中国燃料电池车发展现状简介

中国燃料电池车发展现状简介CCTV.com2007年09月28日10:18来源：中国电动汽车网从20世纪50年代开始，中国一直进行燃料电池相关技术的研究，但直到20世纪90年代，全球环境署（GEF,s）支持在中国进行燃料电池公共汽车示范，（GEF计划将在下一部分论述），中国对其产生了浓厚兴趣。从那时起，中国在此方面有了很大进步。客车、两轮车和公共汽车正在试车，他们希望能够在2008年奥运会（绿色奥运）和2010年上海世界博览会使燃料电池汽车真正投入运营。目前在中国有60个机构在从事燃料电池的研究。这些机构中的大多数为研究所，大多数研究的重点是PEM技术。预计有四分之三工作是针对车辆进行的。例如，SAIC打算在2005年在路上投放少量示范车。同济大学要在今后几年研制出5至7辆燃料电池汽车，该计划得到了政府的资助。还有计划准备生产几辆最新的小型客车和公共汽车。以燃料电池为动力的船也正处于试验阶段。中国的交通政策是鼓励发展公共交通，这一政策推进这项活动的进行。中国正在修建可持续的新的公路基础设施。中国每季度汽车的总销量超过了一百万辆，其中包括大约四十万辆小客车，这个比重正逐年增长。北京、上海以及部分其它城市已经采取限制自行车的使用政策。同时，中国是一个石油进口国，但中国有大量的煤炭储备可用来生产氢。2001年，中国加大了它在燃料电池车辆研究方面的投资，保证在五年内每年投资2000万美元。2002年，中国科学院宣布大约用三年的时间，投资1200万美元进行氢技术研究，其中包括质子交换膜燃料电池技术。最近，通用汽车公司进行了全新的尝试，要使中国人确信燃料电池汽车时代即将到来。在2003年年末，通用公司举行了一次高级会晤，提出修建氢基础设施应与扩建汽油基础设施相互合作，要使中国大步跨过内燃机时代，直接奔向燃料电池发动机时代。通用公司估计建立一个充分满足消费者使用的氢基础设施，大约需花费60亿到150亿美元，而中国每年进口石油大约需花费220亿美元（每天两百万桶，一桶30美元）。一、轿车和客车中国起点较低，但已取得了显著的进步。1998年，清华大学在中国研制出了第一辆燃料电池汽车，该汽车是一辆高尔夫车，它靠一组5千瓦的燃料电池提供动力，由北京富源世纪燃料电池能源提供。1999年展示了电动轿车。这个团队取得的标志性进展是北京富源正在测试的用于公共汽车发动机的140千瓦燃料电池堆。2001年，北京绿能公司与清华大学和北京工业学院合作，研制出了以燃料电池为动力的出租车、客车和12个座位的公共汽车。清华大学也研制了以燃料电池为动力的公共汽车，现在他们与三星和丰田合作进行车辆的研制工作。2001年，泛亚汽车技术中心研制出一款功能型车，冠名为凤凰。它采用了别克的小型货车车身和通用的燃料电池技术。该车采用通用车型HyWire，2002年在中国的一个技术论坛进行展示，通用宣布要增加它在中国的投资。上海汽车集团有自己独立的计划。它与同济大学合作，在2003年研制出了名为超越1号的燃料电池较车，该车是以桑塔那2000为基础设计的。上海汽车集团希望在2005年有一个实验车队。上海神力科技有限公司创建于1998年。在短短的时间里它示范了用40千瓦燃料电池的jitney、汽车、摩托车和电动自行车。现在正在研究在面包车上装用80千瓦的质子交换膜燃料电池发动机。二、两轮车因为机动车辆种类繁多，中国不仅从事小客车和公共汽车方面的研究，而且还对两轮车辆投入了大量研究。中国已经生产了大约2500万辆电动自行车，相当于2001年生产的总的汽车数。他们认为燃料电池比蓄电池的性能更优越。苏州小羚羊电动汽车公司已经与PALCAN合作研制以燃料电池为动力的电动自行车；他们与北京富源公司还有一个独立的计划，将生产发动机达功率达5千瓦的一系列两轮车辆。上海永久牌自行车公司也正在和PALCAN合作研究以燃料电池为动力的电动自行车和小型摩托车。在台湾，亚太燃料电池技术有限公司已经生产了几种燃料电池摩托车。责编：刘娜娜中国燃料电池汽车驶向何方？