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深谈:氢燃料电池是否为汽车“零排放”的关键技术解决方案?

时间:2019-5-10 14:46:35

发展氢燃料电池与发展氢燃料电池汽车并不能画等号!因为氢燃料电池涉及很大应用范围,飞机、火车、轮船、发电、储能等都可以应用,特别是飞机,如同美国布鲁姆能源领导人斯里达尔所说:“燃料电池仍将在汽车工业发展中扮演着非常重要的角色,不应该为电动汽车充电站供电!”

目前国内的《新能源车推荐目录》上共计出现70余款氢燃料电池汽车型,相比2017年增长超过200%;与此同时,上海、广州、武汉、西安、杭州等十余座城市都已出台政策支持氢燃料电池汽车发展,而各地面向氢能源的投资规划已经超过了2000亿元!

然而这一切是不是有点似曾相识呢?

没错,这与之前发展纯电动汽车的套路有点不谋而合!

不过纯电动受困于续航里程、充电时长等痛点,相反恰恰是燃料电池汽车的优势,而且经过多年研发积累,已形成自主特色等技术优势,并先后经历了北京奥运会、上海世博会期间的规模示范运行,实现全谱型汽车“零排放”的关键技术方案。

然而,一切似乎是看上去很美,氢燃料电池所面临的硬伤也不少……

在氢燃料电池要实际投入使用,并不是:2H2+O2=2H2O这个化学公式这么简单,一定要从整个产业链的角度来看待问题,比如其生产、分配、运输、加注等等,这些环节很长、很复杂。

从生产方面来说,燃料电池技术所需要的氢纯度要求非常高,至少要99.99%,其中一氧化碳的浓度要保持10的负6次方以下,否则会让催化剂铂金中毒。

而现在制氢纯度最高的方式是电解水,但成本是煤炭、天然气制氢的2-3倍;虽然工业副产的氢气较多,但是依靠现在的技术,提纯难度很大!

其次,对于氢气的分配、储存、运输等,涉及到大量的基础设施投入和建设,相比电动车简单的建充电桩,明显氢的技术难度更大;用中国科学院院士欧阳明高话:“目前中国制氢是使用的还是一百年前的技术”。

最后,除了氢气这个燃料来源之外,最核心的问题就是燃料电池了!作为一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置的第四种发电技术,目前,国内技术和国外相比,基本上存在代际的差距,落后国外大概5-10年,悲观一点的说,落后20年;比如在金属双极板的流道设计上,中国还是二维平面,而邻国日本已经是三维了。

于此同时,由于膜电极(含质子膜、催化剂、碳纸)和双极板等技术受限,所以国内电堆功率整体密度较低,虽然可以从国外采购,但是最终导致生产成本高。就性价比而言,续航里程在400公里以下,燃料电池相对纯电动是没有优势的,即便400公里以上也没有明显的成本优势。

当然,如果到了更大级别的客车和货车车型,100公里以上的续航里程,氢燃料电池已经比锂动力电池更有优;,特别是到了30吨甚至更高吨位的卡车车型,氢燃料电池汽车只要续航超过75公里,就具有压倒性的优势。

不否认氢燃料电池在某些车型上的优势明显,但氢云链觉得这种优势也有待在产业化成熟之后或许才能得到验证。毕竟氢燃料电池汽车不是孤立发展的,它涉及的上下游产业链比纯电动车更漫长。

总来说,氢燃料电池汽车具有加氢快等诸多优点,但燃料电池的输出受限于众多内在因素,输出特性很软,无法应对剧烈的功率需求变化,而且,频繁的功率变化也会让燃料电池的寿命加速衰减。即便在技术已经比较成熟的日本,也基本是一个刚刚走出实验室的角色。


 
 
         
 
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