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氢燃料电池汽车是负污染

2019-05-10 17:17:07 上海弘竣实业有限公司 阅读

    我们国家目前的石油对外依存度逐年升高,到2018年对外依存度接近70%,前段时间美国要对伊朗进行石油封锁,这样会影响到我们国家的能源安全,特别是石油这么大规模对外依存度。

  前一段时间工信部副部长到广东做氢能源产业调研发表观点,我们国家发展新能源汽车是战略问题,到2018年时候接近100万辆,对于新能源汽车这几年锂电池汽车发展得非常迅猛,当然也带来了相应的问题。

  我们大家印象非常深刻的是,特斯拉在地库里自燃,引发周边燃烧,锂电池汽车发生燃烧,这样引发了社会非常广泛的关注。作为锂电池,这是汽车行业存在的广泛共性。

  另外一个方面,现在也是比较难以解决的问题,就是利用电动汽车和废旧电池进行储能,我个人的观点,可能在实际操作当中会面临很多难度。比如电动汽车拆下来的电池性能参差不齐,集中大规模储能的时候安全问题会引起更多的关注,一旦出事,会引起更大的问题。

  氢能源其实主要集中在汽车领域,我们国家的汽车保有量非常高,2018年已经达到2.4亿辆汽车。汽车在总的环境污染当中占的比例也非常高,我们面对空气污染问题非常严峻。这跟我们国家能源结构密切相关,煤炭占一次能源比例非常高。煤在发电的过程通过燃烧会产生氮氧化物、硫化物、二氧化碳,煤的清洁利用,氢能是很好的方案。

  前两天我在大同,大同要做“产煤不见煤”新的能源产业的典型,这个确实比较难,而且大量煤的使用量。氢能对于整个产业的一次能源的转型提供了一种思路,也就是我们可以把煤这样一种固态燃料变成氢气固态燃料,用在交通领域,会带来很大好处。

  因为煤转化成氢气过程中,不会有氮氧化物、硫氧化物排放到空气当中,对于我们改善空气质量是有非常大的帮助。这是我们氢能产业希望它能达到这样产煤不见煤的趋势。

  氢能产业真正引起关注的是我们在交通领域,即汽车领域。目前专注于氢能产业的,从国际上讲,国际上主流的汽车生产厂商都在关注,而且已经持续关注20、30年了。

  对于我们国家来说,其实氢气的产能是非常大的。我们国家到2018年氢气的产能接近2000万吨,但是我们这么多的氢气去到哪里?基本上是作为我们工业过程用气用掉了,工业合成氨、合成甲醇、石油炼化等于过程中用掉了。

  山西是最大的焦炭生产的省份,生产焦炭的过程中也产生氢气,也没有完全用完,可以拿回去,把它烧掉,用它的热能,但没有把它真正算成氢能,只作为热能。真正使用氢气使用就是航天,利用氢能。但是氢气整个使用环节当中占的比例非常小。

  氢能和燃料电池密不可分,把氢能作为燃料烧掉,也会产生氮氧化物的排放。但把它作为一个电化学的应用,用在燃料电池上,这个过程就不会产生排放,只有水产生,这个过程是一个完全清洁的。

  燃料电池汽车是负污染

  最近几年为什么国内对氢能的热情突然高涨起来,跟国际上氢能汽车产业化进程密切相关。2015年丰田发布了量产车型,受到了业内广泛的关注。这几年国家清能产业蓬勃发展,这里要讲一讲氢能源汽车的好处。

  氢能源发动机其实是具有电池的特点,也具有传统内燃机的特点,比较了传统燃油发动机,以及氢燃料发动机两个系统的对比。散热系统,有后面的发电系统,是这样的一个过程。它的核心只是在气缸、燃油在气缸内燃烧推动活塞运动产生动能,只要使用空气作为氧化剂,空气中的系统,同样也有散热系统,后面产生的电能通过变电,供到终端使用端这么一个环节。

