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燃料电池汽车:氢能带来清洁生活

钜大LARGE  |  点击量:164次  |  2019年08月05日  

摘要
中国电池网2012年汉诺威工业博览会展示了氢能、生物能、潮汐能、风能和太阳能等各种新能源技术和产品,其中氢能的应用引人瞩目。在应对气候变化和能源经济转换的大背景下,把氢气、燃料电池和电池技术紧密
2012年汉诺威工业博览会展示了氢能、生物能、潮汐能、风能和太阳能等各种新能源技术和产品,其中氢能的应用引人瞩目。在应对气候变化和能源经济转换的大背景下,把氢气、燃料电池和电池技术紧密 2012年汉诺威工业博览会展示了氢能、生物能、潮汐能、风能和太阳能等各种新能源技术和产品,其中氢能的应用引人瞩目。在应对气候变化和能源经济转换的大背景下,把氢气、燃料电池和电池技术紧密结合起来,并用这样的技术研发生活中无数具体应用的产品,这就是2012年汉诺威工业博览会新能源展示中氢能的核心主题。毋庸置疑,氢能的应用正向我们的生活走来。而未来,这一趋势将更加明显。
为什么聚焦氢能
石化燃料资源不可再生,在可以预计的未来终将枯竭,因此自然界中普遍存在的氢成为了人们期待的新的二次能源。氢的发热值是汽油发热值的3倍,也是目前所有化石燃料、化工燃料(核能除外)和生物燃料中最高的。氢取代化石燃料可以最大限度地减弱温室效应。把化学能直接转化为电能的氢燃料电池不仅不排放任何污染物,在使用过程中还具有高效率、低能耗和高性能的优点,可将50%以上的燃料能源直接转化为电能。
从石化能源逐渐向可再生能源转换已经成为人们的共识。在这个过程中,氢能无疑具备了作为一个合适的替代能源的条件,例如可大量生产并长期保存等等。氢能曾经被寄予厚望并受到热捧,但却因为大规模的应用迟迟没有到来而又遭到质疑。而实际上世界各国关于氢能应用的研究从未止步,氢燃料电池价格居高不下的瓶颈正在得到解决,关于氢的制备和存储等相关配套设施也在不断完善之中。氢能的应用已经不再那么遥不可及。

氢能应用走向生活
本届汉诺威工业博览会氢能展厅聚集了来自20多个国家的120多家参展商,展示内容包括氢产品、制氢设备和组件、氢燃料电池以及电池的各类应用、氢燃料测试系统及其运输和存储设施等,几乎涵盖了与氢能有关的各个领域。氢的安全存储和运输、氢燃料电池的技术进步以及价格的下降和市场应用的拓展成为参观者关注的重点。
展会上,德国交通运输部资助成立的国家氢能与燃料电池组织(NOW)组织展出了它们的成果。自2007年德国出台“氢和燃料电池技术”(NIP)国家创新计划,明确支持氢能与燃料电池技术的发展以来,德国的氢能研究及其产业化过程都得到了加速。展会上看得到的例子包括德国于利希研究中心研发的燃料电池组件、德国航空航天中心的燃料电池飞机、德国卡尔斯鲁尔技术研究院的燃料电池公交车等等。
旨在推进能在日常交通及运输中所使用的氢和燃料电池技术的清洁能源伙伴关系(CEP)也在展会上推出的4款供试驾的氢燃料电池轿车,分别是通用/欧宝的HydroGen4、本田的FCX Clarity、丰田的FCHV-adv和大众的Tiguan HyMotion。其中丰田的FCHV-adv给观众留下深刻印象,其续驶里程高达790公里。以“未来燃料”氢为目标而建立的清洁能源伙伴关系同样得到了德国交通运输部的资助,目前成员包括通用、福特、奔驰、宝马、大众、丰田、本田,以及壳牌和道达尔等16家汽车和能源公司。
另外,氢能应有的多样性也在迅速发展,尤其是基于固定式燃料电池技术的家用热电联供系统、燃料电池充电器和备用电源、便携式的燃料电池发电机等。具体如日本JX公司的家用微型发电供暖一体设备、中国上海攀业氢能源科技有限公司的风冷燃料电池组件、韩国Sejong工业公司的便携式燃料电池发电机等等。喜欢喝咖啡的德国人甚至推出的一个基于燃料电池的移动式咖啡机。可以不夸张地说,氢能和燃料电池的应用可能性已遍及生活的方方面面。
 燃料电池汽车将加速氢能应用
未来将有越来越多的氢能应用产品上市,与之相关的配套设施也将不断得到完善,而氢燃料电池汽车的应用将加速这一进程。对于德国而言,放弃核电的决定更是为可再生能源发展特别是氢能和燃料电池发展增加了动力。有报道称NIP项目连同工业合作伙伴在燃料电池技术方面的投资将达14亿欧元。德国国家氢能与燃料电池组织总裁Klaus Bonhoff也表示,氢能和燃料电池技术正在蓄势待发。这归功于可再生能源以产生氢的形式来储存能量的核心作用。
与此相应,德国奔驰公司则一直坚持氢燃料电池车才是未来汽车的发展方向,并准备在2014年量产燃料电池车。2011年,该公司的三辆B级燃料电池车完成了环球之旅,验证了燃料电池车的技术可靠性和安全性。在降低燃料电池成本和通过量产降低整车成本方面该公司也取得了显著的进步,似乎现在唯一欠缺的是加氢站等基础设施的建设。而德国自2009年启动“H2Mobility Initiative”计划,将在2017年建成1000个加氢站,开始实现燃料电池动力汽车的大规模商业化。目前,德国已投资3.93亿欧元融资支持氢能及燃料电池技术发展。其中,55%的融资用于氢生产和运输的基础设施建设。
严格说来,目前氢能的应用,包括燃料电池的价格仍然较高,没有政策的引导还不能完全走向市场。此外,该领域也还有一些具体技术问题尚待解决,包括氢在极端条件下的物理和化学特性,燃料电池长时间运行特性,氢的生产、罐装技术,储氢材料的开发,氢能技术进入实际应用前的验证系统等。但欣慰的是,世界各国多年的研发投入正在逐渐显现成效,相关的问题正在逐步得到解决。而且尤其值得注意的是,西方国家推进氢能和燃料电池应用的力度似乎远远超过原先的估计。
在应对气候变化压力日增、可再生能源不断向前发展的今天,原以为要2050年以后才可能大规模应用的氢能正快步走向我们的生活。

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