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    江蘇鹽城氫燃料電池汽車發展優勢

    發布日期: 2018-05-10
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    1、鹽城清潔能源:自然稟賦和地理位置優勢

    鹽城是江蘇省面積zui大的市,是江蘇土地后備資源潛力zui大的地區。鹽城風電和光伏發電具有資源稟賦優勢和技術儲備優勢,可為電動汽車提供清潔電能,為鹽城市綜合利用自然資源形成清潔能源鏈,推動電動汽車發展提供基礎條件。鹽城天然氣田為中國東部沿海地區陸上zui大的油氣田。

    清潔能源取代傳統能源是鹽城汽車產業發展必由之路,尤其鹽城具有豐富廢氫燃料1.5萬噸及可制氫產業具有一定規模,如果在氫燃料能源技術方面突破,將建成鹽城氫能源燃料電池汽車產業基地成為可能。

    氫能源燃料電池汽車是鹽城新能源汽車的發展主攻方向,相比新能源純電動汽車,燃料電池汽車在續航和加氫時間方面具有得天獨厚的優勢。

    2、鹽城清潔能源“海上三峽”

    鹽城市沿海風力資源豐富,具備發展大規模風電場的條件。根據《江蘇省風力發電發展規劃(2006~2020年)》,全省風電可開發總量2100萬千瓦,其中陸上300萬千瓦,海上1800萬千瓦。鹽城沿海風電可開發總量1470萬千瓦,其中陸上170萬千瓦,海上1300萬千瓦,占江蘇省風電可開發總量的2/3以上。根據鹽城市風電產業發展規劃,到2016年全市風電裝機容量將達到300萬千瓦,到2020年將達到1400萬千瓦。

    鹽城市在風電、光伏發電、天然氣等清潔能源來源方面的優勢,將幫助鹽城市在未來從容應對對低碳制造和碳關稅方面的要求,并在與國內其它區域開展低碳成本競爭方面獲得巨大優勢。

    同時鹽城市光伏發電產業也在迅速發展,預計到2020年鹽城市太陽能發電總裝機容量將達到10萬千瓦。

    鹽城市迅速發展的風力發電產業和光伏發電產業將為鹽城市電動汽車充(換)電站帶來充足可用的清潔電源,從而保證鹽城市電動汽車充(換)電站發展的“源頭清潔”戰略有效實施。

    打造國家“風電車”項目示范基地:突出綠色化和智能化,先行啟動以“風•電•車”綠色智能示范區為特色的節能與新能源汽車示范推廣工程。精心打造“風•電•車”綠色智能示范區。

    綜合考慮風電場資源、生態環保需求、項目展示度等因素,在鹽城選擇特定區域作為“風•電•車”綠色智能示范區。圍繞“住宅、交通、基礎設施”等主要耗能環節,建立相適應的風電供應基礎設施,逐步導入電動汽車,有序導入智能電網、智能交通、家庭和社區能源管理系統等;依托鹽城海水淡化項目的副產品氫氣,適時啟動小批量燃料電池汽車示范項目;重點開展風電接入、車網互動、智能交通等方面的關鍵技術和系統驗證,實踐探索出一套“風•電•車”產業融合發展的可行的模式,取得經驗后不斷擴大示范規模。

    作為沿海城市鹽城具得天獨厚自然資源,風力發電、光伏發電、生物質發電與供熱、地熱利用、太陽能熱水,是加快推進新能源汽車能源重要源泉. 優化發展陸上集中式風電、大力發展分散式風電,積極推進海上風電,建成沿海風電場完善工程等風電設施。

    風電發電規劃發布新能源汽車路線: 將有利于風電行業健康的發展,鼓勵風機企業在風機大型化領域創新、發展,對風電企業激勵,促使其加快在大型風機領域的研發、應用速度。從風電裝備業發展的趨勢來看,高質量大功率的風電機組市場運行。

    圖片5.png 

    鹽城“光風電”清潔能源車具備自然資源:海洋和灘涂資源,鹽城擁有豐富的灘涂海洋資源,沿海灘涂面積45.53萬公頃,其中潮上帶1677平方公里,潮間帶1610平方公里,分別占全省的67%、64.6%、60.8%。隸屬于東臺、大豐、射陽、濱海、響水等縣(市)的沿海灘涂,近期可供開發利用的面積達1300平方公里。

    電力資源:全市共有發電廠16座,總裝機139.64萬千瓦,年完成供電量17.1億千瓦時,現有運行中的35千伏及以上變電所184個,其中,110千伏、220千伏、500千伏變電所分別為47座、12座和1座。變電器313臺,容量為7779.10兆伏安。

