氢能源写入《政府工作报告》，汽车新革命即将到来？

今年的《政府工作报告》，第一次将氢能源写入了文件中，并表示要大力“推动充电、加氢等设施建设”。这无疑是个历史性的时刻。那么氢能源究竟有怎样的优势？为什么在目前锂电池车已经发展得红红火火的情况下，提出大力推动氢燃料电池汽车的发展？一起听听来自上海市检测中心的权威声音。

什么是氢燃料电池汽车？

氢燃料电池汽车，既没电池也不完全是电动。而是以“氢”为燃料，以氢燃料电池系统作为核心动力系统的新型能源的汽车。


从结构上来说，燃料电池车的动力系统组成与混合动力车的动力系统组成十分相似，将混合动力车上的发动机换成了燃料电池堆。但是从本质上说，燃料电池系统与内燃机汽车更相近，区别在于内燃机汽车是将热能转换为机械能驱动车辆，而燃料电池车则由燃料电池发电，再将电能转化为机械能。

氢燃料电池汽车的五大优点

1. 续航里程超大，一般都能超过传统燃油车。目前普遍测试均能达一次充填氢气续航达600公里，甚至某些车型可以达到1000公里以上；以丰田Mirai为例，百公里加速10秒，能行驶650公里以上。

2. 充填速度超快。续航600公里的汽车一次充填氢气仅需3到5分钟时间，充填氢气的重量大约是5公斤左右。

3. “氢气”的来源极其广泛。氢作为二次能源，其资源十分丰富，只要有水就可以制氢，除了电解水制氢外、还有水煤气法制氢、石油热裂合成和天然气热合成制氢、焦炉和煤气冷冻制氢，电解食盐水的副产氢、酿造工业发酵制氢、甲醇裂解吸附制氢、铁与水蒸气反应制氢等。当代比较新的制氢方法，如生物质制氢，微生物酶制氧、海水淡化制氢等，总之氢是人类社会用之不尽的“氢矿”。

4. 使用绝对安全，安全系数高于传统汽车。氢气在常温下稳定性是很高的。一般氢气储气罐都用碳纤维材料制成，每平方英寸压强都可以达到1万磅以上。即便因交通事故或其他原因，氢气储存装置发生破裂，汽车的氢气紧急排放装置也能够在几分钟内将可燃部件内残留氢气全部放光，保证车内乘员的安全。

5. 无污染、零排放。氢燃料电池汽车的唯一副产物就是水。氢与氧结合既环保又可以重复利用再生氢。应该说，氢燃料电池汽车是人类迄今为止最理想的未来汽车之一。

氢燃料电池汽车的发展历史

其实氢燃料电池早在上世纪60年代就已经出现了。美国著名的“阿波罗 ”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置往返于太空和地球之间。

70年代以后，随着不断掌握多种先进的制氢技术，氢燃料电池开始被用于其他民用领域。


1991年，罗杰·比林期开发出世界上首个用于汽车的燃料电池。

1992年，各国汽车制造商开始大力研发氢燃电池汽车。


1994年，世界上第一辆氢燃料电池汽车诞生——奔驰NECARI问世。


2011年，德国戴姆勒·奔驰汽车公司开展了FCEV全球巡展演示，投入Citano燃料电池客车36辆，由20个交通运营商负责进行巡展，其全程运行已达480万公里。

2013年，丰田FCV概念车在东京车展展出，并宣告2015年量产。


世界各国一致认为，氢能可能在本世纪下半世纪逐步起到主导作用，氢能时代即将到来，特别是氢能源汽车也成了追逐的焦点问题。

我国氢燃料电池汽车发展路线图

我国氢燃料电池汽车的发展路线图：2020数量要达到5000量，2025年要达到50000量，2030年达到百万辆级别。

氢燃料电池汽车的发展必然要与之配套的加氢站发展相配合，我国氢燃料电池汽车的发展路线图：2020年达到100座，2025年达到300座，2030年将达到1000座。





全球燃料电池行业未来发展趋势分析

根据报告预计到2050年，氢能源需求将是目前的10倍。预计到2030年，全球燃料电池乘用车将达到1,000万辆至1,500万辆。由于市场潜力大，大企业加大研发，一些国家也加大支持力度，力图通过发展氢能解决来能源安全，并掌握国际能源领域的制高点。目前氢能在日、美、欧发展迅速，在制氢、储氢、加氢等环节出现了很多创新点，燃料电池技术也获得新突破。
1、制氢：可再生能源制氢项目增多，电网协同效应得到重视
制氢的过程也要消耗能源，这也是氢能受到一些诟病的根源所在。破解此问题的一个重要方法是用可再生能源制氢，尤其是将本来弃掉的风电、太阳能 发电转化为氢最为经济。
《BP世界能源展望(2017年版)》预计，到2035年可再生能源的增长将翻两番，发电量增量的三分之一将源自可再生能源。利用可再生能源制取氢气开始备受关注，可再生能源制氢研究成果及示范项目也在不断涌现。
丰田提出了从生物和农业废料中制氢的技术路线。丰田将在美国长滩港建造兆瓦级可再生能源加氢站“Tri-Gen”，该设施从生物和农业废料中制氢，可提供约2350kW的电力和每天1200kg氢气，可满足2350个家庭和1500辆燃料电池汽车的日常使用。
德国推出的powertogas项目即收集用电低谷时可再生能源的剩余电力通过电解水的方式制造氢气，再将生成的氢气注入当地的天然气管道中进行能源的储存。随着此类项目的增多，电网的协同效应逐步得到验证。
2、储氢：液氢储运或将成为发展重点
现阶段液氢储运逐渐成为研发重点，日、美、德等国已将液氢的运输成本降低到高压氢气的八分之一左右。日本已经将液氢供应链体系的发展作为解决大规模氢能应用的前提条件，基本思路是以澳大利亚的褐煤为原料生产氢气，再通过碳捕捉实现去碳化，然后通过船舶运回日本使用。为了支撑液氢供应链体系的发展，解决液氢储运方面的关键性技术难题，企业积极地投入研发，推出的产品大多已经进入实际检验阶段，如岩谷产业开发的大型液氢储运罐，通过真空排气设计保证了储运罐高强度的同时实现了高阻热性。
目前，液氢加氢站开始亮相国际舞台，已遍布日本、美国及法国市场，目前全球近400座加氢站中，有三分之一以上为液氢加氢站。在日本，岩谷产业公司已经成功建立了16座液氢加氢站，美国液氢加氢站的建设企业以Plugpower、Airproduct公司为主，法国市场的液氢加氢站建设企业主要是林德公司。我国的液氢工厂还处在为航天火箭发射服务的阶段，受法规所限，还无法应用于民用领域。
3、加氢：加氢站建设速度加快，混合站日益增多
加氢站作为燃料电池汽车的配套基础设施，随着燃料电池车辆的推广应用，其建设与推广也受到了重视。据H2stations.org统计，2016年全球新增92座加氢站，其中83座是对外开放的，其余9座则专门为公交车或车队客户提供服务。为了适应规模化运营的需要，加氢站的日供氢能力逐渐提高。随着氢燃料电池汽车的推广，每天可为30-50辆客车或100辆乘用车提供加氢服务的加氢站逐渐出现并成为主流。
加氢站运营呈现集成化、模块化发展的新趋势，混合站数量逐渐增长。混合形式从独立式加氢站、加油站并设加氢站，发展到加油站、加气站、加氢站三站合一，以及与便利店并设、与充电桩并设的加氢站。为燃料电池汽车的普及提供了更多样化的基础设施解决方案。