一、氢燃料电池产业的发展历程
国家对燃料电池这个行业一直以来都比较重视,但是最近一两年对这个行业的推广和政策方面确实有加速的趋势。刚才讲到关于技术、产品竞争力和路径方面,那么接下来从几个方面给大家普遍介绍一下。首先说一下燃料电池技术的现状,也包括国内和国外。燃料电池本身的技术是一百多年前就发明了,但是到今天还没有商业化,中间经历了两起两落,第一起是在能源危机的时候,1973年OPEC组织对石油的限产,造成了对能源供给各种形式的能源必须统一考虑的情况,交通领域也受到了一定的影响,从那个时候开始考虑是不是能够用其他的能源来支撑交通领域有一个起伏,但是那个时候还没有到试验阶段,只是在技术研发阶段,你可以看到行业技术专利的发展,在那个阶段有很多专利。
燃料电池第一个应用是在航空航天上,是在60年代的时候,因为航天需要电和水,燃料电池既可以产电又可以解决饮水的问题,第二次是2000年左右,2000年有很多搞燃料电池的公司,技术的进步认为更加接近于市场,从成本和性能方面更有商业化的可能,所以说又有一波,当时人们认为五年之内就可以实现商业化,技术上也有很大的进步,但是后来因为石油价格从150美元降到了50美元以下,所以那个时候又没有起来。现在这一波应该是第三波了,它驱动的因素除了能源,尤其在中国属于环境和政策的驱动,在国外关于技术的研发和车辆的商业化的推动,在低潮的时候剩下的都是大的车企,它认为从长期的战略定位来说,它早晚都是要实现环境和能源,能够满足可持续发展,因为石油被定义为一次性能源,即使没有枯竭,它的价格也会越来越高,所以它们一直没有放弃,但是低潮的时候有很多小的公司就没法支撑下去了,就转行做电池了,剩下的几家今天我们知道的,都是那个时候赶上第二波上市了,就是2000年左右,这些公司通过不断的融资维持到今天。
二、氢燃料电池汽车的发展现状
从整个行业的技术状态来看,概括来讲国外已经处于技术和产品的成熟,目前主要还是进行市场的推广,还有一个就是在扩大它的应用领域,因为国外的技术路线一开始就是从高端入手,尤其是大的车厂,像通用、丰田这些,一直从材料、部件、系统到整车,它的研发是马拉松的过程,从整个完整的产业链开始布局,技术的门槛很高,首先在乘用车上开始应用。从今天丰田、本田、现代推出的这些车就可以看到,它都是乘用车,所以它的技术从规划那天开始就用的是乘用车的平台,为什么选择乘用车,就是它认为乘用车如果能用,将来往其他领域扩大,比如说商用车、叉车、物流车,甚至大卡车,以及船运、航空,都可以用它的核心技术进行市场的推广。
现在技术成熟了,商用车也在逐渐的扩大,虽然从乘用车进行推广,但是乘用车遇到了一个问题,从车这端没有什么问题了,但是从能源供给方面看会发现它跟不上,所以丰田推销一台车只有两个地方,就是美国和日本本土,它有部分的加氢站支持,慢慢再扩展到欧洲,现在也会考虑中国的市场。另外一方面,它觉得商用车的特性,在能源供给方面不像乘用车要建那么多加氢站,它是一个有区域性或者有线路、有规律的,站的数量不需要那么多,所以它也在考虑是不是有用它的技术和产品再往其他的领域扩展。
我个人认为国内现在还处于技术提升和产品的验证阶段,与国外的公司相比,我们所谓的产能建了多少,车辆进了多少还是属于产品论证阶段,不像丰田、本田这种公司,他们可以全球销售。国内现在需要解决的还是技术的先进性和产品的稳定性,也涉及到成本,但是你首先要做到产品的性能能够被客户接受,它的可靠性能够达到客户的要求,下一步也要解决成本的问题。所以说我认为燃料电池的状态是这样的。
三、主要的技术壁垒和国内外技术差异
