氢燃料动力锂电池进入加速商业化发展期?

2021-08-26      695 次浏览

氢燃料动力锂电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。


1839年,欧洲科学家WilliamR.Grove爵士将这一构想付诸试验,发明了世界公认的第一个燃料动力锂电池


在过去的一百多年里,受限于技术,同时也受内燃机的冲击,燃料动力锂电池未能推广开来。在交通工具多次演化、环保和节能越来越被重视的今天,燃料动力锂电池在我国经过漫长等待,开始迎来曙光。


八月二十五日,北京亿华通科技股份有限公司(以下简称亿华通)张家口基地首台氢燃料动力锂电池发动机正式下线,在当天举办的下线仪式上,亿华通副总经理、张家口加工基地总经理宋海英和清华大学汽车工程系副主任李建秋教授共同接受了我们的采访。


氢燃料动力锂电池进入商业化提速阶段


亿华通张家口基地规模较大,一期产线年产量2000台,二期年产达8000台。作为我国氢燃料动力锂电池发动机加工公司的领头羊,亿华通张家口基地的投产是我国氢燃料动力锂电池商业化提速的一个标志。


然而,氢燃料动力锂电池在我国的发展是一个循序渐进的过程,走到今天并不容易。李建秋教授将我国氢燃料动力锂电池的发展过程分为三大阶段:第一阶段(约2001年2005年),当时的燃料动力锂电池、动力锂离子电池、驱动电机等都不成熟,更多是概念性的东西。当时我们(亿华通)与福田组装的第一辆车,燃料动力锂电池系统就占了大半个车厢,座位不得不拆掉一部分,李建秋回想说。


第二阶段(约2005年2010年),重点围绕燃料动力锂电池加动力锂离子电池这一电电混合动力系统开展研究。这个时期,零部件成熟度不断提高,动力锂离子电池、电机技术也在提升,尤其是经过2008年奥运会一整年的示范运行,混合动力系统的构型基本固定。


第三阶段(约2010年2015年),针对燃料动力锂电池本身的可靠性、耐久性和成本开展攻关。


现阶段(2015年~)国内氢燃料动力锂电池公司陆续建设加工线并进行产业链布局,氢燃料动力锂电池向商业化迈进。比如,亿华通不仅在张家口投入10亿元人民币建设氢燃料动力锂电池发动机加工基地,还计划在山东滨州、湖北武汉等地陆续进行布局。


然而,我国氢燃料动力锂电池的发展,在技术上同国外相比还是存在不小的差距。据了解,国外质子交换膜燃料动力锂电池最长寿命已达到40000~60000小时,我国今朝大概5000小时,2020年大概做到10000小时,2025年大概做到20000~25000个小时,到那时氢燃料动力锂电池可以做到与车辆等寿命,这将大大提高消费者的接受程度。


加氢站难题的破解之道


氢燃料动力锂电池汽车的推广与纯电动汽车有所不同,纯电动汽车只需在电网倾覆之处建设充电桩,即可完成基础设施建设,而氢燃料动力锂电池汽车则要建设加氢站、制氢厂等一系列设施。建设加氢站的成本比充电桩要高出许多,这也是燃料动力锂电池汽车推广难的一个紧要原由。


李建秋表示,依据加注氢气的能力算,一天加注200公斤氢气的加氢站,不含土地成本,目前要1000万人民币左右。倘若要支持70兆帕的加氢站,费用会更高一些。


面对加氢站如此高昂的建设成本,不必望而却步。业内专家认为,加氢站可以新建,也可对现有的加油站进行升级改造,加油与加氢可同时运营。在氢燃料动力锂电池汽车尚未大规模推广的阶段,以加油为主,这样可以维持运营,在氢燃料动力锂电池汽车多起来之后,就以加氢为主。当然,在城市中,也可以执行加氢站与充电站混合运营,打造一个纯电驱动、零排放的交通体系。


亿华通副总经理、张家口加工基地总经理宋海英表示,在2020年之前,张家口将建设19座加氢站,并将所有公交车辆换为氢燃料动力锂电池汽车。亿华通2017年将交付150辆燃料动力锂电池汽车给张家口,公司与清华大学合作建设制氢厂以及3座加氢站,将于2018年初建成。


氢燃料动力锂电池难掩光芒


除加氢站之外,氢燃料动力锂电池的加工成本和使用成本也颇受关注,它的优点也非常分明。


李建秋表示,目前,氢燃料动力锂电池发动机的加工成本为10000~15000元/kW;倘若加工线全开,年产千台机以上,成本会下降到6~8成;倘若年产10万台,成本则可以下降到1000~2000元/kW,倘若按正常速度发展,亿华通2025年可以达到这一规模。氢燃料动力锂电池发动机的加工成本笔直影响到氢燃料动力锂电池汽车的售价,从而影响消费者的购买选择。


与纯电动汽车相比,氢燃料动力锂电池汽车的优点比较分明。比如,冬季气温降低,纯电动要为空调等系统供电,其续航里程必然要打折扣。而氢燃料动力锂电池车在不影响续航里程的同时其出现的余热为乘客舱保温,比纯电动更加节能。


此外,氢与电之间的氢电互动也是氢燃料动力锂电池的一大优点。当太阳能、风能发出的电存储不下时,可以采用电解水制氢,把氢气作为电能的存储的载体(无损耗),用电高峰时,再用氢气发电,此为能源端的氢电互动;燃料动力锂电池也可以在紧急情况下用来为建筑等供电,这则是车载端的氢电互动。


纯电动和氢燃料动力锂电池各有其适用范畴。短续驶里程和紧凑型轿车会以纯电动为主,SUV、大型车或续驶里程在400公里以上者,燃料动力锂电池汽车较有优点。将来,燃料动力锂电池和纯电动将各有其细分市场,二者相互配合,共同打造纯电动、零排放的交通体系。


呼喊国家出台区域示范政策


2009年元月,国家科技部、财政部、发改委和工信部共同启动了十城千辆节能与新能源汽车示范推广使用工程(简称十城千辆示范),通过供应财政补贴,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行。客观地讲,这一政策为我国新能源汽车产业链走向成熟并在全球获得领先地位立下了汗马功劳。


氢燃料动力锂电池产业链的发展也要这样一个过程。据了解,无论是上汽集团、福田汽车、宇通客车这些氢燃料动力锂电池整车公司,还是亿华通等氢燃料动力锂电池发动机加工公司,都未做到大规模加工,而规模化又笔直制约着降成本和产业链的形成。因此,氢燃料动力锂电池也要类似十城千辆这样一个示范,选择氢能资源丰富的区域,通过规模化加工,降低成本,形成产业链条。


此外,氢燃料动力锂电池相关公司在前期要做大量投入,业内希望在国家补贴不退坡之外,重点区域的地方政府能够加大补贴和扶持力度。


氢燃料动力锂电池节能、环保的特性毋庸置疑,它将是将来电池范畴的紧要一极,但它的发展要政府、公司和消费者的共同呵护。与国外相比,我国的氢燃料动力锂电池发展还存在差距,这就要各方努力,尤其是政策上要供应相应的支持,培育氢燃料动力锂电池发展所要的环境和土壤。


我国氢燃料动力锂电池的发展与国外的差距客观存在,我国的氢燃料动力锂电池发展好了,这个范畴被国外垄断的概率也就变小了。


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