當前,世界各國都在鼓勵發(fā)展燃料電池汽車,隨著燃料電池技術逐步成熟,特別是加氫站數量快速增長并投入使用,氫燃料電池汽車有望成為其產業(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)化應用水平還有一定差距。接下來,我國應大力開展氫燃料電池汽車大規(guī)模示范運行,以推動實現其商業(yè)化應用。
記者: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路線———引進加拿大巴拉德公司技術,消化、吸收并再創(chuàng)新。引進技術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達到傳統(tǒng)汽車水平,成本與鋰電池汽車基本接近,產品體積與傳統(tǒng)四缸內燃機相當,大巴車用產品的壽命已經接近兩萬小時,世界范圍內的氫燃料電池汽車發(fā)展也已經進入商業(yè)化初始階段,而我國距商業(yè)化應用還有一段距離。
記者:影響我國氫燃料電池汽車商業(yè)化應用的主要瓶頸有哪些?
衣寶廉:加氫站建設、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,全球加氫站已經超過200個,而我國僅有7個,數量相對較少。在我國,每個加氫站至少要服務20輛大巴車,達不到這個數量就沒有國家補貼,很難實現盈利。這是我國加氫站建設發(fā)展現狀。
在氫制備方面,我國加氫站建設應大量應用工業(yè)副產氫和可再生能源氫。
我國工業(yè)副產氫的年產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)展的關鍵環(huán)節(jié),也是示范運行需考核的主要內容。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。
記者:在您看來,該如何推動實現我國氫燃料電池汽車商業(yè)化應用?
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其商業(yè)化應用。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。這除了要實現氫應用價格下降外,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企業(yè)及其大規(guī)模示范運營單位均應盈利,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。