主要的技术壁垒和国内外的差异大致总结了这么几点,第一,它的技术壁垒是对材料的要求,不像传统车的材料是在产业链中已有的,比如说被原来是金属材料,后来又是塑料,现在是碳纤维的材料。而燃料电池目前的技术壁垒,尤其是对中国来说就是材料,国内不管哪一家,包括搞的比较好的,所谓的国产化只是从部件往上有一部分是国产化,做的还是工程方面的一些工艺等东西,但是后面也要讲到核心的材料,比如说电堆有几个核心材料,它的催化剂、纸覆膜、镀层,从系统里面有空压机、高压的氢管道、碳纤维,这些东西都还是依靠进口,所以说这个技术的壁垒从根本上来说中国要想突破的话,长期拼的还是材料,因为在后面的过程中也会发现,当规模达到一定的程度,设备摊销摊薄了,剩下的主要成本还是材料,人工在这个行业占的比例并不是很高,将来要减少人工,实现设备的自动化生产也会解决。
还有一个是技术的本身,在车这个行业很多人都谈尺寸链,国外车企最好的加工的精度也就是控制在毫米以下,比如说零点几毫米的话精度就比较高了,但是燃料电池对加工精度的要求非常高,比如做高速运转的空压机的轴承,它的加工精度是要求微米级的,这样就带来了一个问题,我们做的是工业大量批量生产的产品,如果你的加工精度要求很高的话,成本是很难降下来的,技术要求也很高,还涉及到加工的设备等东西,所以这也是一个技术的壁垒。另外一个就是目前来说这个产业还没有到大规模,所以从装备来说还是以手工、半自动为主,没有完全实现整车厂生产线的自动化程度,所以说它对于技术进来商业化也是一个技术壁垒,但是中国集成工业和加工设备也在逐渐的提高,也在慢慢靠近国外先进的水平,但是这里面很多核心的东西还是依靠进口。
另外一个技术的壁垒跟我前面讲的有关,电堆之于燃料电池汽车像发动机之于传统燃油车,它是一个核心的东西,国外最开始做的是大功率的高精度的电堆需要一百千瓦以上,像丰田、本田、通用这些都是在一百多千瓦,国外因为要做这么大的功率现在还是很困难,因为前一阶段国家在归并路线的时候,国家鼓励大家都要做,所以说就采取了两种途径,一种就像刚才一开始讲的引进国外的电堆技术和产品,或者是产业线和设备,技术并没有引进。再一个是引进这些并不是国外第一梯队的技术和产品,因为它不会在这个阶段释放,只是为了自己的车的竞争。
国外的第一梯队都是大的整车企业,它一直坚持做核心的技术,引进的东西都是燃料电池公司做的,因为这些公司比第一梯队的技术差一些,首先它的工艺密度和功率没有那么大,所以就造成了国内出现的电燃混动,这也是中国特色。比如说一辆车原来是纯电的,它的纯电补贴是在逐年下降的,每年20%,如果把里边30%的电池拿下来放进燃料电池,它就可以被称为是燃料电池车,燃料电池就可以拿到更多的补贴,所以说有这方面的因素,另外一方面也是因为中国燃料电池的技术还没有达到大功率和全功率的,所以功率是靠电池,能量是靠燃料电池,所以弄了一个电燃混动的技术路线。
还有一个跟国外的差距就是我们电堆的可靠性、环境的使用性与国外的第一梯队还是有很大差异的,燃料电池公司搞的这些东西并没有在整车上,比如说某一家公司说我这个硅可以是五千小时、八千小时、一万小时的,它只是实验室的,有的时候实验室都没有做这么长时间的,只是一种推测,加速性的实验推测,像这些最终要到车辆在各种道路环境条件下进行验证,检验其是否可靠的,环境的适应性是否达到要求。说到环境的适应性,电池和燃料电池之争原来是一个途径,包括续航里程、燃料供给的时程,现在电池面临的瓶颈很大就是在低温环境下充放电的性能达不到要求,燃料电池在这方面在技术上是没有问题的,比如丰田的车做实验的时候做到37度,但是它在客户的车上使用的是30度,它甚至可以长期的存放在40度的环境里,在这方面就体现出燃料电池的低温特性,所以从技术和差距来说大致分了这么几大方面。
四、成本下降的路径
