• 歡迎訪問上海政飛電子科技有限公司官方網站!
    客戶服務熱線: 021-52212899
    產品目錄
    聯系我們
    上海政飛電子科技有限公司
    地址:上海市寶山區滬太支路1398號1層
    您的位置: 網站首頁 >> 新聞資訊 >> 中國氫燃料電池汽車產業發展研究

    中國氫燃料電池汽車產業發展研究

    發布日期: 2018-05-14
    瀏覽人氣: 1768

     隨著中國汽車保有量的日益增加,能源安全和環境保護問題愈發凸顯,成為中國汽車產業可持續發展面臨的兩大挑戰。文章從政策和技術入手進行綜合分析,結合國內的實際狀況,提出我國燃料電池汽車產業發展的建議。

     近年來,氫能與燃料電池的研究受到各國關注,被視為未來世界能源體系的重要組成。中國是世界上zui大的能源生產國和消費國,已形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源和可再生能源全面發展的能源供給體系。

     隨著我國社會經濟的持續增長,能源消費需求總量不斷上升,石油、天然氣等進口依存度持續走高,2015 年我國石油對外依存度突破 60%,天然氣對外依存度已上升至 32.7%。能源進口依存度高,已成為我國能源安全的巨大挑戰,能源結構轉型勢在必行。

     汽車產業作為世界主要工業國家的支柱產業,是衡量一個國家綜合實力和發達程度的重要標志。氫燃料電池汽車不僅在能源發展方面具有重要作用,而且具有的環保性能和能量轉化效率。與純電動汽車相比,具有加注時間短、續航里程長等優勢,同樣是未來汽車工業可持續化發展的重要方向。

    1. 國內外氫能和燃料電池產業發展的主要政策

     氫能是未來能源系統的重要組成部分,各國紛紛將發展氫能提升到國家戰略層面,制定戰略規劃路線圖,探索產業化發展途徑。

    1.1 日本:政府堅定推進氫能和燃料電池發展戰略

     2014 年日本經濟產業省發布了《氫能與燃料電池戰略路線圖》,制定了「三步走」發展計劃,該路線圖于 2016 年進行了修訂。日本對氫能和燃料電池的支持政策主要包括研發、示范和車輛補貼等方面。

     在研發方面,2017 年日本經產省對燃料電池研發支持共計 129 億日元,包括燃料電池、加氫站、氫能供應鏈 3 個方向。在示范方面,2017 年開始固定式燃料電池示范由家庭應用擴大到商業和工業應用,計劃在 2020 年達到 1400 萬套規模,2030 年達到5300 萬套規模。

     在車輛補貼方面,實施新能源汽車綠色稅制政策,根據汽車種類和指標,車重稅和汽車購置稅可以享受 50%~100% 的減免,同時在加氫站建設方面給予大約 50% 的補貼。據統計,2014 年日本對國內所有加氫站的補貼總額高達 72 億日元(約合 6000 萬美元)。

    1.2 歐洲:促進「交通與氫能」融合,持續穩定支持氫能和燃料電池產業發展

     歐盟 2016 年發布的《可再生能源指令》等政策文件均提出將能源作為能源系統的重要組成部分,正在推進的《燃料電池和氫能實施計劃》的實施周期是 2014~2020 年,主要目標是到2020 年實現氫能和燃料電池在固定式能源供應和交通方面的應用。

     重點支持方向包括交通產業:道路交通、非道路交通和機械、基礎設施等;能源產業:氫氣制備、運輸、儲能、發電、熱電聯產等。

    1.3 美國:隨著上臺,氫能和燃料電池支持政策方面出現大幅波動

     2015 年底,美國能源局向國會提交了《2015 年美國燃料電池和氫能技術發展報告》,肯定了未來氫能市場的發展潛力,大力投資發展先進氫能與燃料電池技術。

     據統計,美國僅 2016 年內就有10 個州頒布相關政策,支持燃料電池產品逐步投入市場,包括氫燃料電池汽車稅收減免,在工廠、居民區等地安裝部署燃料電池發電系統等。

     此外,根據美國聯邦公路局公布的「國家替代燃料與充電網絡」規劃,美國全境 35 個州將形成以 55 座加氫站為基礎節點的「氫能網絡」,加利福尼亞州、科羅拉多州、佛羅里達州、紐約州、威斯康辛州等 10 個州將啟動建設工作。

