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在北京市延庆区ღღ,很多市民都乘坐过一种绿色车身ღღ、涂装着白色祥云图案的公交车ღღ。但或许少有人了解优发国际随优而动一触即发优发国际平台网站ღღ。ღღ,这些公交车可来头不小——它们曾是北京冬奥会的服务保障用车ღღ,并且ღღ,这些车不烧汽油ღღ,也不是常见的纯电动汽车ღღ,而是氢燃料电池客车ღღ,更加低碳ღღ、环保ღღ。
氢能是一种公认的清洁能源ღღ,具有重量轻ღღ、储量丰富ღღ、燃烧性能好等特点ღღ,可应用在众多领域ღღ。交通ღღ,正是其最重要的应用场景之一ღღ。
近年来ღღ,国内氢能源车产业稳步发展ღღ,创新成果不断涌现ღღ。国家发展改革委ღღ、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》指出ღღ,要“有序推进氢能在交通领域的示范应用”ღღ,并提出到2025年ღღ,“燃料电池车辆保有量约5万辆ღღ,部署建设一批加氢站”的发展目标ღღ。
相信在不久的将来ღღ,目前还很小众的氢能源车就会走进千家万户ღღ,为人们的交通出行再添一种绿色选择优发国际随优而动一触即发ღღ。
随着技术的发展和低碳理念的普及优发官方网站ღღ,ღღ,新能源车已成为市场宠儿ღღ。截至2022年底ღღ,中国新能源汽车保有量已达1310万辆ღღ。但其中ღღ,绝大部分是纯电动汽车ღღ,而氢能源车保有量刚刚突破1万辆ღღ。
如果说ღღ,新能源汽车正成为百姓日渐熟悉的伙伴ღღ,氢能源车则算得上是其中的“生面孔”ღღ。但近年来ღღ,这副“生面孔”的发展前景却被广泛看好ღღ。
2022年ღღ,在北京冬奥会期间ღღ,氢燃料电池汽车为服务赛事开展示范运营ღღ,成为国内氢能源车发展的一个高光时刻ღღ。如今ღღ,在北京ღღ、上海ღღ、广州等地ღღ,氢能源车都在加速推广落地ღღ。
由工业和信息化部指导发布的《节能与新能源汽车技术路线年ღღ,燃料电池汽车保有量达到100万辆左右ღღ,商用车将实现氢动力转型ღღ。
“氢能源车的技术核心之一在于氢燃料电池ღღ。”据国家能源集团北京低碳清洁能源研究院氢能(氨能)技术研究中心副主任何广利讲解ღღ,氢能源车的工作原理ღღ,是将氢气通入车内的燃料电池ღღ,然后氢气和氧气在燃料电池里发生反应ღღ,同时发出电ღღ,再用电来驱动车前进ღღ。
“在我们常见的纯电动汽车中ღღ,电是直接储存在车载电池中的ღღ,电池是一个储能机构ღღ。而氢燃料电池是一个能量转化机构ღღ。从这点上看ღღ,它可以和燃油车的工作方式做一个类比ღღ:在燃油车上ღღ,我们将汽油加入油箱优发国际随优而动一触即发优发游戏appღღ,ღღ,供给发动机燃烧ღღ;在氢能源车上ღღ,我们需要加入氢气ღღ,供给燃料电池使用ღღ。”何广利说ღღ。
所以ღღ,与纯电动汽车相比ღღ,氢燃料电池汽车增加了车载储氢系统和具有发电能力的燃料电池系统ღღ。这让其获得了自己的独特优势ღღ。
首先是相较于纯电动汽车ღღ,氢燃料电池汽车的续航里程大幅增加ღღ。何广利指出ღღ,纯电动汽车要提高续航里程ღღ,目前采取的方式一般是多增加锂电池ღღ,或者通过更新技术ღღ,不断提高电池高能量密度ღღ。但对于车辆生产来说ღღ,二者都需要较高的成本ღღ。但氢燃料电池汽车增加续航里程ღღ,只需增大储氢罐即可ღღ。另外ღღ,纯电动汽车充电时长比较久ღღ,一般要几个小时才能充满电ღღ。但氢燃料电池汽车加氢补给的时间很短ღღ,与燃油车加汽油的时间几乎相同ღღ。
在高海拔ღღ、高温ღღ、高寒等多种环境下ღღ,氢燃料电池的性能也更加稳定ღღ。以目前已在北京市延庆区投入使用的氢燃料电池公交车为例ღღ,其装载的氢燃料电池系统ღღ,在零下30℃的环境下能够无辅热快速启动优发国际-触即发ღღ!ღღ,续航里程可达300公里优发国际随优而动一触即发ღღ。北京公交集团第八客运分公司驾驶员郭宏宇ღღ,在谈及驾驶氢燃料电池公交车的感受时说ღღ:“氢能源车不仅更加安全环保ღღ、没有污染ღღ,同时噪音更小ღღ、续航更久ღღ,运行期间很平稳ღღ,驾驶起来特别舒适ღღ。”