另外一个就是成本,现在这个阶段不管是引进的国外的车还是国内的,这个成本做商业化推广肯定是通不过的,中国前一段时间为什么出现了发展高潮,很多都是因为政策和补贴的驱动,我为什么说中国的技术不如人家,为什么突然一下比国外推进的很快又很热呢?跟补贴有很大的关系,一个商用车如果放30千瓦的燃料电池,其他用电池去配,既能够拿到中央政府的补贴和地方政府补贴,两项加起来有一百万,这样算下来这个车的成本甚至是负的了,所以大家都往这条路线上走,刚才提到20万是轿车,轿车就没有人搞,只有上汽有一个车型进了公告。所以从经济账来说,同样的30千瓦放到轿车上顶多拿20万,放到大巴车和吉普车上就是30万和50万,所以后来发现这种补贴是不利于技术的进步的,刚才讲到政策的调整,虽然补贴的额度没有调整,但是技术要求的门槛是在不断提高的,不然大家都是奔着补贴去,不要求技术进步了。
所以从成本上来说,如果用同样的材料,能产生同样的功率,成本就会有竞争的优势,所以技术的进步还是解决成本的一个关键的路径。单靠规模在一定程度就没有竞争力了,大家都可以上规模,就像电池一样,最后谁有核心技术谁就能够生存下来。另外一个就是规模的扩大,确实在目前来说,包括丰田在内,现在的产能没有那么大,它没有全部开放,最终的车间很多都是靠人工的,它没有上全自动化的整车产业链也是考虑到推广的速度,并没有那么激进,其实它有两个经验,一个是混动,公司从车本身的性能和驾驶习惯,存在燃料供给有什么差别,即使做了一款车推出来,它用了五年的时间才达到了百万辆,才达到了平衡,所以它认为氢能作为一个能源,还有氢燃料电池车也是全新的,即使这个东西好,它让客户接受,时间并不是爆发式的,所以它考虑的因素很多,并没有大规模的扩张。
但是这个最终的成本还是要靠规模才能够下得来,有很多的零部件大家可以共用,所以自己用自己的,这样的话规模也达不到几百万辆、几千万辆这种。从成本下降的结构来说,我可以用丰田做一个例子,丰田在2008年的时候推出来一款车,当时的价格大概是一亿日元,2015年新款车出来大概是500万元,这样算下来它在七年的时间里下降了95%的成本,我后来跟丰田的人聊未来下降成本的路径和结构,他说下降很大一部分还是靠技术的进步,下一代的用料会更少,另外一个规模也是一定的因素,也会有所帮助,它的目标基本上是五年一个目标,那个时候是2015年,当时说到2020年能达到四万辆,也是取决于日本要有更新的动作,燃料电池车的价格包括政府的补贴能够与混动车的价格相接近,再五年如果是20万辆,加氢站能够达到20%的话,价格在没有政府补贴的情况下可以跟混动车相接近,到2030年如果能达到80万辆900个加氢站的话,可以把燃料电池的成本降到跟传统车差不多,大致的结构是这样的。其他公司目前还没有完全制定价格的目标,车辆先出来试销看看市场的反应再决定后面推进的目标。
国内这方面的价格区间很大,我一开始也是了解了一下,比如说买国外的东西提供的那个系统大致是多少千瓦,国内一般是每千瓦多少钱,一开始差不多是一万块钱左右,现在定量多了一些,估计差不多每千瓦六七千元这样。BOE每年都有行业的进步,它的计算是基于八千万辆车,给了15%的利润,它的那些假设经过数学模型进行评估,原来说每千瓦50美金,现在是40美金,中国的差距更远了,离这个目标还会相差的更远,如果你按丰田的车来算,它里边的电堆是114千瓦,它卖的价格平均下来每千瓦也是高于BOE的,所以BOE的目标只是行业的风向标,大家要朝这个方向努力,如果达到那个目标,从价格方面就可以和传统车相对抗了。
五、国内氢燃料电池产业链现状
后面是关于产业链的事情,国外产业链现在是这样的,国外一开始也是单打独斗,各做各的垂直的商业方式,最后发现技术门槛很高、投资很大、商业化的周期也很长,所以它意识到这个东西无论实力多强继续坚持下去也会有很大的风险,所以互相之间达成了强强联手,宝马跟丰田,通用跟本田,大众、福特、尼桑形成了三大阵营,我的理解它的目的只有三个,一个是从技术方面可以互补,因为各自搞的东西,各个车企根据自己当时定的还是有不同的特点的,它们互相之间分出来之后合作,在技术方面有一些互补,比如说宝马一开始用氢作为燃料,用内燃机直接燃烧,但是它最后发现这个效率做到最佳还是跟用电驱动这个平台的没法竞争,所以它就放弃了,它已经丢失了五年,从零开始比较困难,所以当时它们组织了一个团队到全球各个厂家进行谈判,最后选定了跟丰田合作,像通用和本田在零部件方面有技术的互补。