    1.4 中國:政府強力支持氫能與燃料電池汽車產業發展

     我國《「十三五」戰略性新興產業發展規劃》、《能源技術革命創新行動計劃(2016~2030 年)》、《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012~2020 年)》、《中國制造 2025》等國家頂層規劃都明確了氫能與燃料電池產業的戰略性地位,紛紛將發展氫能和氫燃料電池技術列為重點任務,將氫燃料電池汽車列為重點支持領域。

     2016 年工信部組織制定的《節能與新能源汽車技術路線圖》明確提出:

     在財政支持政策方面,氫燃料電池汽車是新能源汽車中的重點補貼對象,不僅補貼金額zui高,而且幾乎不退坡。

     2017 年,上海市在國內發布了《上海市燃料電池汽車發展規劃》,明確提出:

     2025 年建成加氫站 50 座,乘用車推廣不少于 2 萬輛、其它特種車輛推廣不少于 1 萬輛。

    2. 氫燃料電池汽車產業發展現狀與趨勢

    2.1 整車

     2014 年 12 月,豐田 Mirai 燃料電池轎車上市,標志著氫燃料電池汽車技術實現重大進步,氫燃料電池汽車的技術已經從基礎研究、樣車示范進入工程化、商品化發展階段。據統計,2016 年,氫燃料電池汽車銷量為 2312 輛,與 2015 年相比,增幅為 225%。主要有 3 款車型:豐田 Mirai、本田Clarity、現代 ix35FC,其中,豐田 Mirai 銷售 2039 輛,主要用于運營。2017 年,還有少數車企計劃推出氫燃料電池商品車,但預計總銷售量不會超過 5000 輛。

     國內在燃料電池乘用車方面,投入研發的主要企業是上汽集團,已完成前后四代氫燃料電池轎車的開發。在國家創新工程支持下,上汽氫燃料電池轎車在動力性、續駛里程等性能指標方面取得了重大進步,已累計實現 81 輛示范運行,部分車輛在 2014 年參加了上汽的「新能源汽車*行」全國巡游,歷經 10000 km 的實際路試,通過各種地形、海拔、環境氣溫的綜合考驗。國內外典型氫燃料電池轎車對比如表 1 所示。

    表 1 國內外典型氫燃料電池轎車對比

     在燃料電池商用車方面,十三五之前國內主要有上汽、北汽福田等企業采用自主研發的電堆開發了相關整車產品,先后參加了 2008 年北京奧運會、2010 年上海世博會、2010 年新加坡首屆青奧會,初步驗證了燃料電池客車的功能和可靠性。

    圖 1 2017 年國內燃料電池汽車分布

     十三五開始后,國內更多商用車企業涉足氫燃料電池商用車開發,近年來已初步具備小批量生產能力。據統計,2017 年全國共有 10 家車企的22 款燃料電池商用車進入當年新發布的推薦目錄,車型款數zui多為城市客車。2017 年全國燃料電池商用車產量為 1226 輛,其中產量zui大車型為物流車,物流車產量zui大企業為東風公司,普通客車產量zui大企業為上汽大通,公交客車產量zui大企業為佛山飛馳,如圖 1 所示。

     2.2 關鍵零部件和材料

     中國在氫燃料電池電堆及其關鍵材料領域已初步形成產業鏈,但技術成熟度差距較大。

     在技術路線方面,車用氫燃料電池電堆都選擇了質子交換膜體系,金屬板電極和石墨板電極并存。

     目前國內具有完全自主知識產權的電堆主要由大連新源動力提供,國外企業通過在國內合資建廠組裝電堆為國內系統企業提供電堆,但膜電極等核心零部件仍掌控在外方手中。

     商用車的氫燃料電池系統采用的是石墨板或者復合板,還沒有采用高功率密度的金屬雙極板。石墨板電堆在性能上近年來有較大提升,但與金屬板電堆仍有顯著的差別,雖然目前成本較低,但從加工便利性和材料發展趨勢分析,金屬板成本會低于石墨板。

     在壽命方面,國產電堆壽命為幾千小時,國外已經達到上萬小時,但國外電堆對空氣質量要求很高,能否適應國內空氣質量條件尚有待驗證。

     在氫燃料電池關鍵材料和其他零部件方面,如催化劑、質子交換膜、碳紙、空壓機、氫循環泵等方面,中國與國外水平相比仍存在較大差距,有能力配套的企業少,技術水平較低,大多屬于空白或尚未成熟,需要采用進口材料,上也被少數企業壟斷,價格*。

