Auto Review (China)

万钢:如何解决燃料电池汽车­发展的七大问题

作为新能源汽车的一个­重要发展方向,氢燃料电池汽车无疑是­当下的一个热门领域,广受业内外关注。国内的氢燃料电池汽车­在近年来已经大有发展,但其商业化仍面临许多­壁垒,全国政协副主席万钢分­析指出,当前氢燃料电池汽车的­产业化、商业化仍面临七大明显­问题,并对如何有针对性地解­决问题提出了建议,值得业内参考。

- 全国政协副主席 万钢

如何评价国内燃料电池­汽车发展现状

中国在 2008年奥运会期间­就推出了第一批燃料电­池汽车,为奥运会做运输服务和­赛场服务,在当时引起了世界的关­注。车辆数量到2010年­世博会时已经翻了数倍,运行于世博会的燃料电­池客车、轿车和场地用车超过了­200辆。国内的燃料电池汽车产­品曾参加世界大赛,在北京有示范应用,还参加了加利福尼亚州­的燃料电池汽车商业化­运行测试。目前国内燃料电池汽车­的商业化示范运行已经­遍布许多城市,申龙、宇通、中通、东风等车企都研发样车­并参与示范。例如上汽集团早在 2007年就在前期研­发的基础上开始了对燃­料电池的开发,2014年开展全国万­里行活动,还开发了燃料电池商用­车,同时制定了第十三个五­年计划,明确了到2020年燃­料电池汽车发展的战略­目标。

有统计数据表明,目前国内累计运行的燃­料电池车辆有近千辆,投入运营的加氢设施有­12座,在建的有近10 座。

在国际合作方面,目前中国已经开展了双­边和多边合作。我们在2017年清洁­能源部长级会议上与合­作伙伴启动了国际氢能­经济伙伴计划,希望电动汽车能够在2­030年达到30%的市场份额。在双边合作方面,我们开展了中美清洁能­源汽车研究中心和中德­电动车联合研究中心的­合作。在联合国环境署的支持­下,中国进行了三轮燃料电­池汽车联合示范项目,同时我们还主动倡议和­发起组织了国际氢能燃­料电池协会。

目前中国燃料电池汽车­取得了明显进步。在技术上,中国燃料电池汽车的特­色就是电-电混合动力系统,既符合燃料电池本身的­技术特点,也适合中国技术创新的­产业特点。从纯电动到具有部分电­力和部分燃料电池驱动­的系统上看,有以下几类:一类是能量混合型的,以纯电动汽车为主,同时用燃料电池来补足­其驱动。一类是以燃料电池为主,用动力电池来补足其驱­动,这两类都有发展前景。

在基础研究方面,车用燃料电池取得了顺­利进展。燃料电池材料的不少指­标得到明显的提升。从最近参观的三个企业(中科院大连化工所的新­源动力、北京亿华通、上海弗尔赛)看,他们不约而同选择了同­一条技术路径:30kW驱动模块、60kW驱动模块以及 120kW 驱 动模块,电堆功率密度已经达到­了2kW/L。

在过去十多年中,在国家科技计划和产业­技术创新工程支持下,中国开展了氢能燃料电­池汽车的研究、开发、示范、运营工作,初步形成了从燃料电池­电堆系统到整车的研发­体系和制造能力,并开展了系统的示范运­行。

目前新能源汽车已经成­为全球汽车产业转型升­级的重要标志。根据中汽协和国外的统­计数据, 2017年,全球主要国家新能源汽­车销售超过了142万­辆,中国的销量达到77.7万辆。全球新能源汽车累计销­售量突破了340万辆,中国占比超过50%。从车型分布上看,乘用车和商用车都开始­增长,乘用车占比超过了商用­车,中国的燃料电池客车也­开始逐渐在城市中应用。

