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欧阳明高:续航500公里以内,氢燃料电池相比LI离子电池没有优势

2018-06-11 11:05:11.0 来源:http://dc.99114.com

得电池者得天下!

  1. 5月初,产业内外掀起了一波关于氢燃料电池汽车发展的热议,更有通过微博表达出对我国电动汽车着力纯电动技术路线的怀疑。对此,中国科学院院士、国家“新能源汽车”重点科技专项总体专家组组长、清华大学教授欧阳明高在接受《中国科学报》记者采访时表示,“中国新能源汽车技术路线与日本丰田有所不同。就氢燃料电池这条线来看,我国的氢燃料电池商用车同样处于世界领先水平,乘用车确实有差距,但这也与我国电动车的战略侧重点有关。”

新能源汽车电池路线之争

氢燃料电池车,即FCEV(Fuel Cell Vehicle),是通过氢氧反应产生电力, 驱动电动机来行驶的汽车,氢燃料是公认的清洁能源。

虽然目前大部分电动汽车都是以锂离子动力电池作为其动力来源,而且锂离子动力电池在国内发展的速度非常快,但是燃料电池汽车也备受业界关注。

欧阳明高:续航500公里以内,氢燃料电池相比锂离子电池没有优势


从技术原理上看,锂离子动力电池可以视为一个需要充放电的能量转化装置,而燃料电池是将燃料的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电设备。

当锂电池技术出现时,全球大部分车企都在研究燃料电池,并不看好动力电池的前景。

欧阳明高也曾透露,“中国刚开始也以研究燃料电池为主,后来反复比较国内产业优势和交通体系特点,提出以锂电先行为特征的‘纯电驱动’战略,才最终与日韩处于同一阵营,并且在新能源电动汽车产业化方面走在世界前列。”

国际咨询机构E4tech的调查显示,截至2017年11月,燃料电池乘用车全球总销量在6000辆左右,不足中国去年纯电动乘用车销量(46.8万台)的零头。

≤500公里 锂电池更有优势

“乘用车领域,燃料电池技术的确出现了较大突破,但是与之相关的产业链上游——氢燃料技术还不太理想。”欧阳明高坦言,先进的乘用车燃料电池技术仍要面临氢能技术的瓶颈制约。例如,车载储氢的氢瓶成本还很高, 储存一公斤氢的乘用车氢瓶需要约1000美元

氢需要很大的压力来压缩,氢瓶压力一般可以达到700个大气压,因此,瓶子既要轻便又要保证强度。铝合金与高强度碳纤维材料的组合,导致氢瓶成本居高不下。

氢瓶之外,氢的制取、运输、储藏以及加氢站的成本与效率等,也是氢燃料电池不能迅速推广应用的原因。

欧阳明高:续航500公里以内,氢燃料电池相比锂离子电池没有优势


氢气的密度小,要储存足够的氢燃料需要更先进的容器和介质。氢瓶压强35兆帕、临界温度40K的中压深冷压缩氢气技术被认为是储氢比较理想的方式,能保证高的储氢密度,又没有太大的能量损失。“预计2025年可以实现氢气储存的理想状态,届时氢气成本有望降到40元/公斤。”欧阳明高说。

“即使目标实现,燃料电池乘用车跟纯电动乘用车比较,在续驶里程500公里以内仍然不具备优势。”欧阳明高给记者算了一笔账,纯电动车行驶100公里,消耗20度电,利用可再生能源发电的波谷电价,公路充电站2元每度电,百公里消费40元,与氢燃料价格持平。但是对于纯电动汽车,百公里40元燃料费是比较高的消费,而氢燃料的40元还未考虑长距离运输,是比较低的测算,因此,“电费一定比氢燃料的费用低,且车越小、行驶次数越少、单程越短,氢燃料电池乘用车越没有优势”。氢燃料电池要具备优势必须应用于长距离行驶的大型商用车以及其它大型移动和固定发电装置,也即燃料电池更适合取代柴油机而不是汽油机。

针对加氢站跟不上车辆发展的现状,宇通客车公交新能源部负责人李进建议,可以建立“加油加氢加气和充电四合一站”,“合建在技术上没有问题,只是需要大一些的场地,满足加氢站法规安全间距要求。2020年之前应该会出现示范项目”。

2030年之前,我国乘用车领域纯电动或更占主导

市场方面:中国在3C锂电池生产方面产业化优势明显。因此,雄厚的产业化基础下,中国锂离子动力电池技术发展迅猛。2017年,全球动力电池销量前十中,有七家是中国电池企业。

欧阳明高:续航500公里以内,氢燃料电池相比锂离子电池没有优势


(图源:中商产业研究院)

能量密度、安全性、稳定性、一致性等关键指标,中国锂离子动力电池已经与日韩企业不相伯仲。

基于国产高镍正极材料,尤其镍钴锰622材料,2017年底方壳电池单体能量密度超过200瓦时/公斤,全部电池单体能量密度在230±20瓦时/公斤。

到2020年,中国锂离子动力电池能量密度目标是300瓦时/公斤。

政策导向方面:纯电动是我国新能源乘用车的主流方案,燃料电池车不太可能取代纯电动车的地位。欧阳明高表示,从城市间短途行驶的乘用车,到长距离运送乘客的高铁,再到农村的两轮车、三轮车,我们有大量纯电动技术积累和优势,从交通出行合理性来看,也应将纯电动作为主流方案。

提到两者的关系,欧阳明高表示,最有可能的是两者共存,“至少到2030年,乘用车领域可能纯电动更占主导,商用车领域燃料电池车会更多”。

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