中国氢燃料电池技术怎么样(目前国内氢燃料电池做了最好的企业)
氢云观察:氢燃料电池汽车优势明显,为何被市场制约,难以推广?
氢燃料电池车具有三大优势:零排放、降低车企减排压力、单次加氢仅需几分钟,可行驶1000公里、电池寿命长,低温性能适范性强等
4月初,三款氢燃料电池车首次登上《新能源 汽车 推广应用推荐车型目录》,享受每辆车20万-50万的国家补贴,与部分地方政府的等额补贴,总额最高可达售价的70%,补贴力度至少会持续到2020年。
氢云链认为,未来在政策的大力扶持下,这种情况将会有所改善!
但是目前,氢燃料电池技术研发还是遇到较大困境,核心零部件技术研发难度大!如:高压储氢罐研发难度大、氢燃料电池多项关键技术还未突破、零部件国产化程度低等, 除此之外,制氢成本和用车等困境也是面临推广较大难题。
但氢云链认为:真正 制约氢燃料电池真正走向实用、走向市场、走向大众生活的障碍是经济规模的制氢、加氢技术及其 社会 普遍度、技术上(电堆和整车技术)的可靠性等。其中加氢网络是基础设施,是普及氢能应用的基础。
短距离运输长管拖车气态氢气运输最经济,300公里以上液氢槽车运输更经济:氢气运输的方式包括气态氢气输送、液态氢气输送和固态氢气输送。前两者将氢气加压或液化后再利用交通工具运输,这是目前加氢站比较常用的方式,固态氢气输送通过金属氢化物进行运输。如果考虑氢气液化装置的投入、液化能耗等等因素,气态氢气的运输最经济,长管拖车气态氢气运输成本最低可以达到50公里2.3元/kg,折合为46元(吨·公里),/当运输距离超过300公里,液氢槽车运输变得更经济。
国内加氢站核心设备基本依赖进口,加氢机有望最先国产化:
加氢站与现有较为成熟的压缩天然气(CNG)加气站相似,主要设备包括卸气柱(站外制氢加氢站)、压缩机、储氢罐、加氢机、管道、控制系统、氮气吹扫装置、放散装置以及安全监控装置等等,无论是站外制氢加氢站还是站内制氢加氢站其核心设备都是压缩机、储氢罐和加氢机,它们分别占到加氢站建设成本的30%、11%、13%,目前国内加氢站核心设备基本依赖进口,加氢机已有国内公司取得突破,有望最先实现国产化。
国内加氢网络建设还处于起步阶段,可以借鉴国外经验:
起步阶段主要通过政府政策引导、以及政府示范项目示范;进入商业化运营后,加氢站的建设应以主要城市为中心,然后再在连通主要城市的交通干道(高速)上建设,形成初步的氢能高速路(网络);在规模经济显现前,适当的补贴政策是必要的;相关标准成熟后,应该鼓励产业资本(民间资本)参与建设加氢站;加氢站降成本方面,除了技术革新之外,应该充分考虑油气综合加注站。
总体而言,氢燃料 汽车 的发展前景广阔,各方企业和政府不断布局,产业链加速筹备,是未来的朝阳产业。但是氢能、氢燃料电池的产业化、商业化、生活化之路还很漫长。
据报道,目前国内已有企业成功研发了燃料电池质子交换膜,解决了氢燃料电池核心零部件的供给问题,而多家企业正在研发的70MPa储氢罐也即将具备量产的能力。
另有北京大学、中国 科技 大学的科研团队,分别研发出了不使用铂的燃料电池催化剂,极大降低了成本的同时有效提升了催化剂活性。
氢云链总结:
现在氢燃料电池 汽车 面临的问题正在变得越来越好,政策越来越明晰,产业链企业实力大幅提升,地方政府积极性越来越高。同时,氢燃料电池 汽车 的市场认可度也在提升,推广步伐在加快,产业态势正在步入一个良性循环。
风险提示:
1)加氢站网络建设不达预期;2)加氢站关键设备国产化进程不达预期;3)产业政策和补贴政策波动风险;4)燃料电池成本下降不及预期等。
锂电池涨价,新能源如何发展?氢燃料电池会是好选择吗?