    光能資源:鹽城市太陽年輻射總量為116.2-121.0千卡/cm2,一年中以7、8、9月為zui多,1、2、12月為zui少。全年光照時間平均在2280小時左右,其中春季占25%,夏季占29%,秋季占24%,冬季占22%。

    風能資源:年平均風速2.8-3.4米/秒,春季zui大,秋季zui小。若以日平均風速≥4米/秒作為風能利用的起始值,則鹽城市日平均風速≥4米/秒的年平均日數為63.3-156.8天,以大豐為zui多,建湖zui少。國家已批準在鹽城市的東臺(裝機容量20萬KW)、大豐(20萬KW)、濱海(20萬KW)、響水(20萬KW)四地建風力發電場。

    鹽城清潔能源產業:放大“風光互補”產業特色,風電重點發展3兆瓦及以上海上和陸上低風速風力發電機組及與其配套的各類發電機、葉片、軸承、整機控制系統、變槳系統、偏航系統等零部件,光伏重點發展晶硅太陽能、薄膜太陽能電池及組件,并網、離網光伏逆變器、太陽能跟蹤裝置等光伏系統配套產品,以及光伏、熱利用、熱發電等太陽能生產裝備,加快風電、光伏產業鏈向發展,價值鏈向兩端延伸,打造千萬千瓦級海上風電基地,千兆瓦級光伏發電基地,千億元級新能源裝備產業基地。

    3、百輛級燃料電池汽車商業化示范運行5個城市之一鹽城

    北京、上海、鄭州、佛山、鹽城等城市開展百輛級燃料電池客車、轎車、物流車、郵政車等商業化示范運行。

    燃料電池堆棧作為一個化學反應池,其zui為關鍵的技術核心為“質子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側緊貼著催化劑層,將氫氣分解為帶電離子狀態,因為氫分子體積小,攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去,但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中,電子被從分子上剝離,只留下帶正電的氫質子通過薄膜到達另一端。氫質子被吸引到薄膜另一側的電極與氧分子結合。薄膜兩側的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分 成氧原子以捕獲電子變為氧離子(負電),電子在電極板之間形成電流,2個氫離子和1個氧 離子結合成為水,水成為了該反應過程中的*“廢料”。從本質來講整個運行過程就是發 電過程。隨著氧化反應的進行,電子不斷發生轉移就形成了驅動汽車所需的電流。

    國外氫燃料電池車的研究概況:據統計迄今為止推出的燃料電池汽車中,壓縮氫氣zui受關注,這主要是因為這種車型的燃料供給在技術性上zui為簡單可行。各公司出產FCV從續駛里程、zui大時速,到燃油經濟性,乃至儲氫的壓力等方面,都取得了較大進展。

    目前日本、韓國和美國等發達國家都將大型燃料電池的開發作為重點研究項目,企業界也紛紛斥以巨資,從事燃料電池技術的研究與開發, 現在已取了許多重要成果,使得燃料電池即將取代傳統發電機及內燃機而廣泛應用于發電及汽車上。

    燃料電池汽車現已進入技術與市場示范階段。中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員衣寶廉指出,從上個世紀90年代到2005年,解決了燃料電車對車用工況的適用問題;從2005年到2012年,解決了降低燃料電池成本問題,使其成本接近純電動車,目前豐田燃料電池車mirai售價在38萬左右??梢哉f2015年是燃料電池元年,開始市場化。

    國內氫燃料電池車的研究現狀:對于國內而言氫燃料內燃機的研究比較滯后。直到上世紀 80 年代,才涌現出了以浙大、天大等高等院校為主要代表的對氫內燃機的探索研究,而且研究工作主要針對的是混合燃料發動機,氫燃料通常作為輔助燃料與汽油、柴油等傳統燃料混合燃燒。

    總的來說我國對氫發動機的研究起步較晚,在關乎氫燃料發動機發展的眾多關鍵技術領域仍然處于空白階段或是剛剛起步的階段,如較大規模的制造氫能源、發動機增壓技術、氫氣的供給系統與系統的安全、發動機控制策略、污染物排放控制技術、綜合電子控制管理系統等等都存在不足。在研究的內容方面,絕大多數只是高等院校的理論性探索研究,在核心技術方面差距仍較大,整體的技術水平不高。

    經過十幾年發展,在燃料電池領域我國基本掌握了整車、動力系統與關鍵零部件的核心技術;建立了具有自主知識產權的燃料電池汽車動力系統技術平臺;形成了燃料電池發動機、動力電池、DC/DC變換器、驅動電機、儲氫與供氫系統等關鍵零部件配套研發體系,具有百量級燃料電池汽車動力系統平臺與整車生產能力。

