【图】谈氢色变 专家解读燃料电池车普及难题

  [汽车之家 行业] “从国际上看,燃料电池已经进入市场导入阶段,且搭载70MPa氢气瓶的车可在零下30度的环境下跑500公里以上,基本满足用户要求,那是什么阻碍了氢燃料电池技术的推广呢?”1月13日,中国工程院院士衣宝廉提出了以上问题。

  衣宝廉提出问题并不是要制造焦虑,而是为了分析和解决问题。目前阻碍氢燃料电池推广的原因有主观和客观两种因素,客观因素主要有燃料电池成本高、没有大批量生产线、加氢站基础设施数量较少等,主观因素则在于人们“谈氢色变”的心理。

『中国工程院院士衣宝廉』

  客观因素方面,最主要的仍是成本过高的问题,尤其是燃料电池的电堆成本过高。衣宝廉认为,要想降低成本,要研究提高单电池的比功率,具体来讲就是降低化学极化、欧姆极化和传质极化;如何降低化学极化?解决办法就是用高效的电催化剂,但如今催化剂关键材料是金属铂,因此目前亟需开展超低铂和非铂电催化剂的理论和应用研究,将燃料电池中金属铂的用量降低到每千瓦小于0.1克,才能保证催化剂高效前提下降低燃料电池成本,推动燃料电池推广。

  此外,衣宝廉认为,人们对于氢燃料电池的安全存在错误认知,原因在于人们不了解燃料电池的工作原理。“燃料电池的工作方式跟内燃机完全一样,燃料电池只是能量转化的场所;它的燃料储存在氢罐当中,因此工作中的电堆里的能量很少,若电堆出问题,只要把氢气与电堆切断就安全了,燃料电池的安全性比锂离子电池还高。”

氢安全相关国家标准
标准号/计划号 标准名称 备注
GB/T 29729-2013 氢系统安全的基本要求 现行
GB/T 31139-2014 移动式加氢设施安全技术规范 现行
GB/T 34539-2017 氢氧发生器安全技术要求 现行
GB/T 34584-2017 加氢站安全技术规范 现行
GB/T 34583-2017 加氢站用储氢装置安全技术要求 现行
GB/T 34541-2017 氢能车辆加氢设施安全运行管理规程 现行
GB/T 34544-2017 小型燃料电池车用低压储氢装置安全试验方法 现行
修订GB/T 24549-2009 燃料电池电动汽车安全要求 现行
制表:汽车之家行业频道

  业内人士表示,人们对氢恐惧在于其能量释放时的威力,毕竟有杂质的少量氢气燃烧时也“噼里啪啦”;但非专业人士很少了解,我国在制备、提纯、储存、运输、加注、应用等各环节操作和使用安全方面的国家标准有83项,高压储氢气瓶可经受子弹穿透和火烧试验等极端试验环境。“人们完全不必谈氢色变,首先氢气不易形成可爆炸的气雾,且其泄露能量和爆炸当量较低;其次,氢气作为工业气体已有很长的使用历史,有标准的操作规程。”中船重工第718研究所制氢设备工程部总工程师薛贺来表示。中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华此前也向汽车之家表示,要想普及氢燃料电池技术,目前最迫切的是科普氢能源,破除人们的认知误区。

『中船重工第718研究所制氢设备工程部总工程师薛贺来』

  薛贺来表示,凡是燃料都具有能量,隐藏着着火和爆炸的危险,汽油、天然气、液化石油气和电均如此。据美国交通部资料,1986-2003年间,美国天然气加注事故共2406起,造成300人死亡、1364人受伤,天然气运输过程中事故1467起,造成60人死亡,232人受伤;同样在1986-2003年间,美国汽油输送事故3302起,造成37人死亡,254人受伤,平均每年汽油加注事故7400起,造成2人死亡,70人受伤;1998年美国国内发生1600起液化石油气着火事故,造成41人死亡,260人受伤等。氢燃料作为燃料能源,不应该被特殊看待,只要人们多加注意,就能将事故消灭掉萌芽之中。

  衣宝廉认为,无论是从零污染零排放还是从能量利用率看,燃料电池都值得推广。燃料电池同锂离子电池一样,是电化学工作原理,但其能量转化效率很高,车用能量转化一般在60%左右。和纯电动和插电式混动技术相比,燃料电池适用于大功率、长距离运输,因此在公交车和货车等大中型车辆上有明显优势。到2017年,中国燃料电池车产销达1200多辆,2018年则有1500多辆在示范运营,在保有量上,中国燃料电池车数量直追美国。国际电池技术方面,2014年12月,丰田宣布其燃料电池专利可无偿被使用,这将推燃料电池技术进步和全球竞争。

『上汽大通V80』

  资金投入方面,中国在“十三五”期间对燃料电池项目资助了8.27亿元,并且燃料电池是唯一实施补贴不退坡的新能源技术路线。产品方面,我国有上汽大通V80,该车补贴后售价仅30万元,已在辽宁新宾县等多地示范运行;乘用车方面,上汽开发了荣威950,也是公开出售的燃料电池车型之一。基础设施方面,目前中国有大约有12座加氢站在运行,明年预计会增加至100座。

  “我国燃料电池车会实现S型曲线的上升,并进入商业化盈利阶段,但目前从关键材料看,金属铂用量和其价格仍是阻碍,只要铂用量降下来了,其成本或比锂电池还低,届时,燃料电池完全可以和燃油车竞争,这是我们的期望,也是燃料电池技术人员应该攻克的方向。”衣宝廉表示。(文/汽车之家 宋爱菊)

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来源:智能汽车网
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