第二个作用就是产业链的共享,因为各自的供应商和产业链出去都是给了很多开发费,专门为它开发某一些技术或者是部件,但是它是不对外的,而真正量产进行商用化,它觉得要降成本这个规模不够,所以说供应链的共享也是互相都有帮助的。第三个,我前面也提到了,新兴产业在发展过程中存在一个死亡之谷,在技术开发出来进行商用化中间是需要大量的投入,这个东西的风险还是很大的,它们之间比如说丰田和通用,一开始开发期间每年都投入差不多一亿美金,后面商用化大家要共同去做,所以风险是互担的,我理解国外是这样的一个情况,前期的开发到产品成熟以后就商业化了。
现在的产业链有一个新的趋势,原来被丰田或其他OEM锁定的大的供应商,它们并没有丢弃原有的核心技术,它们比较强势,跟它谈开发,它会针对你的要求开发,但是它的IP并没有被买断,它还可以利用它自己的技术,来为这个行业提供产品。比如说做空压机、氢泵、催化剂和膜的企业,它们利用前期跟大的公司合作,实际上它对这个行业有了非常充分的理解,他们发现如果这个行业在这个阶段已经开始有这个苗头了,它也在想怎么样能够扩大业务赚钱,它们现在纷纷都在利用它的核心技术,在研发一些材料或者部件,它的目的是想为整个行业服务,这跟传统的也差不多。比如说一个车灯开发主要各个车厂都可以用,它也是想抓住这个商机来为行业提供一些产品。以前像国外这些被锁定的供应商,你跟它谈它都不乐意的,我原来跟搞空压机的谈了两年最后才有回信,之前是很客气的拒绝你,说他们是比较忙,现在他们是主动找上门来——我们有这个技术看看是不是能够合作,这也是一个好现象,他们看好了中国市场现在比较热,不管是真的还是假的,他认为这是一个机会。
国产化部件慢慢有一些企业开始做,尤其是从国外回来的人员带回来了一些技术,现在的部件比以前逐渐多了,但是它要达到量产的话,成熟度和规模还是比较欠缺的,但是这些人做的还是部件级的,材料还是靠进口的。国产的材料目前做的也很多,但是很多是在实验室和研究机构做一些能够被人去信任,但是还没有形成竞争力的东西。这也是一个大的问题,如果我们还是依靠进口材料的话,我们的企业又分散又小,大家没有形成合力,大家都不认为国产了这个东西就便宜,但是我觉得燃料电池这个行业从目前来说国产了也不一定就便宜,因为国外的公司面对的是全球的市场,它的量比较大,国内的进口有关税,要是买国外的材料,成本和应用的用户也不广,根本打不到国外去的话,成本不一定有太大的竞争力,除非拿这个东西来跟国外说我有这条途径,你得给我降价,也算是一种杠杆,这倒是有一定的作用,我也听说有的企业说某国内的材料也可以用,国外的企业说那我给你降点价吧,所以它的利润空间还是很大的。
有关政策方面我想大家了解的比我更多,我就不多说了,因为两会期间燃料电池备受关注,但是我的理解主要还是在能源端,因为这个行业像我们开始讲的,决定这个行业真正商业化的驱动因素有很多,但是能源实际上是起了关键性的作用,能源供给跟不上也是没有办法的事情,所以这次两会很大的能源公司、车企,还是要把氢能作为非规划品,像天然气和汽油一样,这样有很多法律法规、标准都会有不同,因为规划品是很难做的,不能商业化。举个例子,氢气需要用高压的氢瓶,这种氢瓶是按照高压容器的话,每两年就要大减,这个减还必须是要把它拿起来,所以一个车要用两年,回来把这个东西到厂家去检,就没法推广商业化,像这些事情把它定义成一种燃料就好办了,很多东西就改变了
交流环节
Q1: 去年两会和欧洲明高院士都在呼吁燃料电池汽车的应用,他的观点是国内的更多应用场景主要在商用车和重载运输的卡车领域会比较容易展开,他认为氢燃料电池汽车产业会给我们现在纯电和混动的路线是一致的,所谓并行的两条路线,对这个问题您怎么看?
