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氫燃料電池汽車是負污染

2019-05-10 17:17:07 上海弘竣實業有限公司 閱讀

    我們國家目前的石油對外依存度逐年升高,到2018年對外依存度接近70%,前段時間美國要對伊朗進行石油封鎖,這樣會影響到我們國家的能源安全,特別是石油這么大規模對外依存度。

  前一段時間工信部副部長到廣東做氫能源產業調研發表觀點,我們國家發展新能源汽車是戰略問題,到2018年時候接近100萬輛,對于新能源汽車這幾年鋰電池汽車發展得非常迅猛,當然也帶來了相應的問題。

  我們大家印象非常深刻的是,特斯拉在地庫里自燃,引發周邊燃燒,鋰電池汽車發生燃燒,這樣引發了社會非常廣泛的關注。作為鋰電池,這是汽車行業存在的廣泛共性。

  另外一個方面,現在也是比較難以解決的問題,就是利用電動汽車和廢舊電池進行儲能,我個人的觀點,可能在實際操作當中會面臨很多難度。比如電動汽車拆下來的電池性能參差不齊,集中大規模儲能的時候安全問題會引起更多的關注,一旦出事,會引起更大的問題。

  氫能源其實主要集中在汽車領域,我們國家的汽車保有量非常高,2018年已經達到2.4億輛汽車。汽車在總的環境污染當中占的比例也非常高,我們面對空氣污染問題非常嚴峻。這跟我們國家能源結構密切相關,煤炭占一次能源比例非常高。煤在發電的過程通過燃燒會產生氮氧化物、硫化物、二氧化碳,煤的清潔利用,氫能是很好的方案。

  前兩天我在大同,大同要做“產煤不見煤”新的能源產業的典型,這個確實比較難,而且大量煤的使用量。氫能對于整個產業的一次能源的轉型提供了一種思路,也就是我們可以把煤這樣一種固態燃料變成氫氣固態燃料,用在交通領域,會帶來很大好處。

  因為煤轉化成氫氣過程中,不會有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當中,對于我們改善空氣質量是有非常大的幫助。這是我們氫能產業希望它能達到這樣產煤不見煤的趨勢。

  氫能產業真正引起關注的是我們在交通領域,即汽車領域。目前專注于氫能產業的,從國際上講,國際上主流的汽車生產廠商都在關注,而且已經持續關注20、30年了。

  對于我們國家來說,其實氫氣的產能是非常大的。我們國家到2018年氫氣的產能接近2000萬噸,但是我們這么多的氫氣去到哪里?基本上是作為我們工業過程用氣用掉了,工業合成氨、合成甲醇、石油煉化等于過程中用掉了。

  山西是最大的焦炭生產的省份,生產焦炭的過程中也產生氫氣,也沒有完全用完,可以拿回去,把它燒掉,用它的熱能,但沒有把它真正算成氫能,只作為熱能。真正使用氫氣使用就是航天,利用氫能。但是氫氣整個使用環節當中占的比例非常小。

  氫能和燃料電池密不可分,把氫能作為燃料燒掉,也會產生氮氧化物的排放。但把它作為一個電化學的應用,用在燃料電池上,這個過程就不會產生排放,只有水產生,這個過程是一個完全清潔的。

  燃料電池汽車是負污染

  最近幾年為什么國內對氫能的熱情突然高漲起來,跟國際上氫能汽車產業化進程密切相關。2015年豐田發布了量產車型,受到了業內廣泛的關注。這幾年國家清能產業蓬勃發展,這里要講一講氫能源汽車的好處。

  氫能源發動機其實是具有電池的特點,也具有傳統內燃機的特點,比較了傳統燃油發動機,以及氫燃料發動機兩個系統的對比。散熱系統,有后面的發電系統,是這樣的一個過程。它的核心只是在氣缸、燃油在氣缸內燃燒推動活塞運動產生動能,只要使用空氣作為氧化劑,空氣中的系統,同樣也有散熱系統,后面產生的電能通過變電,供到終端使用端這么一個環節。