从低碳ღღ、环保的角度看ღღ,氢能源车也有更优异的表现ღღ,有人甚至将氢能源车称为“移动的空气净化器”ღღ。据何广利解释ღღ,这是因为燃料电池非常敏感ღღ,为了保证进入燃料电池的空气是干净的ღღ,氢能源车需要设置物理吸附ღღ、化学吸附等多道过滤装置ღღ。所以ღღ,氢能源车的前置空气处理装置ღღ,不仅能够吸附颗粒物ღღ,还会过滤掉空气中的有害气体优发国际随优而动一触即发ღღ。当过滤后的空气进入电池与氢气发生反应后ღღ,再排放出去的物质ღღ,只有水和更清新的空气联邦真优美ღღ。
既然氢能源车有如此多优点ღღ,该如何进一步促进其推广落地?采访中ღღ,多位业内人士表示ღღ,加强氢能储运能力以及完善加氢站等基础设施建设优发国际登录首页ღღ。ღღ,是氢燃料电池汽车推广普及的关键所在ღღ。
在氢气制备方面ღღ,中国已具有一定优势ღღ。《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》指出ღღ,中国是世界上最大的制氢国ღღ,年制氢产量约3300万吨ღღ,其中ღღ,达到工业氢气质量标准的约1200万吨ღღ。可再生能源装机量全球第一ღღ,在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力ღღ。
不过ღღ,当前利用可再生能源如太阳能ღღ、风能等制备出的绿氢ღღ,主要来自西部地区ღღ;但对氢能需求旺盛的则是东部地区ღღ。要解决供需错配问题ღღ,必须加强对氢气的运输能力ღღ。
在氢气储运方面ღღ,中国现阶段主要以高压气态长管拖车运输为主ღღ,管道运输仍为短板弱项ღღ。这导致长距离氢气运输一直成本较高ღღ、效率较低ღღ,也是造成终端用氢成本高的主要原因之一ღღ,制约了产业链发展ღღ。
好在ღღ,这一问题将逐步得到解决ღღ。前不久ღღ,“西氢东送”输氢管道示范工程被纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》ღღ,中国首个纯氢长输管道项目启动ღღ。
该管道起于内蒙古自治区乌兰察布市ღღ,终点位于北京市的燕山石化ღღ,全长400多公里ღღ,是中国首条跨省区ღღ、大规模ღღ、长距离的纯氢输送管道ღღ。管道建成后ღღ,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢ღღ。
据中国石化董事长马永生介绍ღღ,“西氢东送”管道一期运力10万吨/年ღღ,预留50万吨/年的远期提升潜力ღღ。同时ღღ,将在沿线多地预留端口ღღ,便于接入潜在氢源ღღ。未来ღღ,中国石化可依托“西氢东送”管道建设支线及加氢母站ღღ,助力京津冀氢能走廊的高效构建ღღ。
目前ღღ,“西氢东送”输氢管道示范工程已经在路由选址ღღ、技术研究ღღ、工程建设方案等方面取得积极进展ღღ,基本完成可行性研究报告的编制ღღ,正加快推进项目各项工作ღღ。
去年9月ღღ,在国家发展改革委关于基础设施建设的发布会上ღღ,国家能源局相关负责人介绍ღღ,中国已累计建成加氢站超过270座ღღ,约占全球总数的40%优发国际随优而动一触即发ღღ,位居世界第一ღღ。
如位于北京市大兴国际氢能示范区的海珀尔加氢站ღღ,建成于2021年ღღ,占地面积达6000多平方米优发国际ღღ。ღღ,是全球规模最大的加氢站ღღ。这里共16把加氢枪优发国际随优而动一触即发ღღ,日加氢量可达4.8吨ღღ。据海珀尔加氢站相关负责人介绍ღღ,该加氢站在高峰时一天可服务500多台车辆ღღ。
同样位于北京市大兴区的青云店加油站ღღ,则在2022年增设了加氢设备设施ღღ,改建为油氢一体站ღღ。据介绍ღღ,今年大兴区规划再新建2座油氢一体站ღღ,同步加快推进2座纯氢站建设ღღ。计划到2025年底前ღღ,建成不少于10座加氢站ღღ,全面保障燃料电池汽车加氢需求ღღ。
国家发展改革委相关负责人指出ღღ,目前国内的加氢站主要以35MPa气态加氢站为主ღღ,70MPa高压气态加氢站占比小ღღ,液氢加氢站ღღ、制氢加氢一体站建设和运营经验不足ღღ。此外ღღ,国内现有加氢站的日加注能力主要分布于500—1000公斤的区间ღღ,大于1000公斤的规模化加氢站仍待进一步建设布局ღღ。未来ღღ,加氢网络将以需求导向为原则ღღ,在保障安全的前提下ღღ,节约集约利用土地资源ღღ,支持依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加油站ღღ,探索站内制氢ღღ、储氢和加氢站一体化的加氢站等新模式ღღ。