     從系統成本來看,目前成本在 1~1.5萬元/kW 左右。

     從發展階段來看,目前中國氫燃料電池汽車具備小規模推廣應用條件。

     2.3 加氫站

     目前已經商業化運營的加氫站有 2 座,分別在北京和上海。已建成使用,尚未對外營業的加氫站有 6 座,分別在大連、佛山、云浮、中山、十堰、鄭州等地,部分加氫站情況如下:

     2.4 運營

     雖然中國氫氣來源非常廣泛,但車用高純氫的來源并不豐富,價格沒有優勢。由于產業化應用的供應鏈體系未形成,導致加氫站建設緩慢,車用高純氫價格過高。嚴重阻礙氫燃料電池汽車示范運營。

    (1)國內車用高純氫來源

     中國的氫氣生產主要來自煤、石油和天然氣等化石燃料轉化制氫,各種工業生產的尾氣回收或焦化廠、氯堿廠副產氫以及水電解制氫等。由于儲存和運輸困難,大部分的氫氣都采用就地制取和就近消費方式。

     根據 2007 年統計數據,中國煤制氫713 萬噸、天然氣制氫 288 萬噸、重油制氫 244 萬噸;副產氫資源中,煉焦和鋼鐵行業副產氫 533 萬噸,制堿工業副產氫 42 萬噸。

    (2)車用油、電與氫使用成本對比

     與傳統車和電動車比較,氫燃料電池汽車的氫氣成本相對較高,并不具有市場優勢,這與高純氫應用市場較小、廠家提純副產氫時需要投資 1000 多萬建設提純設備有關。

     在氫燃料電池汽車推廣初期,除了專業氣體公司,副產氫廠家并沒有投資建設高純氫的意愿,高純氫的生產成本過高,不利于氫燃料電池汽車的推廣應用。

    (3)氫價組成分析

     除了「出廠價+運費」的價格,氫價還應包括加氫站成本,如土地費用、加氫站建設折舊費用、加氫站人工費、運行維護費用等項。

     以法液空投資為例:建設 4800 m^2,400 kg/d,35 MPa 加氫站,總投資 2500 萬元(含土地費 200 萬元,設備費 1500 萬元,余為基建費用)。加氫成本為 3 元/Nm^3,其中,所有投資折舊占加氫成本 30%,加氫站操作人員費用占加氫成本 30%,運行維護費用占加氫成本 30%,余為其他費用。

     從以上分析可知,實際氫價已遠遠超過商業運營能夠承受的范圍。

    3. 我國氫燃料電池汽車產業發展存在的主要問題

     3.1 產業鏈建設不完善,部分關鍵材料和零部件缺乏量產能力

     目前,我國氫燃料電池汽車產業鏈已形成雛形,但產業鏈體系建設尚不完善,尤其是部分關鍵零部件和材料尚不具備量產能力,需要依賴進口,如質子交換膜、催化劑、碳紙/碳布、空壓機、氫噴射泵等,進口價格高昂,阻礙了國內燃料電池產品的產業化進程。其中質子交換膜基本被杜邦、3M、戈爾公司等*壟斷,進口價格高達 600 美元/m^2,國內公司的質子交換膜產品尚處于試驗階段。

     在燃料電池產業起步初期,采用進口部件組裝是可行路徑之一。但若長期依賴進口,自主化水平得不到提升,燃料電池產業將陷入技術空心化境地。如果為了利用國家支持政策獲得補貼,不深入研究技術,不嚴謹開發產品,將對燃料電池產業發展產生重大打擊。

    3.2 氫源產業鏈尚未建立,車用高純氫價格高昂

     雖然我國氫氣年產量已逾千萬噸規模,位居世界*,工業副產氫資源豐富,可再生能源棄電量龐大,為我國開展大規模副產氫提純和電解水制氫工作提供了優勢條件,但氫源產業鏈尚未建立完善。

     目前國內從事氫氣提純的企業較少,生產規模不大,車用高純氫產量不足,而且分布不均;國內氫氣運輸當前只能采用管束車或高壓氫瓶運輸,運輸成本高昂。加氫站的關鍵零部件,如加氫槍、高壓管線、管件、閥門等,當前仍需依賴進口,大幅度提高了建站成本,延長了建站周期。以上因素導致氫氣終端銷售價格居高不下,嚴重阻礙氫燃料電池汽車推廣應用。

