?燃料電池客車商用 成本是關(guān)鍵
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- 發(fā)布時間:2017-12-04 14:42
新能源汽車已經(jīng)成為各國轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟(jì)、實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略選擇。在每個國家的新能源汽車規(guī)劃里都包含了燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃,特別是日本在燃料電池汽車方面有非常明確的技術(shù)路線圖,并且已經(jīng)取得了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展。
從我們國家最新公布的補(bǔ)貼政策來看,也提到了燃料電池汽車的補(bǔ)貼。在國家規(guī)劃方面,新能源汽車路線圖明確了我國氫能與燃料電池的戰(zhàn)略規(guī)劃。在技術(shù)方面,技術(shù)路線圖明確了燃料電池系統(tǒng)、整車發(fā)展技術(shù)路線,將逐步提高系統(tǒng)性能、延長壽命、降低成本。
氫能可以通過可再生能源制氫,包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?,各種能源可以支撐氫氣,未來氫氣將會成為重要的二次能源的載體,給汽車、飛機(jī)、船舶以及工業(yè)領(lǐng)域提供能源。
氫能在全球應(yīng)用很多,每年產(chǎn)能是140億方,銷售額20億歐元,約合153億人民幣,所以未來氫氣大批量使用以后,成本可以降到很低,在12米公交車上,每公里使用的氫氣大概在1.1元,純電動客車基本上每公里需要1度電,1度電的成本也在0.8元到1元左右。
最初我們應(yīng)用的能源機(jī)的汽車是百分之百的燃油車,在發(fā)展過程中,逐步增加了動力電池,進(jìn)一步增加電機(jī)的功率,變成中混系統(tǒng),到現(xiàn)在我們推廣的是深混系統(tǒng),再進(jìn)一步就是沒有發(fā)動機(jī),不用化石能源,全部是動力電池,之后發(fā)展就是動力電池減少,增加能量型電池,最后一步就是功率型的,像豐田車上大部分的功率型車輛都是由燃料電池來提供的。
燃料電池汽車相比于傳統(tǒng)燃油車和純電動汽車,具有這兩種汽車所有的優(yōu)勢,同時也避免了傳統(tǒng)燃油車溫室氣體排放等缺點。
基于以上的分析,在國際上包括豐田、本田、現(xiàn)代都推出了量產(chǎn)版的燃料電池汽車,國際主流汽車廠持續(xù)關(guān)注燃料電池汽車,多家車企推出了量產(chǎn)計劃。在美國使用最長的燃料汽車已經(jīng)達(dá)到了2.6萬小時的壽命。
燃料電池汽車未來有著廣闊發(fā)展
前景。首先,在成本方面,成本是燃料電池汽車推廣的一個最大因素。根據(jù)供應(yīng)商的報價情況,當(dāng)前的成本比較高,特別是2015年到2016年的時候,每千瓦的成本在1.8萬元左右,2017年2018年的成本可以降到1萬元左右,這里面最大的成本就是電堆的成本,另外就是空氣系統(tǒng),這是未來我們要降成本的方向。每個關(guān)鍵零部件隨著批量增加,成本可以大幅降低。
壽命是另外一個重要的制約方面。
2015年到2016年,國內(nèi)燃料電池系統(tǒng)壽命為4000小時,而國外超過1萬小時,預(yù)計國內(nèi)系統(tǒng)壽命2020年突破2.8萬小時,這個是我們要實現(xiàn)的目標(biāo)。到2020年,如果達(dá)不到這個目標(biāo)的話,燃料汽車在客車上推廣應(yīng)用就很難達(dá)到整車使用的需求。
到2025年達(dá)到5萬小時的壽命,基本上可以實現(xiàn)15年的使用要求,這個要求來自于現(xiàn)在出口到法國巴黎的純電動車的電池壽命是15年,到2025年,我們希望燃料電池的壽命能夠達(dá)到5萬小時。