A: 笼统的来说欧阳明高的观点说燃料电池更适合于替代大功率的燃油机,比如大巴车和大货车。另外一个也是取决于电池的进步,因为就动力电池和燃料电池来说,一个是储能直接输送电,一个是发电。它们早期在这个行业确实有一条线,我记得五年前在东京开会的时候,丰田有一张图画了一条线,就是在什么里程纯电有它的优势,当时我记得是160公里续航里程,随着电池的进步,这条线在慢慢的往上提,根据电池能量密度的提高,同样的重量可以载更多度的电,续航里程也会提高。现在大概是300左右,但是跟商用车还是有区别,因为商用车要求的功率大,如果一个大巴车一个大货车装个一两百度电,因为它到一定重量的话等于就到一个效率的平衡点就不划算了,从这个观点来说燃料电池更适合于大功率的柴油机的车辆,确实有它一定的道理。
现在国家对动力电池也有目标,到2020年能量密度提高一倍,价格降一半,如果能够达到的话300瓦时每公斤的话,现在已经有逐步的样车出来可以到500公里了,如果电池能做到500公里,充电设施充分的话,在汽油机这方面燃料电池的竞争优势就没有那么明显了,大车目前来说还是纯电的经济性更划算。再一个是从国家的蓝天保卫战的角度来说,大车的污染是最严重的,一个大卡车相当于上百辆轿车的排污污染,首先大家觉得卡车这种车型用燃料电池会更有效果一点。
Q2:加氢站建设的主要瓶颈以及以后发展的方向和国家的规划是怎样的?
A: 能源的供给这方面我了解的不多,但是我可以说一下,加氢站的建设一个是建设成本一个是运营成本,建设成本大致有这么一个数,在北美建一个加氢站差不多是一百万到一百五十万美金的水平,那么在日本两三年前大概是两万美金到两万五美金,可能是日本的国家小,怎么算的比例我不太清楚,也就是说这个东西跟加油站和充电桩相比它的成本确实很贵。一开始车辆没那么多,建设费用很高,建设的速度比较慢,最近几年因为各个国家都出台了氢能收购的计划,包括德国、日本、韩国、美国、中国都有氢气的规划,解决这个问题在初期国外有一部分也是靠政府的,比如说在日本加氢站的成本是政府出一半钱,这些投资人又去算出一半的钱也不够,后来就是日本的三大车企联手再出一半,日本的加氢站投入只出25%,2014年底、2015年的时候,在日本的氢能规划里边,2016年底要建一百个加氢站,但是到2018年才建了九十几个,所以这里也是存在着高成本的障碍,但是后期可能会加速,现在是把原来的规划又提高了,成倍的再增长,所以成本投入多了以后,相应的设备投入也会下降一些,一些土地政策,比如说在西方对于土地的要求也没像以前那么严了,公布选址的时候不能有生活居住地,现在在日本,有的是在一个杂货店旁边就可以,像德国是跟加油站油气一体的,这些问题就由政府帮着解决了。在中国差不多需要一千多万人民币来建一个加氢站,这里面高压的氢气如果是气态运输的话,大的罐车需要20个兆帕,国外都是用70个兆帕,所以它运到加氢站里面还有一个升压的过程,升压的设备也是比较贵的,国内在这方面自己做升压的机器还没有,设备主要也需要靠进口。
Q3: 锂离子电池有一个寿命的限制,导致整个车用五年的时间就会报废,好一点的是七八年,我不知道燃料电池汽车有没有这方面的问题存在?锂离子电池做到汽车上面的话,整个生命周期的折旧会比较高,燃料电池有没有这样的问题存在?