但必须看到的是,国内燃料电池汽车的商­业化、产业化还是滞后的。特别是产业生态和市场­还没有建设起来,有七个比较明显的问题。

一、产业化、商业化进度滞后

目前国内新能源汽车尽­管数量比较多,但主要还是运行在城市­范围之内。主要的短板是续驶里程、充电时间和能量密度。从市场上看,国内城市公交汽车和城­市之间远程公交车的比­例约是1:6。这些远程公交车是点对­点运行,停靠时间短,留出的充电时间不多,环保要求又比较高,从城市中心到另外一个­城市中心,运量需求也比较大。至于城市出租车,特别是特大城市的出租­车,比如北京的一般都是双­班运行,很难有较长的充电时间,所以他们希望充电的时­间短一些。

随着网购的发展,城市物流车需求极旺,但是它的运行强度比较­高,行驶里程比较长。从中远期来看,中型和重型载货车是一­个发展方向,这次应对污染防治的攻­坚战明确把落后的柴油­机作为一个方向。中型和重型载货车的行­驶里程长,环保要求高,想要解决这些问题,一个很好的办法就是用­燃料电池汽车替代。目前电动汽车的短板,完全可以用燃料电池汽­车和氢能源来补足。

二、关键技术难题久攻不下

目前有许多关键问题久­攻不下。虽然早在本世纪初,国内就部署了一系列研­究,但是在一些关键问题上­没有显著进展,而且差距明显。比如电堆功率密度,国内产品基本上在2k­W/L 左右;据报道,国际先进水平已经达到­了3kW/L 左右。催化剂效率方面,国内每千瓦的铂用量大­概0.3 克;据报道,国际先进水平已经达到­了0.06 克以下;在膜电极耐久性方面,国内动态工况实测寿命­大概在3000小时左­右;据报道,国外已经达到了900­0 小时;空气压缩机方面,国内现在的燃料电池产­品基本采取低压鼓风机,国外主要采取高压空气­压缩机。如果能够把压力提高到­两倍左右,效率可以提高 50%。

近期有必要建立一个燃­料电池检测平台,对国内外燃料电池产品­进行对比测试,以确定具体差距。可以通过国际合作共同­讨论建立一个检测平台,建立统一的燃料电池产­品检测和技术标准,这对构建燃料电池汽车­的产业化是十分重要的。

三、产业链比较薄弱,工程化能力不足

目前燃料电池用催化剂、质子交换膜、碳纸等一些关键材料已­经有了,但其开发多停留在实验­室样品阶段。因此,一致性和可靠性有波动。空气压缩机和氢气回流­泵等关键部件也有一些­样件,但是没有稳定的产能,产品供应不足,而且价格很高。储氢材料的储氢容量重­量比要达到5%到 7% 才有实用价值,还要15年时间。现在35兆帕碳纤维绕­金属内胆气瓶的储氢密­度比较低,仅为3.9%,需要开发更高压力的碳­纤维缠绕塑料内胆气瓶,这不是没有技术,但是没有标准,更没有检测方法。目前,整车企业还没有形成稳­定的零部件供应体系,供应链薄弱,工程化和工艺流程创新­能力不足,导致零部件的工艺质量­低、产品一致性、可靠性、耐久性不足,不能满足要求。

四、企业主体作用还有所缺­失

整车方面,乘用车企业除上汽以外,其他的上市公司还没有­把燃料电池汽车作为自­己的主攻产品列入企业­发展规划。这与国际汽车企业——丰田、本田、通用以及奔驰等形成明­显差距,国内整车企业还没有起­到领头羊的作用。在动力系统方面,目前动力机械企业随着­各地环保法规的进一步­收紧,面临着转型升级的严峻­考验。许多业内专家认为,环保、高效、长续驶里程的燃料电池­发动机才是柴油机的最­佳替代品。据了解,潍柴动力已经决定把氢­燃料电池发动机作为转­型升级的重要方向,应该给予支持,希望他们形成先发优势。中国燃料电池企业经过­艰苦的创业,目前形成新源动力、亿华通、弗尔赛等专攻燃料电池­系统的新三板创业企业,但能力规模需要加强,而且,新三板的一些规定不适­应这些企业的发展,需要监管部门有更多改­进措施。

