广东佛山国际氢能与燃料电池展 氢能源能代替电池吗?

时间:2021-06-17 04:41:38 阅读:63427

广东佛山国际氢能与燃料电池展 氢能源能代替电池吗?

氢能源能代替电池吗?

近日,福田欧辉氢燃料电池客车获加拿大总理盛赞,并圈粉无数。佛山举办了为期近一周的“第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会暨第一届中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品推介会”,锐意推动佛山建设全国领先的氢能基地,并打造新能源汽车产业园区。

佛山的氢燃料电池的产业建设“才露尖尖角”,福田集团的氢能源客车“早已立上头”。不禁让人产生疑问,“氢未来”真的来了吗?未来氢燃料电池是否能替代目前即将触及“天花板”的锂电,成为新能源汽车的理想动力?

佛山“氢能周”与福田“氢客车”

氢燃料电池正处于快速发展阶段,从以“氢产业氢生活氢未来”为主题的“第二届氢能与燃料电池产业发展国际交流会暨第一届中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品推介会”上可见一斑。此次大会上,业内人士发起成立了广东省氢能燃料电池汽车产业协会。与此同时,行业人士还发起成立了中国氢能产业联盟,并联合中国节能协会,共同发布了国内首个氢能团体标准《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》。此外,佛山南海区目前已探索建立了国内首个商用加氢站审批、建设流程,建成国内首座商业化运营的加氢站。佛山正积极推动建设全国领先的氢能基地,并以此为基础打造新能源汽车产业园区。对于整个氢产业来说,佛山举办的“氢能周”开创了业内多个先河将带领氢产业向前迈一大步。

而在氢燃料电池的应用方面,福田汽车走在了前列。12月4日,加拿大总理参观了福田欧辉12米氢燃料电池客车,对中国先进的客车研发技术给予了高度赞扬。目前,福田欧辉氢燃料电池客车产品已涵盖8.5米、10.5米、12米,应用于城市客车、城间客车、旅游团体、定制班车等多种类型用途。福田欧辉车除了运行平稳,无震动、无噪音外,加注氢气还短,只要10分钟续航里程便可达500公里,而且在安全和环保方面更让人“一见氢心”。

福田欧辉在探索新能源汽车“氢未来”上已在国内新能源汽车的沃土扎下深厚的根基,未来也许将会更加枝繁叶茂。

国内外氢能发展历程

包括我国在内,世界许多国家都将氢能作为战略性能源来发展。由于其具有零污染、高效率、来源丰富、用途广泛等优势,备受环境污染困扰的诸多国家都将氢能视为“未来能源”。

1.国外氢能发展早且重视布局

早在20世纪70年代,世界上许多国家和地区就广泛开展了氢能研究。

2003年,时任美国总统小布什就在美国发起过“自由车倡议”,其重点即为资助汽车氢动力领域的研究与实践,为美国能源寻找新的替代品。

然而,由于氢能利用的成本较高等因素,以美国、日本等为代表的国家“氢能计划”曾一度被搁置,随着石油、煤炭等一次能源的储量逐渐减少导致能源紧缺,各国构建“氢能社会”的愿景才在2014年被重拾。

当今,氢能源的全球最为积极的推动者非日本莫属。早在2014年,日本的资源能源厅就发布了《氢能与燃料电池战略路线图》,为氢能发展制定了“三步走”计划,并提出到2030年,日本的氢能相关产业要达到1万亿日元(约合88亿美元)的规模。

值得一提的是,日本政府提出要建设“氢能社会”,更要将2020年的东京奥运会打造成一场氢能盛事。届时,运动员和观众来往于各奥运场馆将乘坐最新的氢能源公交车。

虽然美国没日本那么狂热,但也是氢能的积极建设者。在2015年底,美国从国家层面开启了新的氢能计划,美国能源局向国会提交了《2015年美国燃料电池和氢能技术发展报告》,分析预测了未来氢能市场的发展潜力,并决定投资3000万美元用于发展先进氢能与燃料电池技术。

从市场实践层面来看,汽车产业成为全球氢能技术应用领域的“领头羊”。日本领军车企丰田研发的“未来”氢能源轿车已经于2014年年末在日本上市,引起一时轰动。而本田和日产也在分别研发各自的氢能轿车。

综上,氢能的研发在国外的热度极高,对氢能源汽车的市场应用也是处于领先状态。在我国听到氢能源汽车的消息似乎很少?难道我国对氢能研究和应用并不重视?

