢能源研究方面的合作,在2015年,宝马推出了5系GT氢燃料电池版和基于i8打造的燃料电池跑车,前者最大功率245马力,最大续航里程超过500km;而后者的最大功率为256马力。据此前报道称,宝马计划在2020年实现氢燃料电池车的量产。

我国的氢能源进度如何?

上汽集团:荣威950氢燃料电池车“秀实力”,大通V80氢燃料电池版广州车展上市

在2016年,上汽荣威曾向工信部递交了荣威950燃料电池车的申报信息,我们也曾在第一时间对其进行了曝光。回顾来看,在今年上市的改款荣威950便是采用了当时燃料电池版本的外观设计,前脸造型更加时尚。动力方面,该车采用了氢燃料电池系统,电机最大功率150马力。参考此前车展展出的老款荣威950燃料电池版来看,其储氢量为4.34kg,最大续航里程为400公里。

新能源之氢燃料电池现状与发展

 

大通V80氢燃料电池版广州车展上市

 

截至目前,荣威950燃料电池车还没有投放市场。不过同样来自上汽集团的大通V80燃料电池车(大通FCV80)已经在11月17日开幕的广州车展上正式上市了。该车的指导价格为130万元,但在国家及地方各50万/辆的补贴力度下,其最终的实际售价仅为30万元,仅相当于中配的燃油版V80。

新能源之氢燃料电池现状与发展

在外观方面,大通FCV80与普通版车型基本一致,亮点在于动力上搭载了氢燃料电池+永磁同步电机,储氢量6.2kg,电动机最大功率136马力,峰值扭矩350牛·米,最高车速可达120km/h。除氢燃料电池外,该车还支持传统的插电充电,不过其动力电池组容量较小,只有14.3kWh。

长城汽车:有望2022年推出首款燃料电池车

长城汽车目前正在推进XEV项目,其中“XEV”指代不同类型的新能源,包括PHEV(插电混动)、BEV(纯电动)和FCEV(燃料电池)三个项目的开发工作。2022年,长城有望正式推出首款燃料电池车型。

长城汽车副总裁、XEV项目主管TobiasBrunner在演讲中表示,长城XEV项目将会开发电动车与燃料电池车共用的全新平台,目前长城已经建立研发中心,配套的工厂设施也在同步推进。根据规划,其有望在2022年北京冬奥会期间推出第一款燃料电池车。Tobias Brunner还透露了关于产品方面的细节:高端车型的电池容量将会在80-90kWh,储氢量5-6kg(压力为70MPa);而中低端车型电池组容量为60-70kWh,储氢量则为3.5-4kg,充气压力会有35MPa和70MPa两个规格。

中国加氢站建设现状:算上丰田自建的那家,全国仅有6座

力推氢燃料电池的邻国日本目前已经拥有了约100家对外开放的加氢站,而目前国内的加氢站仅有6座,除了原有分布在北京、上海、河南郑州、广东云浮、广东佛山的5座外,上文提到的江苏如皋丰田汽车研发中心加氢站则是第6座。

新能源之氢燃料电池现状与发展

当然,更多加氢站也在持续建设当中。以广东云浮为例,11月8日刚刚奠基动工的罗定加氢站将会成为云浮市第二家加氢站,预计其将于明年6月前完工。后续,云浮市还将在云浮新区、新兴县、郁南县等多个区域持续建设氢能源设施网络。

《中国燃料电池汽车发展路线图》:2030年达到百万辆级商业化推广

新能源之氢燃料电池现状与发展

2017年7月,中国汽车技术研究中心曾发布了《中国燃料电池汽车发展路线图》报告。报告对于2020-2030年间中国燃料电池车发展给出了总体思路,包括发展目标、技术路径和发展重点。具体来看,2020年,氢燃料电池车首先将实现在特定地区的公共服务用车领域达到5000辆规模示范应用;随后在2025年逐步推广至城市私人用车、公共服务用车等领域大批量应用,达到50000辆规模;最终在2030年左右,其将实现在私人用车、大型商用车领域实现百万辆规模的商业推广。

