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李偉(wěi):我國氫氣安(ān)全法規太嚴格,阻礙產業發展

來源:汽車工程師 更新:2019-02-27 17:14:29 作者: 瀏覽:4644次

李偉博士畢業於美國阿(ā)拉巴馬大學化工係,曾任美國休斯敦大學助理教授(博(bó)士生導師),現任浙江吉(jí)利汽車研究院有限公司燃料電池動力係統總(zǒng)工程師。在國內外知名研究(jiū)單位和公司從事燃料電池技術的研發近20年,涉及整個產業鏈。作為核心成員參與和主持過8項國(guó)家級重點項目(中國和美國(guó)),總資金規模達到5000餘萬元。

以下是李偉博士(shì)接受的相關采訪:

1. 問: 氫能作為目前多能源傳輸和融合交互的紐帶,也被認為是目(mù)前全球技術革命(mìng)的重要方向。您認為氫(qīng)能源是否可以成為未來社會的主要能源?從技術和產業開發的角度,目前氫能源和燃料電池汽車(chē)產業的發展會呈現(xiàn)出怎樣的趨勢和特點?

李博士:發展清潔的(de)可持續的能源是國家能源安全和多樣性的保障。氫能是清潔的可再生能源(yuán),其來源多樣、產量大(dà)、而且相對安全,是未來清潔、可持(chí)續社會的理想能源。氫(qīng)能可(kě)以連接諸如太陽(yáng)能、風能、生物質(zhì)能等多種清潔能源,在日常生活和產業活動中普遍利用,從而形成氫能社會。

氫(qīng)燃料電池汽車是終極的(de)清潔能源汽車,是氫(qīng)能社會的主要構成部分(fèn)。燃料(liào)電池效率高,是氫能發(fā)電(diàn)的最佳利用途徑,但是目前燃料電池(chí)的成本很高,一個有效降低其成本(běn)的方(fāng)法是提高(gāo)產量。

汽車是一個很好的切入點,通過補貼政策,促進燃料電池(chí)汽(qì)車的規模化生產,從而大(dà)幅度降低燃料電池(chí)成本,提升其技術,推動氫能社會的建設和(hé)發展。

燃料(liào)電池汽車產業的最主(zhǔ)要特點是技(jì)術含量高且產業鏈長,其技術水平和國家(jiā)工業體係及基礎是密切相關的(de)。

因此我認為(wéi)其技術水平的提(tí)高不會是一蹴而就的,而(ér)是需要一個積累的(de)過程(chéng);但是其(qí)產業鏈的(de)建設可以通過相關(guān)政策的支持和(hé)引導來加速,如國(guó)家能源規劃、新(xīn)能源(yuán)汽車補貼政策(cè)等。

在中國,大(dà)家一致認為燃料電池汽車的商業化將從商用車開始,因為商用車的路線固定,在加氫站極度短缺的(de)情況下可以運營;而對於乘用車的(de)商業化,目前沒有很好的想法。

前些天,我中科院(yuàn)的老領導談了他的想法,他認為燃料(liào)電池乘用車應該從高附加值的車型(xíng)著手進行開發和推廣,因為買(mǎi)此類高(gāo)附加值的豪華新能源轎車的用戶(hù)對加氫站布局(jú)的成熟度不敏(mǐn)感。

通過開發高端產品,提高產量並降低成本,進而推廣(guǎng)大眾產(chǎn)品。這和特斯拉的推廣策略是一致的,也是有(yǒu)效的。

2. 問:全球很多大車企都開發過氫燃料電池汽車,為何隻有(yǒu)韓國現代汽車、日本豐田和本田三家車企實現燃料電池乘(chéng)用車(chē)的量產並商業化?為何近期全球各大車企都紛(fēn)紛(fēn)投資電動汽車?

 

李博士:氫燃料電池汽車是終極的清潔能源汽車。近二十年裏,全(quán)球(qiú)大多大車企(qǐ)都嚐試過開(kāi)發,但是因為其技術難度高、產業鏈長,性能和成本一直很難(nán)達到商業化(huà)的標準,因而很多車企都(dōu)淺嚐則止。

 

投入研發資源較多(duō)和時間(jiān)較(jiào)長(zhǎng)的車企有美國通用汽車、德國奔馳汽車、韓國現代(dài)汽車、日本豐田和本田等車企,但最終(zhōng)實現量產並商業化(huà)的車企依次是韓國(guó)現代汽車(2013年)、日(rì)本(běn)豐田(2014年)和本田(2016年),其中豐田的“Mirai”(“未來”牌(pái))燃料電池汽車的技(jì)術最為成熟可靠。

 