對于低溫啟動,目前國內(nèi)已經(jīng)可以達(dá)到零下10度,上汽也測試過,可以達(dá)到零下20度,我們希望2020年能夠?qū)崿F(xiàn)零下20度,2025年實現(xiàn)零下23度的低溫啟動性能。
燃料電池動力系統(tǒng)包括了燃料電池系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、動力電池以及儲氫系統(tǒng),能量密度取決于系統(tǒng)的構(gòu)型,這主要是根據(jù)現(xiàn)在匹配的情況來做的預(yù)計。
關(guān)于氫氣的成本,目前氫氣的成本大概是每輛車使用氫氣的成本每方6元。隨著氫氣量的增加可以降低3-4元,大批量使用后可以降到1.5元每方以下,這樣的話,公交車運營成本就可以從現(xiàn)在比較高的每公里4元左右降到1元左右,12米的公交車、柴油車每公里的運營成本在2元左右,如果降到每公里1元就可以和純電動車競爭了。
安全方面也是大家比較擔(dān)心的,氫氣的安全性也是一個非常重要的方面。在爆破方面,35兆帕的氫瓶壓力不小于20兆帕的,正常使用基本上達(dá)不到這個壓力,我們先后做了疲勞試驗、爆破實驗、火燒實驗、槍擊實驗,都是可以保證整車的安全性。
我們在整車上面進(jìn)行了火燒氫瓶的實驗,在爆炸泄漏的安全性方面,我們只要做合理的檢測,進(jìn)行預(yù)警、報警、通風(fēng)設(shè)置,是可以保證安全性的。宇通客車從1997年上市以來實現(xiàn)了快速發(fā)展,復(fù)合增長率達(dá)到26%,2016年銷售7萬多輛客車。在新能源客車方面,截至2016年12月,宇通節(jié)能與新能源客車已經(jīng)在國內(nèi)290多個城市累計推廣5萬多輛,現(xiàn)在接近7萬多輛,其中2016年推廣節(jié)能與新能源客車25286輛,國內(nèi)市場占有率行業(yè)第一。
1999年開發(fā)第一款純電動客車,2014年我們建立了國家電動客車電控與安全工程技術(shù)研究中心,2015年獲得了國家科技進(jìn)步獎,也得到了國家的認(rèn)可。
在新能源客車方面,我們制定了“五三五”的技術(shù)路線。重點突破電機(jī)驅(qū)動、整車控制、充電技術(shù)、電動化附件等。在燃料電池方面,我們最早是2009年開始研發(fā)燃料電池客車,2012年組建了燃料電池客車研發(fā)團(tuán)隊,自主研發(fā)燃料電池電-電混合技術(shù)、整車控制技術(shù)等多項核心技術(shù),2014年通過了國內(nèi)首個燃料電池客車資質(zhì)認(rèn)證?,F(xiàn)在正在開發(fā)第四代燃料電池客車。
我們開發(fā)的三代燃料電池客車,一開始是小功率的,隨著系統(tǒng)的進(jìn)步,逐步增大燃料電池的功率。未來我們開發(fā)的燃料電池功率要達(dá)到能量型燃料電池的要求。這種燃料電池客車的優(yōu)點包括加氫時間短、智能化控制、續(xù)駛里程長等。
下一步重點是做示范運行。燃料電池客車的推廣要像原來我們做純電動汽車一樣,做區(qū)域范圍內(nèi)小批量的示范運行,提高整車的可靠性,我們的規(guī)劃要結(jié)合第三期的GEFUNDP,促進(jìn)中國燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展,逐步在更大的區(qū)域推廣應(yīng)用。
在氫氣的規(guī)劃方面,包括從制氫、運氫到加氫,一步步相應(yīng)的規(guī)劃。近期和中期以工業(yè)副產(chǎn)氫、煤制氫為主支撐燃料電池車推廣。運輸氫氣也是氫氣使用的一個重要因素,現(xiàn)階段主要用氣氫拖車,未來可以用液氫罐車和固態(tài)儲氫來提高效率、降低成本。我們在鄭州也建立了中原第一座加氫站,主要設(shè)備數(shù)量12臺,已經(jīng)獲得了國家400萬元技術(shù)補(bǔ)貼。(李飛強(qiáng))