《上海市燃料电池汽车发展规划》

发展燃料电池汽车,是顺应全球汽车产业生态变革趋势、实现我国汽车工业由大变强的重要途径,是上海贯彻落实国家创新驱动发展战略、加快建设全球科技创新中心的重要实践,是巩固提升上海实体经济能级、驱动上海汽车产业转型及占领未来制高点的重要突破口,是应对能源安全、环境保护等社会挑战、建设2040卓越全球城市的重要立足点。为加快推进本市燃料电池汽车创新突破,制定本发展规划。

一、燃料电池汽车发展现状与趋势

1、汽车与能源产业总体发展形势  汽车产业是世界主要工业国家的支柱产业,是衡量一个国家综合实力和发达程度的重要标志。随着全世界汽车保有量的日益增多,能源紧缺和环境污染问题愈发凸显,已成为人类生存和发展面临的两大挑战。寻找和发展新的汽车清洁能源,将对全球汽车和能源产业格局以及社会经济发展产生重大深远的影响。

氢能和燃料电池技术是世界能源转型和动力转型的重大战略方向。燃料电池汽车具有环保性能佳、转化效率高、加注时间短、续航里程长等优势,是未来汽车工业可持续化发展的重要方向,是应对全球能源短缺和环境污染的重要战略举措。发展燃料电池汽车已成为全球汽车与能源产业转型升级的重要突破口。

各发达国家高度重视燃料电池汽车,并积极推动配套设施的建设。美、日、欧盟等主要国家和地区将燃料电池汽车纳入国家或地区战略发展体系进行规划,设立专项进行研发与示范推广,并制定各种政策抢占先机。如日本计划到2020年普及约4万辆燃料电池汽车,建设160座加氢站;德国计划在2023年左右普及10万辆,建设400座加氢站。目前全球燃料电池汽车已进入技术与市场示范阶段,预计在2020年将全面进入商业化阶段。产业链巨头纷纷组成联盟进行燃料电池汽车商业化协同攻关,并与能源、矿产等企业形成更广泛的合作,呈现出骨干整车企业牵引全产业链的发展趋势。

2、国内燃料电池汽车发展形势  国家高度重视燃料电池汽车产业。近两年,国家相关部委密集出台政策,大力支持燃料电池汽车发展。《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”国家科技创新规划》、《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》、《中国制造2025》、《汽车产业中长期发展规划》、《“十三五”交通领域科技创新专项规划》等纷纷将发展氢能和燃料电池技术列为重点任务,将燃料电池汽车列为重点支持领域,并明确提出:2020年实现5000辆级规模在特定地区公共服务用车领域的示范应用,建成100座加氢站;2025年实现五万辆规模的应用,建成300座加氢站;2030年实现百万辆燃料电池汽车的商业化应用,建成1000座加氢站。

我国具备一定的燃料电池汽车研发基础。在国家科研计划和示范项目的持续支持下,国内已初步掌握关键材料、部件及动力系统的部分关键技术,基本建立了具有自主知识产权的车用燃料电池动力技术平台,累计开发数百辆燃料电池汽车,结合奥运、世博、亚运会、大运会、UNDP等示范项目,开展了一定规模的示范运行。近期,广东、湖北等地纷纷成立氢能与燃料电池汽车产业基金,以资本为纽带,初步形成了产业集群,开展了一定规模的示范应用。

推动燃料电池汽车发展的形势日益紧迫。目前我国燃料电池汽车正面临着缺乏实施方案、基础设施规划与建设力度不够、技术研发投入不足、产业链不完善等难题,严重阻碍了我国燃料电池汽车商业化进程。我国是全球燃料电池汽车最重要的潜在市场,若在燃料电池汽车领域落后于人,则在纯电动、插电式混合动力领域积累的优势将不可持续,错失由汽车大国走向汽车强国的战略机遇。