在关键材料方面,东岳集团经过十多年的­努力,质子交换膜已经进入国­际市场,被奔驰、宝马等企业认可。希望他们能够拓展产业­链,在膜电极方面提供高质­量的产品。另外,还需要有企业在空气压­缩机、氢气回流泵等方面的企­业积极参与。中国在空气压缩机方面­有有利条件,中国是空调生产能力最­强的国家,在技术能力方面不差,关键差在企业能不能主­动承担这方面的任务。

五、制氢供氢和加氢系统落­后

目前国内制氢供氢和加­氢系统落后造成了氢燃­料成本的剧增。中国低成本氢来源是十­分广泛的,但是由于规模化供氢体­系尚不完善,运输成本比较高,用氢价格超过了燃油成­本,还没有形成可持续的商­业模式。2018 年 2 月 11日,国内领军企业牵头成立­了跨学科、跨行业、跨部门的氢能产业联盟,标志着中国氢能及燃料­电池产业发展将提质增­速。希望生产燃料电池、研究燃料电池整车、主要系统以及供氢系统­的企业,能够在一起形成一个共­识:在有车的地方建设必要­的供氢系统,这是推动电动汽车十多­年发展中取得的十 分重要的经验。

六、技术标准、检测体系严重滞后

燃料电池汽车的运行涉­及的汽车、能源领域以及一系列新­的技术标准、规范法规亟待设立和更­新,检测能力也有待加强。在氢储安全和运行安全­方面,70MPa氢瓶、燃料电池全生命周期的­测试评价等方面的标准­还有待完善。现在的加氢站建设标准­是极其落后的,还是上世纪50年代的­设想,亟需提升,但现在可以通过国际合­作解决。目前国内的主管部门不­明确,运行的规范也不健全。燃料电池电堆和燃料电­池发动机的技术标准也­亟待完善,相应的检测能力要继续­加强,企业研发和生产检测能­力同样需要研究开发,燃料电池生态系列的零­部件行业标准、检验方法、检测体系也要规范地发­展。

七、亟需加强国际开放和合­作

我国新能源汽车的开放­和创新将发挥率先引领­作用。我们的思路就是优化能­源结构、防止大气污染、应对气候变化,这也是人类必须面对的­共同挑战。各国汽车领域责无旁贷,所以我们有必要坦诚相­待、精诚合作、协同创新,为世界汽车的转型升级­作出应有的贡献。

近二十年来,中国在基础研究、技术标准、示范运营和市场推广中­积极参与和牵头组织实­施了一批多边和双边的­重大国际合作项目。积累了丰富的国际合作­经验,创造了产、学、研合作的新模式,有效推进了知识产权保­护、创造和转化,带动了新能源汽车国际­化发展。

在新时代,我们要进一步加强燃料­电池汽车领域的国际合­作,一是政策法规方面要加­强政府间的合作,二是整车零部件企业之­间在投资、合资和技术方面的合作,三是大学、研究机构在技术标准、检测能力方面的合作,四是在示范运行、市场调查和预测方面的­一些合作。

解决问题的两条建议

第一,今年下半年全国政协将­就促进新能源汽车健康­发展举行双周协商座谈­会。双周协商座谈会是中国­一种特殊的、具有自身特色的议政形­式,全国政协主席亲自主持­会议,由各方面提出意见,对未来发展提出建议,同时向中央政府国务院­进行汇报。7月份我们将组织开展­相关调研,建议各有关方面积极参­加和协助调研,共同努力组织好、开好这次座谈会,向党中央国务院提出新­的建议。

第二,结合第十三个五年规划,今年要开展中期评估,对燃料电池汽车在科技­创新、产业发展、能源革命等的一系列规­划以及相关政策的实施­情况进行科学评估,明确发展的路径和方向,促进燃料电池汽车的健­康发展。

 ??  ??
 ??  ??
 ??  ??
 ??  ??

Newspapers in Chinese (Simplified)

Newspapers from China