通过燃料电池转化成电能,浅谈中国在氢能道路上的抉择

广东合即得

能源无疑是当今全世界共同关注的一大话题,受全球能源消费量不断增长和能源消耗导致的环境问题和气候问题成为人们挥之不去的痛。氢能具有热值高,清洁无污染,来源丰富等特点,演绎了自然物质循环利用、持续发展的经典过程,被公认为是人类最理想的能源。在氢能利用的方式中,只有通过燃料电池将其直接转化成电能才是最安全高效的方式,因此燃料电池一直以来备受推崇。燃料电池在不同领域的应用和推广状况直接影响氢能时代的到来,燃料电池技术也被认定为未来改变人类生活的十大高新技术之一,将成为解决石油危机的最佳途径。

其实氢燃料电池已不是什么全新的技术,20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。波音公司于2008年4月3日成功试飞氢燃料电池为动力源的一架小型飞机。

在能源消耗量最大的汽车领域,越来越多的有识之士认为,氢燃料电池汽车作为一种真正意义上的“零排放,无污染”载运工具,是未来新能源清洁动力汽车的必然方向,氢燃料电池汽车研发与量产,必将成为全球汽车工业领域的一场新革命。2015年初,丰田汽车公司的燃料电池比功率达到了3.1kW/L,并宣布 “未来”氢燃料电池车实现商业化,进入了商业推广阶段,其后,本田与现代也推出了燃料电池商业化车。

近日印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》对燃料电池车的发展寄予更高期望,与“十二五”规划相比,新规划重点提到:要系统推进燃料电池车的研发与产业化;推动高性能低成本燃料电池材料和系统关键部件研发;推动车载储氢系统以及氢制备、储运和加注技术发展,推进加氢站建设。规划还明确,到2020年,要实现燃料电池车批量生产和规模化示范应用。另外,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委联合发布了《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,规定:除燃料电池汽车外,各类车型2019—2020年中央及地方补贴标准和上限,在现行标准基础上退坡20%,可见我国政策扶持方面倾向于发展燃料电池车。

氢燃料电池汽车的普及必须要有足够的加氢基础设施,你周围必须要有足够的加氢站,你才会去购买使用它。目前,中国制造这样一辆燃料电池车的成本大概在100万人民币,建一个加氢站大概需要1000万以上的费用,国家虽然已经明确规定了相当可观的补贴,但是目前并没有真正能够推动氢燃料电池汽车产业的发展,化石燃料时代怎么向氢燃料时代的过渡。大家还没有找到切实可行的路径,也有一大批人把目光转向了甲醇,认为可以甲醇可以作为一个媒介从而进入氢能时代。

甲醇是液体燃料,相比于氢气,廉价、易得、便于储存和运输。利用甲醇作为氢能的转换媒介,其实就是在氢燃料电池的基础上,增加了一个现场制氢的装置。这个装置就叫重整器,重整器相当于一个浓缩的小型化工厂,可以把甲醇里面的氢提取出来。这种做法在固定式燃料电池中已经被广泛应用,然而国外研发燃料电池汽车的大车企大部分都没有走这条路线,因为如果要把这一整套设备放在车上,就要解决重整室小型化的瓶颈,很多专家和学者都认为甲醇现场制氢难以实现小型化,放在汽车上更是不可能做到的事情。

在新能源的发展上,有电动车和燃料电池汽车之争。在氢能源的发展道路上,也存在着是先进入甲醇时代还是一步到位直接迈向氢经济和氢能时代。

这个问题的利弊和答案,对于不同的国家明显是不同的。按笔者理解,美国应该进入天然气时代,中国可以进入甲醇时代,欧洲发展电动车,日本直接进入氢能时代。中国汽车行业和燃料电池行业应该集中力量去发展重整器和增程电动车。在一个成熟的纯电动车(150公里)上,增加一个5到15千瓦的甲醇重整制氢燃料电池增程器,或者直接将现场制氢的重整器和燃料电池一起放在电动车上,既不需要加氢也无需充电。通过这两种技术都可以彻底解决纯电动车的续航问题,如此一来,中国的汽车工业就有望弯道超车,自主和腾飞啦!

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