3、上海燃料电池汽车基础与机遇  先发优势明显。上海是我国燃料电池汽车技术研发、产业化的先行者。“十五”期间形成科研驱动模式,承担多项国家级项目,奠定了良好的技术积累、研发基础和人才团队等优势;“十一五”期间建立示范应用驱动模式,建设了加氢站等基础设施,积累了丰富的燃料电池汽车示范运行经验。“十二五”期间进入“整车牵引”发展模式。从2003年“超越一号”燃料电池汽车到2015年上汽荣威950燃料电池汽车,上海燃料电池汽车技术水平始终代表了我国燃料电池汽车发展的最高水平,并在世博会、新能源汽车万里行等示范应用中表现出众。

产业链资源较丰富。上海专注于氢能与燃料电池汽车技术研发、制造的企业数量超过30个,覆盖了关键材料、关键零部件、燃料电池动力系统与整车,以及推广应用与配套服务等各个环节,形成了较为完善的产业链。嘉定区已初步形成燃料电池汽车产业链资源聚集,汇聚包括上汽、汽车城集团、同济大学、机动车检测中心、上燃动力、电驱动、重塑、舜华、环球车享、治臻等一批重点单位,具备了氢能、燃料电池、动力系统平台、燃料电池汽车及示范运营等较完整的产业配套要素,持续吸引众多国内外整车企业和产业链优势企业落户。全球燃料电池汽车产业资源在上海汇聚的态势逐渐形成。

发展进入新阶段。燃料电池汽车已进入产业化的初级阶段,竞争焦点从技术研发转向全产业链的各个环节。上海亟需在示范运营推广、基础设施建设、公共服务平台、关键技术攻关等方面出台相应的发展规划和实施细则,抓住燃料电池汽车战略性新兴产业培育和发展的政策机遇,突破发展瓶颈。通过整车牵引和示范驱动,合理配置资源,抓住3至5年时间窗口期,确立上海在燃料电池汽车竞争中的优势地位,稳步推进燃料电池汽车规模化和商业化进程。

二、指导思想、基本原则和发展目标

1、指导思想  贯彻落实《国家创新驱动发展战略纲要》和上海建设具有全球影响力的科技创新中心的决策部署,将发展燃料电池汽车作为上海汽车产业转型升级的引领工程。牢牢把握技术发展与产业变革趋势,整合国内外优势资源,充分发挥上海优势,集中突破关键瓶颈,激发企业创新活力,建立国内领先、国际一流的燃料电池汽车技术链与产业链,营造高端生态圈,培育一批具有核心竞争力的龙头企业和领军人才,打造燃料电池汽车技术与产业创新体系,将上海建设成为世界一流的燃料电池汽车创新中心和产业高地。

2、基本原则  坚持顶层设计。加强燃料电池汽车产业的顶层设计、系统规划和科学布局,明确产业发展方向和突破口,编制规划及实施方案,推进重点任务落实。坚持创新驱动。明确燃料电池汽车技术发展路线,重点探索燃料电池电堆、发动机集成与控制、辅助系统关键零部件等技术,突破燃料电池汽车技术发展瓶颈。坚持示范引领。开展燃料电池汽车分时租赁运营和公交、物流车的区域示范运营,联动优化燃料电池氢能基础设施布局,加速燃料电池汽车市、区联动和部门协同,形成牵头部门负责,相关部门配合的权责一致、规范有序、互相协调、运行高效的协同联动机制,推进产业链快速发展。

3、发展目标   推动燃料电池汽车试点示范运行,开展氢能基础设施、研发与测试服务平台等共性设施建设,突破车用燃料电池电堆、关键材料与核心零部件等关键技术,引导培育燃料电池汽车产业基地和产业基金,建成国内领先、国际一流的燃料电池汽车技术链与产业链,推进我国燃料电池汽车商业化发展。全产业链完善,推进燃料电池汽车的规模化和商业化。坚持协同推进。加深

——近期目标(2017-2020年)。打造国内领先的燃料电池汽车技术示范城市,形成优质产业链资源聚集效应,实现燃料电池汽车核心关键技术紧跟国际行业水平。在技术链层面,实现电堆、系统集成与控制、关键零部件等核心技术跟踪国际水平,关键指标与国际接轨。在产业链层面,打造包含关键零部件、电堆、系统集成、测试认证服务、整车开发等环节的产业集群,聚集超过100家燃料电池汽车相关企业,培育有国际影响力的氢能与燃料电池技术研发中心1个、燃料电池汽车检验检测中心1个,燃料电池汽车全产业链年产值突破150亿元。在示范运行与推广层面,建设加氢站5-10座、乘用车示范区2个,运行规模达到3000辆,积极推动燃料电池公交、物流等车辆试点。