2000年的第一轮燃料电池汽车试运行高潮过后，世界各国对燃料电池汽车的投入，已从建造示范汽车重新回到加强应用基础研究。因为科学家冷静地认识到，燃料电池汽车要走向商业化，必定是一场需要厚积薄发的“长跑”。2006年8月17日，是我国燃料电池汽车研制进程中一个特别的日子，由中科院大连化学物理研究所等自主研发的两辆燃料电池观光示范车，在大连市的星海广场投入了交车的试运行，中国的燃料电池汽车又前进了重要的一步。然而，比起几年前“超越2号”燃料电池汽车等竞相亮相时的情景，此次在大连的燃料电池汽车的试运行似乎显得冷清得多，没有媒体大篇幅的报道，也没有引起圈内专家和坊间百姓过多的讨论。科学家对此显得头脑异常地清醒：“此次它在大连的试运行，主要的目的之一，是为了让公众提高对燃料电池汽车的认识，知道一个浅显的基本道理，虽然目前已经出现全球性的石油高价位局面，但即便将来世界上一滴汽油都没有了，我们还能用氢源燃料电池开车。这也是为将来燃料电池产业化所作的一个舆论准备。另一个目的，就是考核燃料电池的寿命。”“不是百米冲刺，而是厚积薄发的长跑”“氢源燃料电池汽车要真正走向商业化不是百米冲刺，而是厚积薄发的长跑。”中国工程院院士、大连化学物理研究所燃料电池工程中心总工程师衣宝廉，谈到燃料电池汽车的未来走向感慨地说，这是经过一连串的实验、试运行得出的结论。燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它可以直接将贮存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。衣宝廉院士介绍，世界上第一轮燃料电池汽车研发高潮在2000年左右，当时，美国、欧洲和日本的各大汽车生产厂家，无不都在加紧开发燃料电池技术，企业界尤其是各大汽车生产厂家看到燃料电池巨大的市场潜力，纷纷投入巨资，组成联盟，进行燃料电池车的相关研究、试验与生产。各大汽车公司，包括奔驰、通用、丰田等都认为，到2004年燃料电池车将能够批量生产，实现产业化。戴姆勒—克莱斯勒甚至宣称，预计届时燃料电池汽车的售价将降至每台约1万8100美元。美国能源部长佩耶1998年在接受《纽约时报》的采访时也作出自己如意的预测：燃料电池进入家庭、汽车和其他领域的步伐将比人们的想象要快得多。我国关于燃料电池车研究的竞争也非常激烈。长期从事氢源燃料电池研究的中科院大连化物所，早在上个世纪90年代初期，就开始对氢源质子交换膜燃料电池的研究。1996年底，这一研究得到国家科技部、中科院、国家自然基金委的经费支持，并在国家“九五”计划中立项。2000年，大连化物所研发出第一台质子交换膜燃料电池发动机，并与中科院电工所、二汽集团合作，组装出了一台燃料电池中巴车，于2001年进行了试运行。随后不久，又组装了一台30千瓦功率的燃料电池中巴车。“当时，我们许多人都乐观地估计，燃料电池汽车已经到了产业化的前夕。”除大连化物所外，至2004年，国内在北京、上海等地，陆续出现了燃料电池汽车的试运行，当时许多人同样怀有迎接临盆婴儿般的喜悦期待：燃料电池汽车已经“接近‘走出实验室，实行量产’的大门”。然而，事实却并非预料中的那么乐观。2003年7月，最早将燃料电池汽车投入商业运营之一的日本丰田汽车公司，召回了其出租的6辆燃料电池汽车，并宣布推迟另外6辆燃料电池汽车的租赁。原因是储存氢燃料的高压氢气罐，它在加注氢气时出现了泄漏。几乎与此同时，各个国家都在燃料电池汽车的试运行中，发现了一系列防不胜防、需要马上就解决的难题。目前，国际社会关于燃料电池汽车未来的预测是，“要达到产业化至少要到2015之后”，第二次试运行高潮将出现在2010年左右。电池寿命决定研究生择业可以说，2004年左右实现产业化的预测以失败告终，但世界各国对燃料电池汽车研究的热情有增无减。“世界范围内已经‘烧’掉了几百亿美元，市场潜力又十分巨大，谁也不愿意就此停顿下来。”作为我国燃料电池研究的第一代亲历者，衣宝廉院士相当感慨。当前，国际上燃料电池汽车又进入了第二轮研究，与早些年的热血沸腾、踌躇满志相比，现在人们对燃料电池车的研究持更加冷静的态度。