    氫燃料電池依然是國家關注重點:今年的《政府工作報告》中,對新能源汽車的提法有了新的改變:“鼓勵使用清潔能源汽車”。這意味著政府更鼓勵新能源汽車的多元化發展,包括純電動汽車、插電混動汽車、燃料電池汽車等。

    隨著技術研發和試驗考核不斷深入,我國燃料電池汽車面臨著發展后勁不足,技術創新突破難、產業化基礎薄弱、專業人才缺乏、法律不夠完善等難題,嚴重阻礙了我國燃料電池汽車技術進步。

    重視基礎設施和成本,特別是完善法規標準等問題。燃料電池zui核心技術就是MEA,國家要強調自主開發。我國和國外差距部分在于MEA的在線測量。這正是豐田的特點,不僅能夠控制水,而且能夠在線測量,該技術只有豐田擁有。希望趕快把MEA在線水含量測量做出來。

    從關鍵材料上看,國內燃料電池材料達到水平。燃料電池的企業,投資建立燃料電池關鍵材料與部件的生產線,為燃料電池大規模建立成本奠定基礎。

    此外,從2016年至2020年新能源汽車補貼政策來看,補貼額度將大幅退坡,但補貼退坡僅針對于純電動和插電式混合動力(含增程式),氫燃料電池并沒有受到影響,依然維持在20萬的補貼水平線上。

    國內氫燃料電池車的應用:2008年我國自主研制的基于大眾帕薩特車型,通過改制和集成一代燃料電池轎車動力系統平臺氫燃料電池轎車在同濟大學新能源汽車工程中心舉行赴京發車儀式,并在奧運會期間投入運營。這20輛燃料電池汽車以氫氣為能源,經氫氧化學反應生成水,從而真正實現*。

    北京奧運會和上海世博會上使用氫燃料電池車都展示了我國在氫燃料電池車開發應用上的實力和進步,但我國氫燃料電池的研究水平與歐美一些發達國家相比,尚有一定差距,主要表現在我國氫燃料電池轎車車重200多千克,價格貴5倍以上。而且氫燃料電池車仍然處于技術驗證與特定考核試驗考核階段。

    鹽城氫燃料電池汽車發展優勢:綠色發展是鹽城市的戰略方針。清潔能源汽車是鹽城實現產業升級的轉型升級的戰略選擇,氫燃料電池汽車是新能源汽車發展主攻方向之一,相比純電動汽車,氫燃料電池汽車在續航和加氫時間方面具有得天獨厚的優勢。

    鹽城每年有1.5-2萬噸鹽化工廢氫可以利用,同時,“海水淡化+風光電”制氫是可再生能源與新能源汽車產業協調發展的重要途徑,是鹽城綠色發展的典范。鹽城成為我國第五個氫燃料電池汽車示范城市。

    積極搶抓鹽城列入國家第五個氫燃料電池汽車示范、推廣應用試點城市契機,按照市場主導、創新驅動、重點突破、協調發展的要求,重點推進清潔能源汽車整車及關鍵零部件研發、制造和產業化,通過產品推廣應用、強化研發創新,不斷改善發展環境、壯大產業規模,爭取用3年左右時間,把鹽城建設成為中國清潔能源汽車研發與生產基地、清潔能源汽車推廣應用重點示范城市、以綠色交通為首要標志的低碳生態環保模范城市,爭取在2020年前,將鹽城建成國內*、世界、具有核心競爭力的清潔能源汽車產業基地。

    搶抓戰略機遇,立足鹽城實際,以創建我國*“風•電•車”綠色智能示范區、建設世界低碳智慧城市為突破口,以組織開展節能與清潔能源汽車特色示范推廣為總抓手,以節能與新能源汽車整車為,以電池、電機、電控、輕量化材料、充電設備為關鍵,做大做強存量,戰略引入增量,深入推進“四有三聚”,力爭建成特色鮮明、占據產業鏈、具備核心競爭力的節能與新能源汽車產業,為鹽城經濟、社會和環境的可持續發展奠定堅實的基礎。

    “十三五”期間擬在南北(東臺-響水)東西(大豐-建湖),貫穿鹽城大市區,建成氫燃料加注網絡。推廣應用五千輛氫燃料電池汽車。成為國內外規模zui大的氫能源汽車生產運行示范基地。

    政策保障氫能燃料電池汽車發展:財政部、科技部、工業和信息化部、國家發改委發布《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》,對純電動汽車、插電式混合動力汽車的補助標準實施退坡機制,但對氫燃料電池汽車的補助標準并未進行下調,甚至個別車型還有所提高?!豆澞芘c新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》規劃提出,燃料電池汽車、車用氫能源產業與同步發展。