——中期目标(2021-2025年)。规划燃料电池汽车示范区域,形成区域内相对完善的加氢配套基础设施建设,在区域公共交通、公务用车、商用物流等领域探索批量投放,提升燃料电池汽车全产业链国际竞争优势。在技术链层面,形成系列化燃料电池电堆产品,燃料电池汽车技术同步国际水平。在产业链层面,形成有国际影响力的整车企业1家、动力系统企业2-3家、关键零部件企业8-10家,进入世界前三的一流研发与公共服务机构2家,燃料电池汽车全产业链年产值突破1000亿元。在示范运行与推广层面,建成加氢站50座,乘用车不少于2万辆、其它特种车辆不少于1万辆,在公交、商用大巴、物流车前期试点运行成功的基础上,酌情扩大推广规模。

——长期目标(2026-2030年)。成为具有国际影响力的燃料电池汽车应用城市,总体技术接近国际先进,部分技术达到国际领先,产业化全面成熟,面向私人用户实现进一步市场推广,带动氢能交通,辐射全国燃料电池汽车产业高速发展。在技术链层面,实现燃料电池汽车技术和制造总体达到国外同等水平;在产业链层面,实现上海燃料电池汽车全产业链年产值突破3000亿元,带动全国燃料电池产品的多元化应用。在示范运行与推广层面,最终形成以上海的燃料电池汽车产业链和价值链辐射全国,带动未来社会能源和动力转型。

三、燃料电池汽车发展重点任务

任务一、构建应用驱动的发展模式  基于中心城市的优势和功能定位,面向燃料电池汽车优势应用领域,探索互联网与新能源深度融合的燃料电池汽车创新运营商业模式,落实燃料电池汽车商业化运营组织管理、政策保障等措施,驱动燃料电池汽车产业链的快速发展。设置燃料电池汽车商业运营示范区,开展公共交通、定制共享班车、分时租赁等运营示范,牵引上海燃料电池汽车产业快速发展。

任务二、规划加氢站建设 落实责任主体,部署加氢站网络布局规划与建设,破解燃料电池汽车示范运行瓶颈。以产业配套和氢源基地等为基础,推动环上海加氢站走廊、嘉定、崇明、上海化工区、临港等示范区域加氢站的规划与建设。配合示范线路和示范区域建设,研究加氢终端补贴等政策,降低消费者使用成本,推动上海市氢能与燃料电池汽车产业协同发展。

任务三、创建产业园区 推动国际汽车城科技创新港、同济科技园、外冈新能源汽车及关键零部件产业基地等燃料电池汽车相关园区建设,提升燃料电池汽车企业创新活力,加快技术研发向产业化转移,吸引人才、资金和产业链上下游企业进一步集聚,促进国内外产业链之间的资源整合与良性互动,提高上海燃料电池汽车产业化发展水平和国际竞争力。至2020年,园区内相关企业超过100家,形成较为完善的燃料电池汽车产业集群;至2025年,在关键材料、零部件与核心产品领域,形成国内顶尖,国际领先的龙头企业3-5家。

任务四、建设公共服务平台  支持机动车检验检测中心、同济大学智能型新能源汽车协同创新中心等机构,进一步发挥在燃料电池发动机系统、电堆、关键零部件等方面服务能力,建设第三方优质公共服务平台,促进优势资源高效利用,形成健康开放的合作机制。支持开展技术研发服务、计量测试和检测认证服务,降低行业研发成本,激发中小企业活力和创造性。推进行业标准研究与制定,加强国内外产业与行业组织之间的联系,加快燃料电池和加氢站相关法规、标准的建立和完善。促进技术与产业交流,为企业与机构提供政策、行业信息、技术分析等服务,建立国际产业链间交流合作机制,加速产业化进程。

