氢电互动,纯电动加注“燃料”续航

 

“中国政府高度重视能源结构调整,风电、太阳能等出台了一系列政策,并加强了基础研究和产业发展。同时我国还建立了...



“中国政府高度重视能源结构调整,风电、太阳能等出台了一系列政策,并加强了基础研究和产业发展。同时我国还建立了世界上最大的风光储输示范工程,变间歇式为可持续。”全国政协副主席、科技部部长万钢表示,2015年我国风电累计装机量129GW,光伏累计装机量43GW,风电和光伏发电量222.5TWh,全部位居世界首位。“按照我们在巴黎峰会上的承诺,非化石能源要在2030年占到能源总量的20%,我们还需要把这些世界第一再翻上两番。”能源结构的变化为中国汽车的发展,以及汽车能源的供给提供了保障。目前运行我国50万辆电动汽车保有量的电能仅占风光发电总量的3%,近几年来我国工业用电,以及火电、水电上网小时数都明显下降。除了供能,电力企业的能源储备还能为新能源汽车做什么?“电力可以跟新能源汽车结合做氢气。”清华大学汽车工程系教授李建秋表示,以氢燃料作为增程器的纯电动车也将成为我国新能源汽车未来发展路径之一。

新能源汽车是汽车产业转型升级的战略要求,也是外部能源环境倒逼的必然走向。同时新能源汽车也承载着节能环保的社会责任。那么我国燃料电池汽车发展现状如何?“十三五”发展规划中,燃料电池汽车又占据什么位置?未来我国燃料电池汽车和增程式电动车又要遵循怎样的发展路径?

我国燃料电池汽车发展现状

我国新能源汽车在全球已占据半壁江山。2015年全球销售新能源汽车64万辆,其中,中国占比超过50%,首次超过美国销量居全球第一。工信部统计数据显示,2015年各类新能源汽车总产量为37.9万辆,新能源汽车年销量在新增汽车销售量中的占比首次超过1%,单月最高占比达2.9%。去年纯电动乘用车累计销量超过14万辆,其中微小型纯电动轿车达到85%。而中高级纯电驱动乘用车以插电式为主。2015插电式混合动力乘用车销量接近6万辆,占中级新能源乘用车的82%。

在纯电驱动和插电式混合动力蓬勃发展的态势下,增程式电动车和燃料电池汽车却尚未发展起来。从2003年开发第一辆燃料电池汽车以来,我国在燃料电池汽车领域投入持续不断,并从高校组织开发逐渐进入到企业。“从现在来看,混合动力正在从过去重度混合向插电式混合动力迈进,今后向增程式发展,电机将变成发电系统。燃料电池也出现了两个方向,一个用燃料电池作为主动力,另外一个用燃料电池作为增程式混合动力源。”万钢表示,“在纯电动快速发展的情况下,完全可以考虑用燃料电池弥补短板,现在插电式混合动力还有部分排放,将来我们就可以用燃料电池补充其短板。”

“十三五”新能源乘用车发展展望

为推进“十三五”《新能源汽车》科技专项重点任务落实,我国将在动力电池与电池管理、电机驱动与电力电子、电动汽车智能化技术、燃料电池动力系统、插电/增程式混合动力系统和纯电动力系统集成6个创新链,涵盖基础理论、核心技术和支撑平台三大维度,开展总计38个重点研究任务,其中有10个是重中之重。

从目前发展现状来看,新能源乘用车补贴政策基本合理,非补贴性刺激政策的作用越来越大,油耗法规对厂家倒逼作用愈来愈大,而这三股重要的市场驱动力将进一步推功电动汽车的发展。未来,SUV插电化有可能成为重要发展趋势,李建秋认为,插电SUV初步得到市场验证,有望成为中国品牌主流战略车型的未来方向。而燃料电池插电式将成为未来插电SUV的高端品牌。“我国目前的主要问题是增程式电动车的发展还不顺利。”李建秋说道,“如何把燃料电池汽车跟电动车结合?我认为采用燃料电池作为增程方案将会成为行业发展的主要趋势。”

我国新能源汽车销量达到1%、保有量50万的导入期已基本结束,现进入新能源汽车发展的成长期。“我们预计成长期到2020年左右会达到年产200万辆,保有量500万辆的规模。现在我们整个‘十三五’研发的重点,放在了增程和燃料电池汽车等方面。”李建秋表示。

氢电互动开创能源交通体系新时代

采用燃料电池作为增程器跟现有纯电动平台兼容,将成为我国“十三五”期间燃料电池发展的主流技术路线。“这是我们认为能够兼容各大企业的纯电平台,又可以在2020年大规模量产,也不需要大力补贴的发展路径。”李建秋说道。而燃料电池作为增程器也弥补了纯电动汽车的缺点。首先,燃料电池散热可为乘客和电池提供暖风,以此解决了纯电动车在冬天电池性能下降,续驶历程减少的问题。其次,燃料电池散热可为电池保温,在冬天电池工况温度仍可保持在20度,提高了电池的循环寿命和耐久性。”

从基础设施建设的角度来说,以氢能源作为燃料电池的加氢站也可与加油站完美融合。据悉,一般燃料电池汽车一星期只需加氢一次,可续航300公里。按照日本测算的规模,一个加氢站可支撑约2000辆轿车的运行。单位面积加氢站相对稀疏,无需充电基础设施的密集规模。其次,单位面积加氢站的总建设费用要比加油站和充电基础设施费用都要低。李建秋表示,“未来加油站既有95号汽油、0号柴油,也有加氢装置,以实现能源基础设施逐步过渡。”

基础设施氢电互动还意味着能源企业除了发电供电,还可以制氢,供给燃料电池汽车。李建秋认为,“大量的电动车充电负载可为分布式能源互联网提供重要储能单元,为电力消纳提供负载。利用弃电制氢可为燃料电池的发展提供了低碳的氢能源供应,能源基础设施端的氢电互动,目标是更好地为新能源发电。”


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