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欧阳明高:氢燃料电池更适合长途重型商用车

  第二届须弥山会议现场。中国科学院、清华大学院士教授欧阳明高发表题为《新能源汽车技术热点回顾》的演讲。以下是欧阳明高关于氢燃料电池演讲的节选。

  关于氢燃料电池,这也是一个热门话题。

  首先必须肯定燃料电池发动机已经取得了重大的技术进步。今年春节后我去了丰田,丰田对我们很开放。因为我们清华丰田研究院即将成立,我们将在这方面进行全方位的合作。

  我的判断是,燃料电池发动机技术将在三到五年内成熟。虽然与国内还有差距,但我们进步很快。我们现在吸引了很多资源,大家都来中国,所以前景是非常好的。用五年左右的时间,我们应该能够达到国际先进水平的发展速度。

  车用储氢问题相对较多。

  目前车载储氢主要是70兆帕氢气瓶,这是汽车储氢的主流技术。它的储氢体积能量密度是多少?每升约0.8千瓦时。正如我刚才所说,锂离子电池也是如此。单颗锂离子电池的体积比能量也可接近800瓦时/升。也就是说,储氢和储电的体积能量密度大致相同。

  当然,我刚才说的是单块电池。如果是电池系统的话,就差不多一半了。但因为氢存储的能量大约是纯电能存储的两倍。为什么?因为燃料电池的效率约为50%。对于纯电动汽车来说,不存在这样的问题。电池发出的电直接供给电机,因此储电和储氢是等效的。

  有问题。燃料电池汽车的总量将大于纯电动汽车。因为燃料电池动力系统不仅有储氢瓶,还有燃料电池发动机和辅助电池。因此,燃料电池汽车的尺寸是一个挑战,特别是对于紧凑型汽车。当然,这对于SUV来说可能不是问题。

  对于重型卡车来说,还有一种使用液氢的可能性,但很难用在汽车上,因为汽车往往要放在地下车库,液氢会蒸发。

  此外,关于成本,目前储存一公斤氢气的70MPa IV型瓶的成本约为1000美元。计算一下,储存一千瓦时的氢能成本约为200元。如果有效能量为每千瓦时400元,这相当于十辆纯电动汽车发展初期,电池比例约为1/8。与目前的电池比相比,约为1/3,具有成本优势。

   因此,燃料电池汽车加氢一次的续驶里程更长。如果短一点,成本肯定会比纯电动车高。汽车至少需要行驶500公里,卡车至少需要200公里才能平衡,因此适合长途重型大型车辆,例如商用车。

  我国燃料电池汽车以商用车为主。目前保有量达3500辆,位居全球第一。

  我们现在面临的挑战是氢能源技术落后于燃料电池技术。碱性电解槽水电解制氢、压缩制冷、液化等氢能技术都是很早发明的技术,成本高、效率低。这在化学工业中还好,但在汽车领域并不理想。汽车是成本敏感型产品。

  现在如何解决成本问题?我们只能利用废物,比如无法并网的风电、无法利用的水电,用这些电来生产氢气,或者利用化学副产品氢气。这在经济上是可行的。

  但从长远来看,我们仍然需要开发新一代的制氢技术。科学层面已取得一些突破,但预计新一代高效低成本制氢、氢气运输、储氢技术逐步落地还需要10年时间。成熟。这中间的十年应该是一个过渡。

  为什么氢气这么热?让我给你一个解释。因为化工行业、钢铁行业、能源行业、煤炭行业、石化行业都与氢有关。钢铁焦化产生氢气、化工氯碱生产副产品产生氢气、煤气化产生氢气、石油炼制使用氢气等。

  这些行业目前属于国家供给侧结构性改革抑制产能的部分行业。这些产业规模约为汽车产业的三倍,这意味着产值约为30万亿甚至更多。仅化学石化行业产值就达15万亿左右。对于如此大的产业来说,氢能是寻找绿色发展、转型升级出路的必然选择。

  总之,氢能产业链很长,利益相关者很多,从业人员也很多。当然,这对于推动行业发展是非常有好处的。

  对于燃料电池汽车未来的发展前景,我还是坚持现有的判断。 2020年,车辆保有量约为5000-10000辆。到2025年,预计将达到50,000-100,000辆。 2030年的目标是达到100万辆汽车。请注意,这是库存车辆数量,而不是当年的产量。

  这是2016年节能与新能源汽车技术路线图研究的结果。 2019年新一轮技术路线图修订开始,我目前判断这个数字基本还是一样。氢能要实现大发展,不能仅仅聚焦于汽车行业,而必须瞄准整个能源化工行业,让氢能在更多领域发挥作用。

  我们的新能源汽车涉及三大领域。混合动力的核心仍然是热机,本质上是热能工程(简称热工)领域。主要带动传统汽车产业转型升级。

  本次大会的主题“新能源汽车智慧能源”,更聚焦于智能纯电动动力系统。它本质上属于电力与电子工程领域(简称电工)。它给交通和电力行业带来了更大的颠覆性影响。种类。

  氢燃料电池本质上属于能源化工(简称化工)领域。它是传统能源化工产业转型升级与燃料电池这一能源领域新兴高新技术产业的有机融合。