  区别是核心的部分只是发动机。这个架构上和我们汽车燃油发动机非常类似,但是它的原理跟电池一样,是电化学的原理。通过这样原理,电动汽车相比,它有非常多的优势。

  与锂电池车比较,能量密度高,每公斤可以到1KW以上,相对于燃油发电机系统,效率非常高,燃油效率可以到20—30%,燃料电池可达40—50%,能量使用效率上讲有优势。

  当然燃料电池汽车最大的优势是清洁,它的使用环节是只产生水,叫做零污染,实际过程当中是要使用空气,空气含有污染物,包括颗粒物,燃料电池要经过化学工艺,经过加湿,排出的空气是非常清洁的。这个环节可以叫做负污染的使用。

  从氢气的产生过程讲,即使用煤制氢,也不会产生硫氧化物。回收环节里面主要是固态这样的物料,不会产生有机物、挥发物这样的污染,回收也简单。

  另外两个优势,就是相对于锂电池车而言,一个是它不改变用户使用的习惯,我们加气的时间,跟加油是相当的。正常加氢跟加油一样,特别是驾乘体验上也是,使用锂电池车有里程焦虑,或者在北方到冬天不敢开空调,燃料电池车只是氢气瓶当中氢气储量有关系,没有这样一些顾虑,中间供暖是使用燃料电池。这些优势相对于锂电池车而言,使用上是有一定的优势的。

  面临的问题

  氢能源车发展到目前也面临一些问题,特别是目前成本相对高,跟传统的燃油车或者跟锂电池车比,成本高,产业还没有完全成熟。

  这几年,国家也在对氢燃料电池车的发展有相当力度的扶持。包括2009年发布新能源汽车补贴的办法,锂电池车的补贴和燃料电池车的补贴,但到目前为止还没有一台氢能源车拿到补贴。

  目前氢能产业的发展主要集中在几个大的区域。珠三角、长三角、京津冀、华中地区,山西发展力度也非常大,西部地区也在关于这样一个产业的发展,也取得了一些成绩。

  从整个产业来讲,分为上下中游产业。上游包括制氢,中游环节加氢,加氢站的建设,下游涉及氢燃料电池的发展。国字号的大企业纷纷加入到这个产业链当中,对这个产业链的推动力量非常大。

  目前面临的另一个难点是加氢站的网络。车造出来了,加氢站在哪里,如果没有,用户很难采购氢能源车辆。如果大量建造这些加氢站,没有车辆加,加氢站又难以存活下去,是非常大的问题。

  目前在佛山、云浮也存在这样的问题。有些地方有车辆,已经有布局了,但是加氢站不够,上海加氢站只有三个,在广州只有一个加氢站。在佛山和云浮有了加氢站,还没有车辆布局,这样商业模式就很难维持下去。好在中国加氢站发展非常快。

  目前我国在建加氢站超过70座。这是非常好的现象,先把加氢站建起来,会带来第二个问题,我们有加氢站布局了,车辆要相应的进行布局。我们国家布局模式跟西方不同,走商用车先行,先有少量的加氢站,用重卡去布局,会容易解决这个问题。

  整个产业链的投资今年非常热加起来有2000多亿。这是2017、2018年氢能源车的数量,总体加起来跟我们上百万辆锂电池车相比还是小数。但是这样一个趋势也是非常迅猛的。

  我们国家氢能源产业这两年产业发展非常快,技术上还存在差距,关键零部件和材料以及产业化水平存在差距。也存在这样的一些问题,例如一个产业化总体产业落后,关键技术、核心零部件、关键原材料还在突破,退出很多车型,这些车型是不是能够满足用户的需求,还需要验证,寿命都需要验证。

  从整体发展来看,总体还是向好的。我们国家氢能产业发展市场,到2050年可以达到4万亿。这个产业面临很多投资机会,包括制氢、储氢、燃料电池、氢能汽车等,目前都有一些企业玩家在里面。这里也给出一些建议,对于不同的受众群体,包括地方政府,希望大家不要盲目进入,要有所规划。


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