    3.3 政府鼓勵氫燃料電池汽車產業發展,但缺乏配套措施

     2016 年 12 月,財政部等 4 部委發布《關于調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,明確提出,除燃料電池汽車外,各類車型 2019~2020 年中央及地方補貼標準和上限,在現行標準基礎上退坡 20%。從補貼政策看,國家鼓勵扶持燃料電池汽車產業的態度非常明確。

     氫燃料電池汽車產業發展需要組合式扶持政策,不僅需要購置補貼,更需要在氫氣制取、加氫站建設和車輛運營等多方面給予配合支持,如國家對充電基礎設施建設有明確的鼓勵政策,對于加氫站建設的支持原先有 400 萬元的支持,卻在后續政策中取消了。

    3.4 加氫站建設審批缺乏規范,企業面臨重重困難

     目前我國缺少國家層面的規范化的加氫站規劃建設審批規定,地方在審批加氫站建設時無據可依,需要各自索,造成各地主管部門和審批流程不統一,企業需要耗費大量的人力物力和時間成本,與各個城市單獨洽談。

     由于沒有明確統一的流程,審批效率極其低下,國內加氫站從選址規劃到建設完工,平均需要 2年時間,甚至個別地方耗時 5 年還在推進過程中。

    4. 燃料電池汽車發展政策建議

    4.1 加強部際協同,完善頂層設計

     發展氫能和氫燃料電池汽車產業需要發揮舉國之力,進一步明確國家戰略導向,構建高層次協調機制,在政策層面統一步調、形成合力、做好引導。

     由于燃料電池產業鏈長,從研發制造、基礎設施建設到消防安全、財政補貼,相關責任部門極多,在國家層面涉及發改委、工信部、科技部、能源局、財政部等多個部委,其中許多環節需要多個部門配合協同,制定出有針對性的、有效的、合理的支持政策。

     在基礎設施建設方面,對標日、美、德等國,由主管部委牽頭,從上而下制定國家規劃,充分組織協調能源、氣體、汽車等有關大型企業,建立完善的加氫站建設、氫氣供應、加氫站運營體系;同時明確地方加氫站建設審批主體、理順責任關系、規范審批流程。

    4.2 突破核心技術,優勢區域示范

     在整車研究方面,應大力促進整車企業在燃料電池汽車方面的研發投入,以整車為,帶動整個產業鏈的建設和完善。

     在系統研究方面,加大輔助系統關鍵零部件技術研發力度,重點突破空壓機、氫氣循環泵、增濕器、DC/DC 變換器等關鍵零部件技術,進一步完善關鍵零部件技術鏈。開展氫燃料電池電堆、關鍵零部件、發動機系統集成等方面的測試技術和指標體系研究。

     在電堆研究方面,加大關鍵材料和部件的基礎研究投入,設立氫燃料電池重點創新工程專項,突破氫燃料電池電堆關鍵技術,重點突破催化劑、質子交換膜、膜電極、雙極板等核心技術研究,提高電堆產品的性能和壽命,降低成本。

     在示范推廣方面,現階段氫燃料電池汽車應重點在有一定技術和產業基礎,而且氫源豐富的地區,有序開展氫能應用和氫燃料電池汽車示范運營。通過一定規模的使用促進技術、產業鏈成熟,加快提高燃料電池系統的性能水平,促進形成車用氫能供應體系,大幅降低車用氫能成本。

    4.3 法規標準,科學評估調整

     目前我國氫能與燃料電池產業標準涉及汽車行業、電池行業和氣體生產行業等,基本處于主管部門「各管一攤」局面,應由國家層面牽頭,統籌協調各方標準訴求,促成機構間形成有效銜接,進一步完善我國氫能應用與燃料電池產業相關標準體系。

     由于氫氣一直作為高度危險品進行管理,部分標準與法規已與技術發展不相一致,應在經過嚴密驗證后,科學評估安全風險,在保障安全的基礎上,結合實際需要逐步適度調整。

    分享到:
    上海政飛電子科技有限公司
    Copyright ?2017 - 2018 上海政飛電子科技有限公司 備案號: 滬ICP備15034321號-2

    聯系我們

    contact us

    張經理

    咨詢電話

    17721345090

    掃一掃,關注我們

    返回頂部




    国产美女裸体视频全免费
    掃一掃訪問手機站掃一掃訪問手機站
    訪問手機站