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氢能作为能源的战略,我们会‘跑’得比任何国家都快

2019-04-04 15:08 出处:新华汽车网 www.qhnewsw.com


氢能作为一种绿色、高效的二次能源,应用广泛、前景广阔。也因此,氢燃料电池汽车成为我国新能源汽车产业发展的重要选项。但客观而言,我国氢燃料电池汽车目前尚处于起步阶段,产业规模较小,相关技术和日本、韩国等还存在一定差距。然而,从另一个层面看,我国是全球最大的新车市场,发展新能源汽车已上升至国家战略,这是我国发展氢燃料电池汽车的独特优势。

我们正式启动“中国氢燃料电池汽车产业大调查”专栏,从产业起步背景、技术路线、技术瓶颈、未来趋势等各个环节,逐级系统解构我国氢燃料电池汽车发展脉络。

3月15日,国务院新闻办举行了吹风会,在今年政府工作报告的83处修订中,有一条引起了业内的极大关注——“推动充电、加氢等设施建设”。氢能首次出现在政府工作报告中,这也让业界对氢燃料电池汽车产业今后的发展充满信心。

“我国在氢燃料电池汽车领域起步很早,尤其是在北京奥运会和上海世博会期间,可谓站在全球第一阵营。”同济大学校长助理、智能型新能源汽车协同创新中心主任余卓平坦言,“虽然前几年行业整体减少了这一领域的研发和投入,走了一段时间的‘下坡路’,但我们依然‘咬紧’国际先进水平。背靠较为成熟和完善的新能源汽车产业基础,只要氢能作为能源的战略确定,我们会‘跑’得比任何国家都快。”余卓平表示。

起步 向“电化学时代”迈出第一步

燃料电池是一种不经过燃烧,直接以电化学反应的方式,将燃料如氢气、天然气等和氧化剂中的化学能转化为电能的高效发电装置。最早可追溯至1838年,德国化学家尚班提出了燃料电池的原理,并刊登在当时著名的科学杂志上。

在20世纪50年代以前,燃料电池一直处于理论与应用基础的研究阶段,燃料电池的理论和类型不断丰富;到20世纪60年代,燃料电池引起了一些国家与军工部门的高度重视,美国联合技术公司的UTC Power通过引进培根专利,成功研制了Apollo登月飞船的主电源——Bacon型中温氢氧燃料电池;到了20世纪70~80年代,能源危机大大推动了燃料电池的发展,以美国为代表的发达国家开始大力支持民用燃料电池的开发,各种小功率燃料电池开始在宇航、军事、交通等各个领域中应用。

“最早成型的燃料电池汽车来自奔驰。”据余卓平回忆,1994年,这家发明了汽车的企业展出了一种不需要电池的新型厢式电动车,其发动机能量来自燃料电池中氢与氧结合发生的化学反应,直接产生电流。时任戴姆勒-奔驰集团技术研究主任的赫默特·韦乐自豪地提出:“我们处在一个新纪元的最前头,(这)可以与戴姆勒和卡尔·本茨制造的第一辆以内燃发动机为动力的车辆的时代相比。”

同一年,一辆由德国工业煤气公司Messer Griesheim和比利时发动机制造商Vcst氢公司联合开发的公共汽车在比利时投入使用,这款被命名为“绿色”的公交车是欧共体为降低城市汽车矿物燃料排放所投资的520万美元计划中的第一大成果,欧共体联合研究中心高级工程师、该氢能公共汽车项目负责人格里兹作出了“氢驱动的汽车最终将走向社会”的预言:“点火燃烧时代”将转向“电化学时代”。

燃料电池汽车很快在全球范围内引起了关注。1995年,一种由磷酸燃料电池为动力、可将大气氧和甲醇衍生的氢气转化成电和水的新型公共汽车被投放到了美国市场,与此同时,加拿大不列颠哥伦比亚省北温哥华市Ballard公司制造的以燃料电池为动力的公共汽车开始进行路试。

“我们最终能看到燃料电池的商业化,这一进程从去年就已经开始,燃料电池具有巨大的潜力。”时任美国加州电动研究所燃料电池项目经理爱德华·杰里斯如是说。

进阶 从“Necar 2”到“超越一号”

“最初,燃料电池汽车产品大多为商用车,原因之一是燃料电池系统太大,普通乘用车空间有限。”余卓平说,但随着技术的快速进步,燃料电池乘用车很快就问世了。

1996年,奔驰在柏林市波茨坦广场展示了一款名为“Necar 2”的概念电动车。尽管因为变速器和传感器还不太可靠,汽车在演示中数度抛锚,但汽车的发动机运转却相当平稳,奔驰公司声称,“Necar 2”是世界上首辆由燃料电池驱动的电动轿车。

这一时期,世界各大汽车公司都投入大量的人力、财力竞相研制和开发燃料电池汽车:如日本丰田打算开发以甲醇为原料,通过氢和氧的化学反应产生电能的燃料电动汽车;奔驰公司与欧宝公司则宣布其燃料电池汽车最迟将于2004年投放市场;大众集团也表示正在加紧研制开发以氢为燃料的电池汽车,并打算在两年内推出第一辆原型车,成为了继奔驰和欧宝之后,第三个正式宣布要发展以氢为燃料的汽车企业。



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