    鹽城成為國家氫燃料電池示范城市,獲得國家、省級政策支持,車輛補貼標準與國家相關機構協商,盡早明確補貼細著。同時,市級財政補貼氫能加注基礎設施和車輛購置補貼。在加氫站建設方面,可以將加油站、充電站一體規劃,統籌資源,協同發展氫能加注系統。設立氫能源汽車產業發展基金,對制氫、加氫和氫燃料電池及系統的研發和產業化提供資金保障。

    附件:1 奧新新能源汽車---鋁空燃料電池電動汽車

    奧新新能源為鹽城國投集團全資子公司,是專業從事純電動、增程型、燃料電池純電驅動車輛研發、生產和銷售的綜合性高新技術企業。

    奧新核心研究領域“鋁空燃料電池電動汽車”:世界各國都在研究車用金屬燃料電池,均處于保密階段。我國也有金屬燃料電池的實際應用, 如上海和北京應用的鋅空氣電池大客車。鋁空氣電池理論比能量為8178wh/kg,其各種新能指標均優于鋅 -空氣電池(理論比能量1360 wh/kg),在輕質金屬(Li、Mg、Zn、Fe等)類別中被認為是商品化的電池。

    本項目鋁空氣電池理論比能量為8100 wh/kg,鋰空氣電池比能量zui高,是*研究的熱點,但安 全性是其zui大的難題,而鋅空氣電池比能量太低,經濟上沒有商業化意義,鋁空氣的比能量僅次于鋰空, 沒有安全性隱患,是合作雙方均認可的方向,在90年代實際裝車系統比能量為180~200 wh/kg,體積比能量為250wh/kg。是目前能量密度zui高的電池之一,其用錳系催化劑可以大大降低電池的成本,負極材料鋁合金的制備工藝和鋁的儲量都可以支撐鋁空電池大批量產業化,陽極空氣電極根據不同的使用 要求和場所可以達到2000~5000小時的壽命,電解液為中性鹽溶液或堿性氫氧化鉀材料,價格便宜,制備工藝簡單。

    附件:2 “十三五”氫能源FCV---“新能源、新氫能、新交通”鹽城產業規劃可行性報告

    新能源取代傳統能源是鹽城汽車產業發展必由之路,尤其鹽城具有豐富廢氫燃料1.5萬噸及可制氫產業具有一定規模,如果在氫燃料能源技術方面突破,將建成鹽城氫能源燃料電池汽車產業基地成為可能。   

    氫能源燃料電池汽車是鹽城新能源汽車的發展主攻方向,相比新能源純電動汽車,燃料電池汽車在續航和加氫時間方面具有得天獨厚的優勢。   

    鹽城*嘗試在南北(東臺-響水)東西(大豐-建湖),貫穿鹽城境內,建成氫能源燃料電池汽車全國乃至示范效應的新能源交通網絡。“新能源、新氫能、新交通”成為國內外規模zui大的氫能源汽車運行、生產基地。

    一、氫能源燃料電池汽車整車方面鹽城運行規劃   

    鹽城*氫能燃料電池整車運行規劃:“東臺-響水”南北交通,“大豐-建湖”東西交通體系,前期推廣600臺大巴+600N臺物流車;同時在鹽城主要公共交通替50%:2016年1200臺,2017年3000臺,2018年8000臺,2019年3萬臺,2020年5-8萬臺,產值300億新能源汽車產業規模(新能源汽車占比:燃料電池汽車50%)。zui終目標是形成年產10萬套汽車燃料電池模塊、5000臺氫燃料整裝客車、3萬臺氫燃料物流車、10-15萬臺氫燃料乘用車產能基地。為了實現鹽城燃料電池汽車產業規劃:   

    首先,充分利用鹽城氫能源豐富資源,尋求國內外技術、資金、人才引進,將鹽城建成氫燃料電池汽車核心產業基地,為鹽城汽車產業更新換代作出長遠規劃;   

    其次,鹽城奧新、登達、起亞、中大等整車企業應把氫燃料電池汽車發展納入規劃,并切實加大投入,通過現有鹽城新能源產業園、長三角新能源汽車研究院、鹽城新能源汽車聯盟機制加強相關企業間在車輛技術、關鍵零部件供應商培育等方面合作,加快氫燃料電池汽車體系協同運作;   

    第三,要加大在氫燃料電池汽車發展方面的支持力度,鼓勵有條件的企業積極參與,為產業化創造條件,推動建立和完善氫燃料電池汽車及相關技術標準體系,積極參與相關標準制定;   