任务五、实施重大专项 定位燃料电池汽车产业大方向,瞄准世界领先水平,在电堆及核心材料、发动机系统集成与控制、关键零部件等领域开展技术攻关、工程研究和产品开发,推进测试技术和指标体系研究。突破燃料电池电堆关键技术,开展催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等核心技术研究,提高电堆产品的性能和寿命,降低成本。优化燃料电池发动机集成与控制技术,研究高比功率燃料电池发动机技术,实现可靠性、耐久性等的全面提升。加大辅助系统关键零部件技术研发力度,重点突破空压机、氢气循环泵、增湿器、DC/DC变换器等关键零部件技术,进一步完善关键零部件技术链。开展燃料电池电堆、关键零部件、发动机系统集成等方面的测试技术和指标体系研究。

任务六、设立产业基金 引导和鼓励有条件的各类资本设立燃料电池汽车产业基金,吸引撬动社会资金积极参与,进一步发挥市场配置资源的决定性作用,提升市场主体活力和发展潜力。

关于氢燃料电池的探讨:

了解完各大车企们的氢燃料电池车发展现状,您可能会感觉到这些只排放水的汽车已经触手可及了。就当下而言,各大车企的氢燃料电池技术储备的确已经在逐步完善当中,走在前列的海内外车企们都已经推出了面向市场销售的量产氢燃料电池车。可见,对于那些具有丰富研发实力的知名车企们来说,氢燃料电池车的制造似乎已经没有太大的难度了。

但我们不妨静下心来思考一下,其实氢燃料电池车所面临的最大困境可能并非它们本身,而是氢燃料运输/使用的安全性、基建设施的建立和完善,还有氢燃料制取成本的控制等等。当然对于氢燃料电池车自身而言,也有很多技术难点需要攻关,如燃料电池系统的材料、控制、功率密度、耐久性、成本等。其中,燃料电池电化学反应的催化剂需要大量的金属铂(也就是我们所说的铂金),它占据成本的比重就十分可观,而且其对氢气纯度的要求很高,否则会造成催化剂中毒,大大降低电池转换效率。因此,在进行技术攻关、基础设施筹备建设及商业化落地等方面,真正的“低碳氢社会”还有很长的路要走。在氢能源发展的过程当中,纯电动车在新能源领域依然有着很大的优势。尽管碳排放仍然是纯电动车的重要槽点,但在我国电力资源严重过剩的情况下,纯电动车的推广仍势在必行。

新能源之氢燃料电池现状与发展

短时间内,我们很难说氢燃料电池和纯电动究竟孰优孰劣,因为毕竟如果丰田、宝马等多家企业正在努力研发的固态电池发生了技术突破的话,那么纯电动车充电速度慢的短板又将会被补齐,而氢燃料电池车又会失去加氢快的优势“王牌”。在10月开幕的东京车展上,丰田汽车执行副总裁迪迪尔·勒罗伊(Didier Leroy)先生就向外透露,目前丰田已经在固态电池领域取得了很大进展,大幅提高了续航距离。为了在2020年代初期实现商业化生产,他们正在加速研发。

近日,中国汽车工业协会副秘书长师建华曾在接受采访时表示:“国家新能源政策明确鼓励燃料电池汽车发展,而且如果我们在氢的制取、成本、安全性及消费者用车需求方面实现突破和控制,那么氢燃料电池车将会是新能源汽车最为理想的结果。”这番话说得的确没错,作为工业制氢的重要原料和氢燃料电池唯一的排放物,水在地球上的覆盖面积达到了70%以上,可持续发展的特点与一次性消耗的化石燃料有很大的不同。但是,这段话中“如果”一词后面的条件在短期内却又实在是很难成真 ……

 

来源:网络 ,燃料电池微圈

本站非明确注明的内容,皆来自转载,本文观点不代表清新电源立场。

(0)
清新电源清新电源
上一篇 2017年12月10日 上午1:00
下一篇 2017年12月11日 下午11:54

相关推荐

发表回复

登录后才能评论