氢燃料电池更有前景,锂电池有污染,氢燃料电池通过氢氧结合产生动能,无污染。锂电池和氢燃料电池各有优缺点。细分下来,两者在充电/加油时间、污染程度、续航里程、充电站成本、电池成本等方面各有优势。例如,氢燃料电池只需几分钟就可以完成充电,但即使锂电池过度充电,通常也需要一个多小时。比如特斯拉V3过充,虽然可以有极快的充电速度,但不代表一般情况。
作为电动车的电池,经过几代的发展,最开始是铅酸电池,然后是镍镉和镍氢电池,最后是锂电池。这说明锂电池确实是独一无二的。从能量密度、比功率、循环寿命来看,锂电池是最好的选择。但目前最好的锂电池也只能达到500公里左右的续航,这还是在理想工况下,达不到燃油车的水平。开发新型电池是新能源汽车不可回避的任务。
与锂电池相比,氢电池的优势之一是能量密度。压缩氢气的能量密度接近每千克40kWh,比汽油高好几倍。锂电池每公斤只有0.278千瓦时,大部分是0.167千瓦时,氢能的能量密度是锂电池的239倍,所以这方面的优势是滚动的。另一个优点是重量轻。同样的500公里续航,氢电池对车重影响不大,锂电池车比较头疼。比亚迪唐的原型车是S6,重1.6吨。
改造成锂电车后,电池超过200公斤,为此需要加强车身结构,形成恶性循环。因为能量密度低,需要大容量锂电池,车重增加会降低电池寿命。因此,为了达到目标电池寿命,需要增加锂电池的容量。污染程度和续航里程就不用说了,是氢燃料电池的优势。锂离子电池一直难以突破续航里程的瓶颈,同时也带来了污染。但由于锂电池更加成熟,其充电站成本和电池成本远低于氢燃料电池。根据研究,一个加氢站的建设成本约等于五个锂电池充电站的建设成本(不包括后期维护)。
氢燃料电池的发展现状和前景,连丰田都决定放弃氢能源
相关技术及市场仍不成熟
氢燃料电池燃料能量密度最大,高于锂离子电动车及燃油车,能效比上占据优势。考虑全生命周期后,能源效率约为29%,高于锂离子电动车的28%及燃油车的14%。在续航方面,氢燃料电池汽车传统燃油车相似,续航里程约在600公里左右,优于锂离子电动车;此外氢燃料电池汽车还具有无噪音,充能时间短,耐低温,事故严重性小等优点。
然而目前,氢燃料电池汽车在中国市场刚刚起步,技术和市场仍不成熟,处于幼稚期,未来发空间巨大;且氢燃料电池汽车应用领域不具有普适性,这也是未来氢燃料电池汽车技术需要革新和研究之处。
产量受到疫情影响严重
根据高工产业研究院(GGII)的数据显示,2016-2020年中国氢燃料电池汽车产量逐年上升,受到疫情影响,2020年产量下滑至1199辆。这表明中国氢燃料电池汽车市场正在成长,产量的增加一定程度上代表了市场需求增加。未来,氢燃料电池汽车的发展前景较好。
市场进入商业化初期
2016-2020年,中国氢燃料电池汽车保有量逐年上升,受到疫情影响,2020年销量有所下滑。截止2020年底,我国氢燃料电池汽车年销量1177辆,保有量7352辆,标志着我国氢燃料电池汽车正在逐渐被市场认可接纳,氢燃料汽车进入商业化初期。
商用车是研发方推广重点
与海外专注于氢燃料电池乘用车的量产不同的是,我国将研发和推广重点放在商用车上。2020年,我国燃料电池汽车销量中,全为商用车。其中,客车销量占比达98%,货车销量占比为2%。截至2020年底,我国氢燃料电池车累计行程超过1亿公里,以氢燃料电池物流车和客车为主。
政策指引保驾护航
中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》是为我国氢能发展道路提出了更为明确的要求与指引。随着国家“碳中和”、“碳达峰”任务的推进,氢能这一绿色能源受到国家的重视和大力推动。未来目标中就风光能电解水制氢,加氢站等基础设施建设,氢燃料电池汽车等进行了详细规划。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院《中国氢燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
氢燃料电池技术储备不足,“备胎上位”道阻且长
