“2040年,主要產油國都只能保證本國消耗,2080年,全世界的石油可能就用光了,到時候用什么動力是值得我們思考的?!?/p>
在石油緊張信號頻發的背景下,燃料電池因其綠色、高效、無污染的特點,被認為是汽車能源的終極方案。5月11日,上海交通大學燃料電池研究所所長章俊良在2019第十一屆中國汽車藍皮書論壇上,就車用燃料電池未來發展前景和大規模產業化的難點問題發表講話。
各國禁燃
全球能源動力界聯手同行
環境污染早已成為全世界共同關注的問題,近年來,各國已針對不同情況、不同程度的污染排放制定了相應的法律法規。
為進一步緩解環境壓力,各國能源動力界意識到,只有新能源技術才能從根本上解決這些排放問題。2017年,世界各國紛紛提出禁售燃油車的建議,研究制定傳統燃油車停產停售時間表成為國內外的一大趨勢。目前,世界上很多主流車廠已停止對燃油車的研發,轉向對電動汽車和燃料電池汽車的研發。
誰更合適
燃料電池PK鋰電池
新能源汽車到底應選擇燃料電池汽車還是鋰電池汽車,這是全社會共同關注的問題。
首先,在里程方面,業界根據兩種材料特征、科學原理已達成共識,即在一定里程范圍內,鋰電池更有優勢,超過一定里程則是燃料電池的天下。具體的分割線要根據技術發展水平、各國汽車政策以及能源相應政策來定。
其次,在成本方面,鋰電池的成本是指數是增加,但燃料電池因只增加氫罐的數量和體積,價格增長還是非常平緩的。其實在過去十年里,燃料電池的成本已經降低了一半以上,在這基礎上,再下降38%,就基本實現了目標成本。當前,影響燃料電池成本的主要因素是鉑載量。過去15年左右,鉑載量已經由1克/千瓦到目前的0.3克/千瓦,下降了70%到80%,如果能下降到0.1克/千瓦,燃料電池車的應用就可以得到全面普及了。根據各機構的預測來看,2030年左右,燃料電池的價格基本與內燃機持平,這也與燃油車停產的時間大致吻合。
再者,從國際燃料電池的研發動態來看,燃料電池車的技術問題及壽命問題基本得到解決。日本車廠、美國通用、德國車廠,都已生產出自己的燃料電池汽車,且動力性和各方面的表現都與燃油車相當。
最后,從國際燃料電池的產業生態來看,日本、美國、歐洲等國家和地區已具備從原材料、催化劑到膜電極,碳紙、電堆到系統非常成熟完善的產業鏈。而中國燃料電池產業鏈任重道遠。
面臨挑戰
加快解決三大問題
中國燃料電池產業目前存在三大問題,一是產業鏈前端殘缺不全。國外燃料電池壽命最低達到5000小時,最高已超過27000小時,我國燃料電池的壽命目前才達到3000小時。而實現5000小時的電池壽命是走向大規模產業化的鐵門檻。
第二是成本不占優勢。目前,我國燃料電池的主要原材料還是依賴進口,成本仍然不占優勢。
第三是投資過多集中于技術集成,尤其是低水平的重復投資現象較多。
中國燃料電池界權威人士衣寶廉院士認為,要實現大規模產業化必須具備四個基本條件:第一,燃料電池壽命大于5000小時;第二,成本售價在不計補貼的前提下,與鋰電池車或燃油車接近;第三,要有廉價的氫氣供給;第四,在有補貼的前提下,整個產業鏈處于盈利狀態。
章俊良認為,目前我國不具備大規模產業化的條件,但可以實現車用燃料電池大規模產業化。這就需要政府加大對燃料電池技術的投入,加強引導和規范,增加研發的經費投入,從而降低燃料電池成本,提高燃料電池壽命。他估計:“如果按照理想化的狀態來看,可能會在2020-2025年之間達到全面產業化的水平?!?/p>
燃料電池汽車產業正在逐步成熟,與發達國家相比,我國的燃料電池核心材料、部件水平、整體壽命還存在一定差距,低成本燃料電池發展主要受制于低鉑、超低鉑的催化劑和膜電極,這些基礎問題和科學問題都亟需解決。
抓住機遇
爭做新能源時代先鋒
新能源汽車將是未來汽車產業的主流。它作為我國的國家戰略,其實不僅僅可以解決燃油能源短缺和環境污染的問題,更關乎著中國能否在這一輪的能源動力革命上占領制高點,這對于我國未來經濟也將產生深遠影響。
觀察能源動力史就會發現,每一代能源革命的成果至少要主導一百多年。從蒸汽機發展到內燃機再到電動化,都經歷了一百多年的歷史?,F在中國的機會來了,新能源時代中國要把握機遇,迎接挑戰,力爭走到全球前列。
(本文根據2019第十一屆中國汽車藍皮書論壇速記整理,未經本人審閱)