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与电动汽车利用已储存的电量驱动汽车行驶不同,氢燃料电池汽车一边发电一边行驶,在行驶过程中仅排出水,不会产生污染空气的有害气体。此外,氢气的能源密度是车载锂离子电池10倍,充一次氢气可以行驶更长距离,同时燃料电池的能量转换效率比内燃机高2-3倍。
氢燃料电池汽车不仅清洁,而且重量轻、加气快速。一辆续航里程400公里的燃料电池车,仅需50千瓦的燃料电池堆,大约加5公斤的氢气。同时,氢燃料电池还能解决纯电动汽车充电时间长的问题。在今年4月举行的上海国际车展期间,丰田展出的氢燃料FV2概念车加氢3分钟可续航500公里,并且行驶时排放物只有水,实现了二氧化碳污染物零排放;上汽展示的第四代氢燃料950插电式混合动力轿车加氢3-5分钟,能行驶400公里,时速可达160公里。
市场化进程加快
近年来,国际上氢燃料电池技术突破很快,主要体现在:一是寿命问题已经解决,主流水平都可以免维护运行5000小时,UTC、丰田可达1万小时,相当于汽车终生免维护。二是耐低温性能得到解决,某品牌氢燃料电池汽车在北极测试已经没有问题。三是材料体系取得突破,如催化剂用量大幅减少,极板已经从第一代碳板发展到第二代超薄超轻不锈钢板,储氢装置安全、加氢高压枪、氢气纯度问题都已解决。
“氢燃料电池汽车已具备一定的商业化条件,也就是说燃料电池堆和氢气罐两个关键总成部件已具备产业化基础。”许艳华表示,氢燃料电池汽车市场的启动须同时具备三个条件:车辆成本大大降低;市场因素(如高油价等)或政府政策为零排放车辆提供明显优惠;加氢网络建设足以满足燃料电池车辆日常的使用需求。
“虽然我国一直在积极进行氢燃料电池汽车的研发和推广工作,但近年来我国氢燃料电池汽车发展水平与国际先进水平比差距一直在拉大。”许艳华坦言,差距主要体现在,我国氢燃料电池总体上处于工程化开发阶段,功率特性、冷启动、可靠性等主要技术性能指标与世界标杆产品相比还有很大差距,关键技术领域所拥有的专利数量不多,技术标准未形成体系,成本居高不下,产品基本不具备商业化条件。
“差距拉大的主要原因是相比电动汽车,氢燃料电池汽车技术门槛高,需要巨额投入,而我国氢燃料电池技术和产业基础薄弱,资金和技术力量投入不足,技术链不完善,产业化能力较弱。除上汽外,大多数整车企业在氢燃料电池汽车方面没有开展实质性研发和产业化准备。此外,我国在催化剂、双极板等关键材料领域和高压储氢罐、空压机、氢循环泵等关键零部件领域基本不具备产业化能力,产业链尚未形成。”许艳华表示。
“虽然存在差距,但还有机会。”许艳华表示,从国内氢燃料电池汽车发展现状看,需要奋起直追才有可能保持与国际先进水平同步发展。首先,国家层面应进一步明确规划目标,要加大在氢燃料电池汽车发展方面的支持力度,鼓励有条件的企业积极参与,为产业化创造条件,推动建立和完善氢燃料电池汽车及相关技术标准体系,积极参与相关国际标准制定。其次,国内有能力的整车企业应把氢燃料电池汽车发展纳入规划,并切实加大投入,相关企业之间应加强在车辆技术、关键零部件供应商培育等方面合作,加快工程化开发和产业化能力建设进程。第三,应加强国际合作和交流,力争以多种形式借助国际科研资源、产业资源尽快缩小差距,提高我国氢燃料电池汽车发展水平。第四,国内相关科研资源要向氢燃料电池汽车关键技术领域倾斜,强化基础研究,并会同整车、关键零部件企业加强工程化研究,集中攻克功率特性、寿命、冷启动、续驶里程、成本等难题。
专家表示,氢燃料电池汽车的发展核心在氢燃料电池技术。在国内的资金实力和技术集成水平与国际市场存在较大差距的情况下,可以超前布局燃料电池和储氢材料等核心环节。国内相关企业可以以全球市场为目标,通过技术引进和自主创新相结合的方式,加快我国氢燃料电池技术的发展与储备。
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