A: 从动力系统来说,一辆车剩余的价值是靠品牌的,而不是说发动机单独值多少钱的,跟零部件没有太大的关系。从剩余价值来说,要做整个产品生命周期的分析,现在在动力电池方面,已经遇到这个问题了,早期的有一些需要更换了,更换下来这么多电池,将来如果再换的话是一个很大的问题,现在就提出了阶梯利用,车上用的不行了拿来做储能,储能不行了还没有说要怎么弄,但是这确实是电池本身的问题,是否能回收,是否对环境有依赖,这些问题都在探讨。燃料电池这里面的东西没有一些化学的东西,因为燃料电池里面的催化剂比较贵,将来肯定是回收,英国一家全球最大的催化剂供应商做过这方面的研究,这里面的贵金属98%都可以回收的,所以对环境肯定是没有污染的。在经济性方面他也做过分析,规模如果到2000辆以上可以实现回收,至少不亏本,这些贵金属回收回来还可以做催化剂来用。
残余的价值方面,乘用车的寿命要求是5000小时,5000小时是怎么来的呢?当时我去参加美国汽车行业协会了解到了关于这一方面的定义,一个是燃料的程度,一个是燃料电池电力的寿命,它算了一笔账,在北美人们换车的周期会比较短一点,5000小时意味着什么,如果每个人一天开两个小时的乘用车,5000小时可以开十年,这个车就差不多该换了,所以对一般的用户来说,5000小时的寿命是足够的,在这个期间重要的零部件是不需要更换的。但是商用车就不一样了,商用车要求2万-2.5万小时,因为它的运行时间比较长,一天要跑16-20个小时。现在国家规定乘用车是5000小时,商用车是一万小时,后面这个数字还是要往上提的,因为一万小时商用车也就能跑两三年,这个周期可能是比较短的。
Q4: 氢气未来价格的成本曲线是怎样的?如果按照30元一公斤的话,现在的价格太贵了,一辆车一个月就需要两三千块钱,这个估值会是怎样的?现在国家有一个规划,燃料电池车的续航时间会从2020年的500公里到2030年的1000公里,这个提升主要是在哪些方面?
A: 目前来说氢气的价格确实是偏贵的,日本现在大概是一千日元一公斤,国内现在30块钱都买不到的,现在车厂和运营公司为了吸引客户,在上海地区是40块钱一公斤,如果用在轿车上,40块钱跟传统的燃油车比的话也还可以,一般的车现在一公斤能跑100公里,这是乘用车,100公里花30-40块钱,但是比电动要贵,电动的价格算下来差不多100公里20块钱。这个价格到底是什么因素造成的呢?实际上氢气本身从产地来说并不贵,神华集团每年产500多吨,它的价格并不贵,为什么到用户这儿贵了?它有几个成本因素是在物流的过程中加进去的,第一个是要提纯,提纯是需要增加费用的;第二个就是要增压,一升的压力假如是20个兆帕,你需要增压就需要费用;第三个因素就是运输,要从产地运到加氢站中间会产生运输的费用,最后加氢站要把设备的投入摊销到每公斤的氢气里,这样算下来费用就很高了,这个费用只有规模上来,相应的设备投入要降,技术也要提升,运输费用有两种提升办法,最便宜的就是管道,但是现在国家不允许氢气用管道运输,天然气是可以的,如果把它作为燃料的话可以转为管道输送,这样成本就降了一大块。
第二,高压的气体运输要提高它的能量密度,一类车每次载量的能量密度不高,现在日本是采用液态的,氢这个东西按能量来算的话,按公斤来算比汽油来高四倍,但是气态的话能量密度就低了,所以日本氢的战略分三步走,第一步是从世界各地以液态氢的形式运往日本,到了日本以后再以液态氢的形式分散到加氢站,在加氢站再把它变成气态加入车辆,这样运输的能量密度高了以后成本就降下来了。在我们国家现在只有航空航天是允许以液态的形式用氢气的,其他民用和化工都不允许的,这也是未来商业化从法规方面要解决的一个问题。
燃油车跑多远不取决于发动机的功率大小,而是取决于油箱的大小,燃料电池就像发动机一样,它是一个能源转化,所以要想增加里程就要增加车载储氢的能量密度,如果现在丰田的只有两个罐,现在有的是用三个罐,但是放罐多了以后车的空间又不够,卡车和大巴车就可以了,有的是空间,增加里程多放一些氢气是没问题的,轿车的体积小,增加里程就必须增加储能的密度。储能现在有很多种形式了,国内现在也探讨不同的储能形式,我们有很多搞储能的公司和人来找我们,评价各种形式的储能,最后发现尤其是乘用车,它的能量密度够了但是动态响应不够,能量的响应速度不够,商用车开起来一般都是恒定功率,这种形式是可以实现的,但是乘用车不行,国外开始都探讨过,最后都取决于高压氢气,这个车从停到加速要全功率,燃料的释放速度跟不上也没办法满足车的动态性能。
Q5: 我在国外了解到,美国的企业加氢的方式是现场制氢,国内有没有这方面的尝试?或者有没有哪个地方做过这个方面的东西,国内制氢好不好?