奔馳和寶馬公司計(jì)劃分別在2020年和2025年實現量產和商(shāng)業化。

 

韓國現代汽車、日本豐田和本田三家車企能率先量產和商業化的(de)原因是在於他們的堅持和產業鏈的協(xié)作。

 

首先,他們(men)的堅持是基於他們對技術發展趨勢和(hé)方向的(de)紮實的(de)前期調研和準確把握。

 

譬如,豐田汽車通過將員工派往全(quán)球(qiú)各大知名燃料電池研究單位(wèi)開展合(hé)作來把握燃料電池技術的發展。

 

其次,韓國和日本的大企(qǐ)業及財團模式有(yǒu)利(lì)於供應鏈的培育,從而率先實現技術和成本達到商業化的目標。

 

韓國現代和日本豐田的成功開啟了全球氫(qīng)燃料電池(chí)汽車產業化的序幕,目前還(hái)處於產業化的導入期,其發展速度受製於加氫站網絡的建設。

 

加氫站網絡建設是一個從0到(dào)1的過程,而電動(dòng)車所需的電網(wǎng)已(yǐ)經存(cún)在,其(qí)充電站的建設實際上(shàng)是一個1到100的過(guò)程,因而電動汽車的前期發展(zhǎn)比(bǐ)較容易,這(zhè)也是(shì)為何近期全球各大車(chē)企都紛紛投資電(diàn)動汽車的主要原因。

 

當然,各大車企也都(dōu)關注和重視燃料電池汽車的(de)開發,隻(zhī)是時(shí)間表有所不同。

 

 

3. 問(wèn): 你怎麽看(kàn)燃料電池汽車和電動汽車之間的關係?未來的發展路徑(jìng),是否是氫燃料電池(chí)汽車會(huì)與純電動汽(qì)車長期並存?

 

李博士:業界較一致的(de)觀點是燃料電池汽車和電(diàn)動(dòng)汽車是互相(xiàng)補充、長期並存的關係。一般(bān)認為燃料電池技術適合重型的、長續航裏程的汽車;而目前的鋰離子電池則適合(hé)輕型的、較短續航(háng)裏(lǐ)程的汽車。

 

這可以從增加續航裏程的(de)模式來理解,即要增加續航裏程,電動(dòng)汽車需要增加鋰離(lí)子電池,其增加是線性的;而燃料電池汽車則隻需增加氫(qīng)氣瓶的體積或數量即可。一般認為350-400公裏的續航裏程是一個(gè)分界點。

 

 

4. 問: 張家口“11·28”重大(dà)爆燃事故曾一度將氫能推向輿論的風口浪尖。隨後的調查顯示,氫能與該事故並無關聯。但由此也(yě)引(yǐn)發了各方對氫能安全問題的高度關注,正在提速發展的氫能行業應該如(rú)何更(gèng)好提升安全性?

 

李博(bó)士:首先,安全總是第一位的。發(fā)展新能源汽車首先要考慮的是安全。普通大眾對氫氣的認識是易燃易爆的,有人甚至把氫氣和氫彈聯係在一起。實際上,從(cóng)專業角度去了解,氫氣是比汽油和51吃瓜网都安全的,這主要緣由氫氣的極強(qiáng)逃(táo)逸和擴散能力。

 

氫燃料(liào)電池汽車已(yǐ)做過很多安(ān)全試(shì)驗(yàn),譬如碰撞、槍擊、火烤等,都不會引起(qǐ)爆炸,而且氫氣泄露燃燒的火焰是快速上升的,不會引起汽車的二次(cì)燃(rán)燒,坐在車(chē)內的人(rén)員是安全的。近二十年來(lái),估計有上萬輛燃料電池汽車(chē)在路上測試,還沒有爆炸事件的報道。

 

氫能行業和氫(qīng)燃料電(diàn)池汽車產業的發展除了技術上對(duì)安全進行嚴格要求(qiú)外,對大眾的氫氣安全知識的(de)科普也必不可少(shǎo),即向大眾闡明氫氣是相(xiàng)對安全的原理以(yǐ)及如何安全(quán)地使(shǐ)用(yòng)氫(qīng)氣的知識。

 

 

5. 問:您認為中國(guó)在發展氫(qīng)能和燃料電池產業方麵,在全球(qiú)範圍內處於怎(zěn)樣的位置?有哪些機遇和優勢,又存(cún)在哪些問題亟待解決?