近日,国务院常务会通过了《新能源 汽车 产业发展规划》(以下简称《规划》),《规划》中指出将加强充换电、加氢等基础设施建设。氢燃料电池 汽车 拥有加氢快、续航长、环保(排放物仅为水)等优势,得到推广不足为奇,在全球范围内,都有宣布氢燃料电池 汽车 发展规划的车企和政府机构。
前段时间,上汽集团发布“氢战略”,计划在2025年前,推出至少10款燃料电池整车产品。长城 汽车 基于“柠檬”平台打造的第一代FCEV将于2021年推出,第二代FCEV电池系统计划于2023年推出。日本、欧美国家均有发展氢燃料电池 汽车 的政策规划出台,千呼万唤的氢燃料电池 汽车 ,似乎就要出来了,然而深入分析发现并非如此。
2015年,在《中国制造2025》中提出:规划到2020年,规模推广氢燃料电池 汽车 5万辆;2030年,车辆商业化运营达到100万辆。对此清华大学教授、清华大学 汽车 研究所所长陈全世表示:当前国内氢燃料电池 汽车 仅几千辆,2030年想要实现100万辆的目标非常困难。
氢燃料电池 汽车 为何发展如此缓慢?陈全世认为核心原因是技术储备不足:“当前氢燃料电池 汽车 的技术储备,不足以支撑大量推广,而且加氢站的建设依赖进口,配套设施也跟不上,加氢站产业园的建设最终会难以收场。”
国内技术储备不足,借助国外氢燃料电池 汽车 的先进技术是否可行?毕竟在《规划》中也提到:鼓励加强新能源 汽车 领域国际合作。不过现实还是很骨感,“在全球范围内,氢燃料电池 汽车 都没有形成批量推广的规模,即便是像丰田这样的氢燃料电池 汽车 先锋,目前在全球范围内也仅售出8000辆MIRAI(2014年-2019年)。”陈全世表示。
政府与车企也明白氢燃料电池 汽车 的当前现状,在2019年12月3日,工信部发布的《新能源 汽车 产业发展规划(2021-2035)》(征求意见稿)中显示:至2035年,燃料电池 汽车 可实现商业化应用。长城 汽车 也计划同步发展气氢与液氢的终端应用以及基础设施建设。
中汽联高级顾问、中国 汽车 资深专家陈光祖曾表示:“未来新能源的发展不局限于电能,氢能、太阳能等都属于新能源。”而从当前国内氢燃料电池 汽车 规划来看,新能源可分为两种:电能和其他能源。
粗略估计,国内政府已发放新能源 汽车 补贴大约为三千亿,而对于燃料电池 汽车 ,则采用“以奖代补”的形式,以城市为单位进行申报,进行申报的城市在示范期内必须达到规定要求,才能获得奖励积分,奖励总上限为17亿。可见相比电动车型,氢燃料电池的待遇可以说是备胎级别。
在日本,由国内 汽车 龙头企业主导氢能产业、配套企业参与的全产业链发展模式,但氢燃料电池 汽车 的补贴大约为整车售价的1/4,这一补贴在日本市场并没有太大吸引力,这也就能很好解释,为什么丰田开始将燃料电池的功能延展至商用 汽车 和船舶领域,并在北京与中国五大 汽车 集团和亿华通成立了合资公司。
韩国和日本一样,但补贴数额巨大,韩国燃料电池 汽车 补贴比例超过售价的60%,加氢站补贴达建设费用的50%。这场“豪赌”让韩国燃料电池 汽车 在2019年全球销售4987辆,超越日本成为世界第一。
可见氢燃料电池 汽车 的发展,需要大量成本的投入,而国内氢燃料电池可能不会再出现当年纯电动 汽车 的“疯狂补贴”时代。
据中汽协数据显示,今年9月新能源 汽车 销量为13.8万辆,环比增长26.2%,同比增长67.7%;1-9月累计销量73.4万辆,同比下降17.7%。下行的新能源 汽车 市场,还需要缓慢退坡的补贴扶持,也就是说未来大量补贴预算还得用在新能源 汽车 (纯电+插混)上,能够用在氢燃料电池 汽车 上的就所剩无几,政府支持氢燃料电池 汽车 的发展,但无法给予更多帮助,而且在前几年的“骗补”阴影下,发放氢燃料电池 汽车 补贴时,政府也会更加理性。
心有余而力不足,是氢燃料电池 汽车 雷声大雨点小的关键原因,而从另一个角度思考,去补贴化的氢燃料电池 汽车 的发展成型,需要 汽车 行业内全产业链的共同发力,车企之间也必须加强合作,其结果必然是 健康 的,有含金量的。不过综合整体现状来看,这一天离我们似乎还很遥远。
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