根据《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划(2021—2025年)》ღღ,北京市将在2023年前ღღ,力争推广氢燃料电池汽车3000辆ღღ;2025年前ღღ,力争实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆ღღ。与此同时ღღ,将在2023年前ღღ,力争建成并投运37座加氢站联邦真优美ღღ,加氢总能力达到74吨/日ღღ,满足47吨/日车用氢能需求ღღ。2025年前ღღ,力争建成并投运加氢站74座ღღ,加氢总能力达到148吨/日ღღ,满足126吨/日车用氢能需求ღღ。
近年来ღღ,上海市也已陆续建成10余座加氢站ღღ。《上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)》提出ღღ,到2025年优发官网appღღ,建设各类加氢站70座左右ღღ,燃料电池汽车保有量突破1万辆ღღ,氢能产业链产业规模突破1000亿元联邦真优美ღღ,在交通领域带动二氧化碳减排5万—10万吨/年ღღ。
“在燃料电池系统很多相关零部件产品的研发上ღღ,目前不少国产产品已达到国际领先水平ღღ。”北京稳力科技有限公司副总经理左琳琳告诉记者ღღ,该公司通过对气浮轴承技术的研发ღღ,开发出的新型燃料电池用空压机ღღ,实现了每分钟12万转的超高转速ღღ。这使得燃料电池系统的体积大幅减小ღღ,更适合车载使用ღღ。
“燃料电池系统零部件产品的研发ღღ,涉及电磁学ღღ、流体力学ღღ、材料学等多学科知识ღღ,产品研发过程比较复杂ღღ,技术创新含量也比较高ღღ。所以我们花了很多时间去不断测试ღღ、验证ღღ。”据左琳琳介绍优发国际随优而动一触即发ღღ,燃料电池用空压机从开始设计ღღ,到成功做出工程样机ღღ,花费了4年时间ღღ。然后又经过1年多打磨ღღ,才正式成为可量产的产品上市ღღ。
目前联邦真优美ღღ,北京稳力科技有限公司研发的多款燃料电池系统ღღ,功率覆盖范围为5kW~150kWღღ,既可以适用于长续航ღღ、高功率的重型卡车ღღ,也可以用于低功率的叉车ღღ、环卫车等场地车辆ღღ。左琳琳表示ღღ:“相信在不久的将来ღღ,氢能源车在乘用车和商用车领域ღღ,都会有更好的表现ღღ,占据一定比例的市场份额ღღ。”
电堆是氢燃料电池系统的关键部件ღღ,在燃料电池系统中所占成本超过一半ღღ,而膜电极又是电堆中的核心部件ღღ,产业重要度堪比锂电池的电芯ღღ。
近年来ღღ,上海捷氢科技股份有限公司在膜电极的自主研发与制造中ღღ,取得多项突破ღღ,实现了膜电极的国产化ღღ、产业化ღღ。该公司新一代膜电极产品同比峰值功率密度提升30%ღღ,铂用量下降23%ღღ,寿命提升50%ღღ,达到国际先进水平ღღ。同时ღღ,实现了膜电极成本的大幅下降ღღ。
“要促进氢燃料电池推广普及ღღ,降本是至关重要的一环ღღ。”在捷氢科技总经理卢兵兵看来ღღ,要实现降低成本ღღ,打破关键部件技术垄断ღღ、实现全产业链自主可控不可或缺ღღ。
“纵观氢能和燃料电池产业ღღ,国内企业已经在大部分技术和产品上颇具竞争力ღღ,但同时我们也需要认识到ღღ,包括质子交换膜ღღ、碳纸ღღ、催化剂等在内的部分核心材料ღღ,与国外产品相比仍存在技术差距ღღ,这也要求我们必须未雨绸缪ღღ,更加注重基础研发ღღ。”卢兵兵表示ღღ,希望未来在氢燃料电池领域ღღ,可以实现从核心材料ღღ、零部件联邦真优美ღღ,到生产工艺ღღ、装备等在内的全面国产化ღღ,避免“卡脖子”ღღ,推动中国氢能和燃料电池产业走在国际前列ღღ。
在广东省广州市ღღ,韩国现代汽车集团“HTWO广州”项目正在建设中ღღ,并将于今年竣工投产ღღ。这是现代汽车集团首个海外氢燃料电池系统研发ღღ、生产ღღ、销售基地ღღ。
在北京经济技术开发区ღღ,丰田燃料电池研发与生产项目也已正式落地ღღ,即将在2023年年底建成ღღ、2024年投产ღღ。这是北京市氢能领域引入的最大外资项目ღღ,未来将导入丰田技术ღღ、合力研发国产化的燃料电池ღღ,实现燃料电池系统大规模量产ღღ。该项目落地后ღღ,将进一步加快氢燃料电池技术的商业化普及ღღ,同时带动上下游产业链加速集聚ღღ。北京经济技术开发区相关负责人表示ღღ:“随着丰田燃料电池项目落地ღღ,下一步将在燃料电池关键零部件方面吸引一批高精尖企业落地联邦真优美ღღ,增强上下游协同ღღ,不断完善氢能产业链ღღ。”