2000年之前，各国主要是投入造车和示范，从2001年到现在，各国在继续进行示范的同时，都将重点重新转向应用基础研究。希望通过研究燃料电池各种基础性的问题，找到解决车用燃料电池寿命问题的根本办法。（例如研究氢能本身的技术问题、制氢和储氢技术、高效的氢能转换技术等。）即找到解决车用燃料电池（汽车的动力源）动态响应、环境适应性与降低贵金属担量等影响电池寿命、成本的办法。质子交换膜燃料电池具有可在室温下快速启动、负载响应快的特点，成为交通运输领域如电动汽车等和各种可移动电源的最佳候选者。“它作为燃料电池汽车最为核心、最为重要的部件，其实关键也就在那一张膜，现在科研人员希望研究出增强的、自增湿的，在中温120摄氏度左右的复合质子交换膜，以提高燃料电池的寿命和性能，包括如何解决动态响应对电池性能的影响等。”衣宝廉院士说得比较“专业”。记者在采访中询问，燃料电池观光车在大连试运行，是否预示着它能于近期在全国推广，无论是致力于燃料电池研究已30年的衣宝廉院士，还是大连化物所燃料电池联合实验室主任张华民研究员等，科学家们都显得格外出奇的冷静。张华民指出，燃料电池汽车要成为真正的商品，要与现在非常成熟的内燃机车在各个方面进行竞争，必须解决寿命、成本、稳定性、耐久性、环境适应性等诸多问题，其中最为关键的是寿命和成本问题。“寿命和成本，是在第二轮应用基础研究中，各个国家首先要早日解决的关键问题。”衣宝廉院士也介绍，对2015年实现氢源燃料电池车商业化的第二次预测能否实现，解决以上两个问题的时间表将起到决定性的作用。其中，摆在第一位的是在2010年左右能否解决电池寿命问题，只有这个问题得到彻底解决，燃料电池汽车才能走向成功，否则一切都无从谈起。但如果燃料电池汽车的电堆动态寿命能达到5000小时以上，接下来的降低成本，主要靠关键零部件的批量生产和降低铂担量，难度相对较低。现在国际上每辆氢源燃料电池汽车的成本，一般在100万美元到200万美元之间，造价的确非常昂贵，“因为现在这些氢源燃料电池汽车的打造，基本都是人们用一双双手‘抠’出来的，如果能实现流水线上的批量生产，成本自然而然也就降下来。可以说，解决寿命问题是能否实现产业化最关键的判据”。美国总统布什前些时候曾推断，美国现在的小孩到了今后他们可以开车的年龄，可以方便地买到燃料电池汽车，而且在社区附近就可以加氢。关于燃料电池汽车的产业化期限，衣宝廉也颇有信心地认为，可以用5年的时间解决电池的寿命问题，再用5年的时间解决电池成本问题。“我认为，出现第二代氢源燃料电池示范车的高峰，应该是在2010年前后。”衣宝廉对自己正带的研究生讲，“你们毕业后的工作好不好找，就看2010年这个节点，如果到时候燃料电池寿命能达到设计要求，说明燃料电池汽车可以实现工业化，届时你们就能找到很好的工作、得到较高的薪酬。”衣宝廉和布什的推断基本相同，只不过布什的描述更为形象化，科学家的描述更有逻辑性和严谨性罢了。工程中试放大由谁买单？“我们大连化物所得到了中科院知识创新工程的支持，前些年基础研究攒下的后劲很足，技术储备雄厚。今年，国内大汽车集团想介入燃料电池发动机的研发，他们经过多方的认真评估，最后燃料电池的研发还是选定大连化物所。这也说明，中科院实施的知识创新工程起了很大作用。”衣宝廉说。“但应用基础研究只是一方面。我们所虽然取得的成果很多、发表的文章也很多，但是成果一时还不能拿到真正的汽车上应用，就是不能实现工程放大。基础研究与工程中试放大这两张皮的脱节问题该怎么解决？”张华民像是在自问自答。谈到车用燃料电池的工程中试放大，衣宝廉显得格外忧虑：“工程放大对车用燃料电池的研究非常重要，不进行工程放大、不把我们开发的技术放到真正的汽车上应用，永远不知道我们以后生产出来的车用燃料电池，在汽车开到路上时会出现什么问题。”张华民介绍，刚刚在大连投入示范运行的两辆观光旅游车，是大连市政府拨款200万元，大连化物所用多年积累的“863”技术设计开发的。其实就是希望通过示范车，检测考验燃料电池技