    第四,由于氫燃料電池汽車技術在國外,所以應加強合作和交流,力爭以多種形式借助科研資源、產業資源盡快縮小差距,提升鹽城氫燃料電池汽車發展水平;在相關科研資源要向氫燃料電池汽車關鍵技術領域傾斜,強化基礎研究,并會同整車、關鍵零部件企業加強市場化研究,集中攻克功率特性、壽命、冷啟動、續駛里程、成本等難題。   

    二、基礎設施及加氫站規劃   

    對新能源汽車儲能系統、燃料電池、驅動系統、整車控制和信息系統、充氫加注、試驗檢測等共性關鍵技術以及整車集成技術集中力量攻關,不斷完善科技創新體系基礎設施及加氫站建設。   

    為了加快氫能低炭交通在鹽城范圍內的普及,鹽城需要做好前期氫能站規劃建設,形成一定的“固定-移動加氫網絡”。預計2016-2020年建成9個加氫站(6個固定站、3個移動站,橫貫鹽城南北-東西交通路線);同時積極推進加氫站網絡建設步伐,目標在3年內完成30座加氫站的建設,加氫站分布合理,形成鹽城大市區、南北、東西交通公路核心區域連接“固定+移動”加氫網絡,打造氫能源交通體系先行旗幟??紤]加氫站初期建設費用1000萬元/座,政府現行投入一半以上,通過競標入股引入企業參與營運,讓加氫站初期投入政府投入,企業競標參股營運,實現氫能源交通體系建設步伐。   

    三、氫能源燃料電池產業條件   

    氫燃料電池汽車具有一定的產業條件,燃料電池堆和氫氣罐兩個關鍵總成部件具備產業化規模。氫能源燃料電池汽車產業化具備條件:   

    1、整車成本通過產業化降低成本;

    2、市場環境(油價,環境等因數)或政府政策導向,為*車輛提供前期扶持;

    3、加快氫站等基礎設施建設滿足燃料電池汽車日常的使用需求。   

    由于氫能源燃料電池發展在我國還處在探索階段,但我國尤其鹽城具有豐富氫能源資源優勢,發展氫能源燃料電池汽車需要我們奮起直追,保持與合作,同步發展,通過長三角新能源汽車研究院平臺和國內清華大學節能與新能源汽車工程中心合作,跟蹤世界zui前沿加拿大巴拉德技術(巴拉德公司是zui*的氫燃料電池研發和供應商),形成燃料電池模塊、整裝客車、物流車、乘用車的產能規模,建成具備較大規模氫能源燃料電池汽車城,同時讓鹽城成為中國乃至新能源汽車普及全面化示范智慧城市。   

    四、政策支持加快氫能燃料電池汽車產業發展   

    財政部、科技部、工業和信息化部、國家發改委發布《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》,對純電動汽車、插電式混合動力汽車的補助標準實施退坡機制,但對氫燃料電池汽車的補助標準并未進行下調,甚至個別車型還有所提高?!豆澞芘c新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》規劃提出,燃料電池汽車、車用氫能源產業與同步發展。氫能源燃料電池汽車的產業化是擺脫石油依賴,環境污染的*目標,只有在政府扶持及相關政策鼓勵下,推動氫能源產業發展,對氫能源重視通過規劃、政策、財政、補貼等綜合措施,給相關研發機構和生產企業充足財政補貼,預算2016年從現有3億元預算倍增3*3億元(整車企業、研發機構、營運單位)到真正產業市場化,政府通過股份化讓企業參與、退出機制實現商業化運行。起步預算3億帶動氫能源燃料電池汽車項目補貼政策計算:若以600公交、1200物流車地補總額2.5億基礎計算,平均公交20萬,物流10.8萬。5000萬的基礎設施補貼,國補2400萬,則基礎設施投入7400萬,平均每站1200萬?! ?/span>

    結合鹽城汽車產業規模,實現傳統汽車轉型新能源汽車,尤其氫燃料電池汽車產業結構提升,可以預計氫燃料電池汽車可以參照現有“氫燃料電池汽車中輕型大中型客車、中重型貨車的門類,補貼金額為30萬-50萬元。”預計未來國家、地方層面燃料電池乘用車、物流車國補15-20萬(2015國補+地補:純電動乘用車9萬、車13.5萬),地補實現1:1情況下,加氫站財政、補貼1000萬/站,快速發展氫燃料電池汽車發展成為強有力扶持。政策延續同時,氫燃料電池各類汽車到2020年補貼不退坡,且補貼延續至2030年水平。為氫能源替代所有非氫能源汽車產業規模集聚能量,實現氫能源燃料電池汽車取代非氫能源汽車*目標。

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