 

李博士:我認為中國(guó)的氫能(néng)和燃料電池產業在全球範圍內在技術上處於中流的位置,而在規模上則處於(yú)第(dì)一梯隊。

 

氫能和(hé)燃料(liào)電池的技術水平和國(guó)家工業體係及基礎是密切相關的,目前高端(duān)的氫能設備都來自國外供(gòng)應商,譬(pì)如35MPa壓力的加氫站(zhàn)零(líng)部(bù)件(jiàn)已經國產化,但70MPa壓力的加(jiā)氫(qīng)站零部件則仍然依靠國外供應商。

 

國際(jì)上氫燃料電池產品的功率密度一般在3.0kW/L以上,而國內同類產品的普遍水平是在2kW/L。

 

但是,中國的氫能和(hé)燃料電池產業在規模上又是巨(jù)大的。首先中(zhōng)國是產(chǎn)氫大國,2015年產氫氣(qì)2200多萬噸,占世界總量的34%。

 

很多(duō)地區都有富餘的氫氣,如寧波每年(nián)有7.23萬噸的富(fù)餘氫氣可供燃料電池汽車使用。此外,中國目前的(de)棄水(shuǐ)、棄(qì)風、棄光現象非常嚴重,2016年全(quán)國棄水棄風棄光電量達到1100億度,折(shé)合氫氣220億標準立方(fāng)米(197萬噸),這些氫氣非(fēi)常廉(lián)價。

 

其次,在全球氫能和燃料電池汽車產業大發展(zhǎn)趨勢和中國政(zhèng)府相(xiàng)關利好政策的情況下,中國(guó)的氫能與燃料電池汽車產業迅猛發展。

 

2018年是中國燃料電池汽(qì)車的元年,全年燃料電池商用(yòng)車的產量超過1500輛。預計在2025年達到5萬輛,2030年達(dá)到100萬輛。

 

中國氫能和燃料電池產業的發展有很(hěn)多機遇和優勢。

 

首先(xiān)是(shì)政策上的利好。國家發改委(wěi)和能源局於2016年頒布了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》,將氫(qīng)能和燃料(liào)電池(chí)技術列入(rù)十五(wǔ)項重點發(fā)展技術。

 

同年,中國汽車工程學(xué)會發布了《節能與新(xīn)能源汽車技術路線圖》,提出了全國燃料電池汽車(chē)的發展目標,即2020年達到5000輛(示範運(yùn)行),2025年達到5萬輛(liàng),2030年要達到(dào)100萬輛(liàng)(大規模推廣)。

 

與此相應,國家和20多個省市已發布了燃料電(diàn)池汽車的規劃和補貼政策,國補對於燃料電池(chí)乘用車,給予20萬元/輛(liàng)的補貼,對於燃料電池小型貨車和(hé)客車,給予30萬元/輛的補貼,對於(yú)燃料電池大中型客車和中重(chóng)型貨車,給(gěi)予50萬元/輛的補貼;相應的地補與國補的比例(lì)範圍在0.2-1。

 

這些利好政策極大地推動了氫能(néng)和燃料(liào)電池汽車產業。但是仍然有很多問題需(xū)要解決。

 

首先(xiān)是氫(qīng)氣(qì)的(de)安全法規和管理辦法的改(gǎi)革。中(zhōng)國的氫氣安全法規比國際上的要嚴格(gé)很多,這(zhè)嚴重阻礙了氫能和燃料電池產業在中國(guó)的發展。

 

目前國家層麵正在參照國際的安全法規,推動將氫氣從危險化學品轉為能源產品進行管理的(de)改革。改革的(de)成功將會直接推動氫(qīng)能基礎設施建設的快速(sù)發展,進而推動(dòng)氫能和燃料電(diàn)池產業的迅猛發展。

 

其次是要加(jiā)強核心技術的開發(fā)以及產業鏈的培(péi)育。氫燃(rán)料電池汽車的核心是燃料電池,而(ér)燃(rán)料電池的核心是材料(質子交換膜、催化(huà)劑、碳紙(zhǐ)或碳布(bù)擴散層以及雙級板等)與組件(三(sān)合一電(diàn)極(jí)與(yǔ)雙極(jí)板)及(jí)規模(mó)化製備工藝。

 

目前國內燃料電池汽(qì)車(chē)產品中(zhōng)的燃料電池基本都采用國(guó)外公司的材料和(hé)組件,因此中國要發展氫能和燃料電池(chí)產(chǎn)業必須加強核心技術的開發。

 

同樣,我(wǒ)們燃料電池係統的輔助係統的關鍵零部件如(rú)離心式(shì)空壓機(jī)、氫(qīng)氣瓶及其瓶口組合閥等也大(dà)多是國(guó)外公司的產(chǎn)品,因此也必須加強開發投(tóu)入,培育產業鏈。隻有這樣,我們的氫能和(hé)燃(rán)料(liào)電池產業(yè)才能不受製於別人。

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