2.我国氢能研究不甘落后

其实在氢能领域开发利用方面,中国也不甘落后。在2006年至2013年期间,福田汽车与清华大学等单位涉足氢燃料电池客车的研发,并携手亿华通共同研发氢燃料电池物流车。到2014年,福田就生产出了5辆12米长的氢燃料电池客车。现如今,福田汽车已成立欧辉、欧马可氢燃料电池汽车生产基地,形成了涵盖氢燃料电池客车研发、制造、燃料供给等各环节的完整产业链。而作为国内的前缘科技排头兵的广东省,经过多年的发展,已具备了“制氢-储氢-运氢-加氢-氢气燃料发动机-整车示范运行”全产业链的技术储备和试点运行经验。

可以看出,在氢能研究方面,我国高等院校和研究所也不甘落后,在氢能的应用方面,国内的福田氢能源客车也备受国外高校和领导人物青睐。

总体而言,国内外氢能的研究和应用虽然有所差异,但基本同步。氢能源的发展过程也是在稳步提升,逐渐在新能源汽车上开始尝试应用。或许不久将来将会有更多的新能源汽车搭载氢动力。甚至有人认为氢动力将替代锂电成为新一代的“能源之星”。

替代?道阻且长!

既然氢能有如此多的优势,作为“能源之星”,为何迟迟不见在新能源汽车上大力推广使用呢?

这与氢的特性密切相关。氢能源汽车上使用的氢能主要来源于工业制氢,将电能转化为氢能源的氢能,在车上使用过程中,再将氢的化学能能转化为电能。从整体的循环过程来看,氢能的转换过程比锂电的要长,从电能转为化学能,再转化为电能,多重能源转换的过程拉低了能量转化率,因此在能源利用上,氢能未必比锂电更节能。因此,小编认为,在制氢方面,提高制氢的效率尤为关键。在生产方面,相同的电能条件下,制备更多的氢能,提高能量的转化率;在应用方面,提高氢能转换电能的转化率也尤为关键。

此外,储氢遭遇技术瓶颈限制了氢能在新能源汽车中的发展。主要原因在于储氢材料的研究一直未能取得实际性的进展。这使得如何将高压氢气安全大量地储存在有限的汽车空间内、在震动剧烈的车况或发生车祸时能承受外部冲击不发生泄露、储存罐的耐用寿命等问题成了氢能一直迟迟未能在新能源汽车上得到推广的重要原因。

除了氢能源自身特性限制和储氢技术发展遇瓶颈之外,在应用端,即新能源汽车使用上,氢能是否真有替代锂电的可能性?替代锂电后会产生什么问题?

在新能源车上,燃料电池使用需要预热,如果没用搭载作为车的启动动力源,开车前或许需要预热5分钟,对于习惯上车就走的人而言,这5分钟显得太漫长了。所以,从这个角度讲,氢能汽车少不了锂电的应用。丰田推出的mirai氢能源汽车采用电电混合的方式就是最好的例子。

从市场角度来看,替代锂电仍有关键的产业问题需要解决,锂电产业链非常庞大,上游的锂电原材料企业、中游的锂电制造企业和下游的新能源汽车企业,构成的产业链大部分都是以产业园的形式在国内遍地开花。替换锂电,必然会牵一发而动全身,以片带面,引发下游和中游企业动荡。在产业链发展日益密切的背景下,氢能要想实现对锂电产业的替代,道阻且长。

总结

毫无疑问,锂电池发展将到瓶颈,现在主要工作都在电极上的改进提高能量密度,不大可能成倍提高性能了。燃料电池的在实际应用处于尝试阶段,未来潜力很大。或许将来会有使用纯氢能的汽车,但从锂电新能源汽车的发展情况来看,氢能源汽车推广使用仍需等待时日。目前而言,笔者并不看好氢能源在短时间能替代锂电产业。

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