  區別是核心的部分只是發動機。這個架構上和我們汽車燃油發動機非常類似,但是它的原理跟電池一樣,是電化學的原理。通過這樣原理,電動汽車相比,它有非常多的優勢。

  與鋰電池車比較,能量密度高,每公斤可以到1KW以上,相對于燃油發電機系統,效率非常高,燃油效率可以到20—30%,燃料電池可達40—50%,能量使用效率上講有優勢。

  當然燃料電池汽車最大的優勢是清潔,它的使用環節是只產生水,叫做零污染,實際過程當中是要使用空氣,空氣含有污染物,包括顆粒物,燃料電池要經過化學工藝,經過加濕,排出的空氣是非常清潔的。這個環節可以叫做負污染的使用。

  從氫氣的產生過程講,即使用煤制氫,也不會產生硫氧化物。回收環節里面主要是固態這樣的物料,不會產生有機物、揮發物這樣的污染,回收也簡單。

  另外兩個優勢,就是相對于鋰電池車而言,一個是它不改變用戶使用的習慣,我們加氣的時間,跟加油是相當的。正常加氫跟加油一樣,特別是駕乘體驗上也是,使用鋰電池車有里程焦慮,或者在北方到冬天不敢開空調,燃料電池車只是氫氣瓶當中氫氣儲量有關系,沒有這樣一些顧慮,中間供暖是使用燃料電池。這些優勢相對于鋰電池車而言,使用上是有一定的優勢的。

  面臨的問題

  氫能源車發展到目前也面臨一些問題,特別是目前成本相對高,跟傳統的燃油車或者跟鋰電池車比,成本高,產業還沒有完全成熟。

  這幾年,國家也在對氫燃料電池車的發展有相當力度的扶持。包括2009年發布新能源汽車補貼的辦法,鋰電池車的補貼和燃料電池車的補貼,但到目前為止還沒有一臺氫能源車拿到補貼。

  目前氫能產業的發展主要集中在幾個大的區域。珠三角、長三角、京津冀、華中地區,山西發展力度也非常大,西部地區也在關于這樣一個產業的發展,也取得了一些成績。

  從整個產業來講,分為上下中游產業。上游包括制氫,中游環節加氫,加氫站的建設,下游涉及氫燃料電池的發展。國字號的大企業紛紛加入到這個產業鏈當中,對這個產業鏈的推動力量非常大。

  目前面臨的另一個難點是加氫站的網絡。車造出來了,加氫站在哪里,如果沒有,用戶很難采購氫能源車輛。如果大量建造這些加氫站,沒有車輛加,加氫站又難以存活下去,是非常大的問題。

  目前在佛山、云浮也存在這樣的問題。有些地方有車輛,已經有布局了,但是加氫站不夠,上海加氫站只有三個,在廣州只有一個加氫站。在佛山和云浮有了加氫站,還沒有車輛布局,這樣商業模式就很難維持下去。好在中國加氫站發展非常快。

  目前我國在建加氫站超過70座。這是非常好的現象,先把加氫站建起來,會帶來第二個問題,我們有加氫站布局了,車輛要相應的進行布局。我們國家布局模式跟西方不同,走商用車先行,先有少量的加氫站,用重卡去布局,會容易解決這個問題。

  整個產業鏈的投資今年非常熱加起來有2000多億。這是2017、2018年氫能源車的數量,總體加起來跟我們上百萬輛鋰電池車相比還是小數。但是這樣一個趨勢也是非常迅猛的。

  我們國家氫能源產業這兩年產業發展非常快,技術上還存在差距,關鍵零部件和材料以及產業化水平存在差距。也存在這樣的一些問題,例如一個產業化總體產業落后,關鍵技術、核心零部件、關鍵原材料還在突破,退出很多車型,這些車型是不是能夠滿足用戶的需求,還需要驗證,壽命都需要驗證。

  從整體發展來看,總體還是向好的。我們國家氫能產業發展市場,到2050年可以達到4萬億。這個產業面臨很多投資機會,包括制氫、儲氫、燃料電池、氫能汽車等,目前都有一些企業玩家在里面。這里也給出一些建議,對于不同的受眾群體,包括地方政府,希望大家不要盲目進入,要有所規劃。


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