A: 这方面的法规还没有出来,现场制氢意味着到处都有化工厂,因为制氢本身就是化工产氢的过程,如果用再生能源电解水制氢,这种成本目前来说还是很高的,因为制氢除了我刚才说的几种形式,还有一种就是用天然气裂解,这种都是需要到一定化工厂的规模才可行,如果一个加氢站用小的天然气制氢,恐怕经济性也不好,国家对于这方面的规定也没有,因为化工厂的选址和建设是很难的,要经过环评、林评等很多步骤,甚至家庭也可以制氢,有水有再生能源,比如太阳能或风能,自己制氢,慢慢的也许会行,但是作为一个加氢站要服务于公众,对制氢的速度和规模的要求也是比较大的,如果政策放开了也不是不可能。
还有一种就是我刚才说的各种形态的储运氢的形式,在车上不行,但是在加氢站,比如说乙醇,现在有乙醇、甲醇,甚至把氢放到油里再提炼出来,这些不是在车上用,在加氢站把它提出来然后储存到罐里,这些也都是可以探讨的,但是国家对这个规定没有放开,现在这个路径还没有释放,现在到加氢站进行现场制氢的,本田有一个产品是可以用再生能源直接制氢的,并且是高压的,它出来的压力就可以直接达到给车充气的程度。
Q6: 工业制氢的纯度是不是不够高?氢燃料电池对寿命会不会有影响?
A: 是的,因为燃料电池说白了就是一个电化学的能量转换装置,它里面有催化剂,这种催化剂对于氢燃料里面的杂质是很敏感的,尤其是硫化物,所以如果纯度不高,硫化物含PBM级的,可能对催化剂的表面有覆盖,这样会降低催化剂反应的有效面积,那你的性能就会受影响。所以美国汽车行业在制定氢的标准的时候,探讨了两年才发布了一个标准,对各种杂质的定义、种类、含量、要求都经过了大量的实验,确定这种成分含量到一定的阶段,能够保证你的催化剂在寿命周期性能下降是可以接受的。按照ISO的标准,它的纯度要求99.975%,但是它要求的是一个杂质的含量而不是纯度,假如说是95%的纯度,其他都是氮气也没有关系,在运行过程中空气和氧是反应的,氮气是不参与反应的,部分氮气会扩散到氢里面,其实也没关系的,但是杂质尤其是硫化物是比较敏感的,对于催化剂来说。
Q7:如果严格按照标准来做,氢的成本会不会比现在要高?
A: 是要达到这个标准了,不然车辆不敢加,对纯度是有要求的。日本对这个问题是研究很深的,日本有一个研究协会,美国的SAE也是基于它们的实验解决,它的这个问题跟储氢也有关,我们可以通过降温冷凝的办法,分离出氢气,因为氢的分子量比较小,所以二氧化碳、氮和很多有机物的冷凝温度都比它低,你在生冷制氢的过程中就把这些杂质全部去掉了,出来液态的氢的纯度是非常高的,所以它在解决储能问题的同时也把纯度的问题解决了。
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