中国工程院院士衣宝廉:预计国内明年将建成100座左右加氢站

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1月11日~1月13日,以“汽车革命与交通、能源、城市协同发展”为主题的中国电动汽车百人会论坛(2019)在北京钓鱼台国宾馆举行。本届论坛围绕汽车零排放和电动化变革、能源转化及传统能源公司转型、未来交通和出行变革图景、下一代汽车关键技术发展、汽车智能化和网联化趋势、核心供应链培育、汽车生产组织方式变革、国际创新对接、产业政策调整等热点问题进行研讨。

在本届峰会上,中国工程院院士衣宝廉发表了主题为《车用燃料电池技术》的演讲。其主要观点如下:

1.从电堆角度来看,现在的核心问题是提高功率电流密度和比功率;

2.燃料电池的工作方式是内燃机,燃料电池只是能量转化的场所,因此它的燃料是储存在储罐当中,所以燃料电池比较安全;

3.从国际上看,燃料电池已经进入了市场导入阶段,现在问题是没有大批量的生产线、成本比较高,受加氢站的制约,从电堆、燃料电池角度,最主要的任务是降低Pt用量,降低催化剂燃料电池的成本;

4.尽快实现关键材料、电催化剂、质子交换膜、膜电极三合一、双极板等批量生产问题,为降低电堆成本和提高电堆一致性奠定基础。

以下是其演讲实录:

尊敬的欧阳院士,各位领导、同行,上午好!我今天讲的题目是“车用燃料电池技术”,我认为我们中国的车用燃料电池技术要降低成本,在国际上有竞争力。从电堆角度来看,现在的核心问题是提高功率电流密度和比功率。

燃料电池的原理是电化学,跟锂离子电池完全一样,但是燃料电池因为发电原理是电化学,所以效率比较高,一般来说在车用是60%左右。

燃料电池的工作方式是内燃机,跟内燃机完全一样,燃料电池只是能量转化的场所,因此它的燃料是储存在储罐当中,所以燃料电池比较安全。我搞了一辈子燃料电池,从来没有发生过燃烧和爆炸的事故,一旦电堆出事情,只要把氢气切断电堆就安全了,所以燃料电池的工作方式是内燃机的,它的安全性比锂离子电池高。

燃料电池在车上用,即代替了内燃机,目前燃料电池都是低电压、大电流工作,所以通过DC/DC升压,电电混合,这是中国“863”万部长、欧阳他们提出来的,现在在国际内通用。如果要搞增程式,就避免不了锂离子电池爆炸的危险,采用电电混合,可以用超电容或者镍氢电池,所以燃料电池车比较安全。跟内燃机相比,油箱用氢瓶代替,内燃机是燃料电池发动机,排放物仅仅是水。燃料电池车跟电动车和插电式混合动力来比,它适合于大功率、长路程的运输,适用于公交车和重载车等交通工具。

到2017年中国有了两千多辆燃料电池车,昨天的报告说,2018年有1500多辆,所以我们现在能有2400多辆燃料电池车在运行,要赶上美国了。国际电池现状,2014年12月15日,丰田宣布开始销售,同时专利开始无偿使用,所以这对燃料电池发展有重大意义。

由于燃料电池乘用车受加氢站的限制,所以丰田跟日野合作做了燃料电池大巴,准备作为奥运会的通勤车。最近,丰田又开始跟美国的肯沃斯合作开发重载车,准备在美国的加州运行10辆,这是燃料电池车能够代替柴油车的一个重点方向。

从国际上看,燃料电池已经进入了市场导入阶段,发动机的功率大幅度提升,用70MPa气瓶已经可以跑500公里以上,负30度以上,基本上满足了要求,现在问题是没有大批量的生产线、成本比较高,受加氢站的制约,所以将来从电堆、燃料电池角度,最主要的任务还是降低Pt用量,降低催化剂燃料电池的成本。

从国内来看,从2007年一直到2010年的世博会,我们进行了大量的燃料电池车运行。世博会之后上汽又搞了创新征程,证明电动车适应中国的增程环境。

今年开始我们成立了氢能和燃料电池联盟,从资助任务上,我们在“十三五”期间资助了8.27亿元的费用,包括两个重大项目:一个是低成本的燃料电池堆及关键材料的技术研究与工程开发;另一个是潍柴的任务。

现在来看,在2018年,我国已经有57家企业、共86个车型入选,其中亿华通有23款、广东国鸿有20款。各个城市、省市开始行动起来,领头的是上海,上海准备有400—500辆商用车进行示范运行,规划建立三个平台,动力系统及零部件研发平台、氢能产业公共服务平台、燃料电池车运营保养中心。上海大通V80是世界上可以公开出售的第4个车型,轻型客车,售价为30万元。辽宁省新宾县买了60辆,已经开始示范运行。上汽也开发了荣威950,也已经公开出售。亿华通跟神力合作已经研制了3种类型的燃料电池发动机,都在装车示范运行。

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