燃料电池已可比肩内燃机 电电混合是未来方向

 

在经历了较长时间的低迷和缺少声音之后，燃料电池汽车在中国的发展似乎又重新走上了正轨。这一点从去年发布的《节能与新能源汽车技术路线图》中已经可以看出一些端倪，从前不久召开的“中国电动汽车百人会论坛2017”上更是看出了一些门道。 

中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华认为，联合全球资源共同推动氢能燃料电池在全球的快速发展，实际上主要的国家已经把这样的共识变成战略，甚至变成了实践。去年由中国汽车工程学会牵头发起成立的国际氢能燃料电池协会，其定位就是覆盖氢能燃料电池全产业链推进燃料电池商业化的一个非政府国际组织，旨在希望带动燃料电池在各个领域的应用，提高燃料电池的规模，加快产业化的进程。 

燃料电池已可比肩内燃机 

“中国燃料电池像一个沉睡的巨龙已经苏醒了，在整个燃料电池行业里面会有比较大的搅动。”这是来自英国一家非盈利机构E4tech所撰写的《TheFuelCellIndustryReview2016》报告，内容涉及到燃料电池的各个方面。从这份报告描述中国市场的用语就可以看出，国外对中国燃料电池的期望值很大。 

联合国开发计划署（UNDP）国别副主任PatrickHaverman也表示，从UNDP推进的两个燃料电池相关项目来看，其中一个项目总共在五个国家开展，惟一能够成功推动这个项目进程的在中国。通过燃料电池汽车在2008年北京奥运会、2010年上海世博会上进行的示范展示与运转也能看出，中国具备成为世界上最主要燃料电池汽车市场的几乎一切条件。 

“基于燃料电池目前发展的历史比较短一些，包括氢能的获取、氢燃料电池的效率还有很多的潜力。”同样，从事燃料电池汽车相关工作的同济大学教授章桐也表示，“基于现在的发展状态，燃料电池跟内燃机比也展示出了一定的优越性，这也说明整个汽车技术今后未来的走向。” 

电电混合是未来方向 

从产业发展状况来看，国际、国内都已把燃料电池汽车当作一项产业战略甚至是国家战略来推动，这一点在日、美、欧的汽车发展技术图中可以清晰地看到，在我国的节能与新能源汽车技术路线图和“中国制造2025”中也被提到了相当重要的战略高度。 

清华大学教授李建秋介绍，从全球来看，燃料电池客车寿命6年已经做到了。此外，对燃料电池采用电池主导、燃料电池增程的技术也开始在释放，在轿车方面的情况清一色的都是燃料电池作为主动力的构形。其相关车型已经与传统内燃机汽车相差不多，续驶里程都到了五六百公里，可以说燃料电池轿车基本上已经具备了跟传统内燃机汽车在性能上全面竞争的特点。 

章桐教授认为，燃料电池汽车就是一个纯电动汽车，但跟普通的混合动力不一样。普通混合动力是一个电机和内燃机动力源或者作为一个扭矩的耦合。燃料电池汽车是电电混合，在电源上有所混合，从拓扑图上和混合动力的概念有所不同。 

举例而言，戴姆勒奔驰采用了插电式燃料电池的概念，这个电池装了9度电也是可以充电的，纯电续驶里程可以做到50公里，整个燃料电池的功率大概是100千瓦，这种构形也是可以的。李建秋教授认为，在动力系统的选择上面，现在国际上在客车和轿车领域都出现了将动力电池和电池实行电电混合的构形。 

全生命周期成本最低 

从全生命周期角度分析，根据现有的水平，燃料电池6年换一次，与其他所有形式的动力相比，最后看到它的全生命周期是成本最低的，基建成本也是最低的。因此，从清华大学的相关研究来看，燃料电池不仅可用于一般的乘用车和商用车，而且可适用于有轨电车这样的城市清洁交通工具。实际上，不仅是传统的有轨电车，包括地铁、变电站等投资成本都很大，远远超过了燃料电池的成本。 

同时，从清华大学所做的相关参数的敏感度分析也能发现，也就是说整个全生命周期的成本计算，燃料电池依然是可以接受的。即使按照60元/公斤氢气的高制成成本推算，全生命周期里与其他燃料形式相比较，氢仍然是最低的。李建秋教授认为，这样就可以相信燃料电池发展是可持续的，因为60元/公斤这个成本是你在任何一个地方用电解水制氢的氢气成本，不会再多了。 

煤制氢成本优势相当明显 

氢能大规模产业化如何突破，低成本大规模的制氢技术是必不可少的。中国工程院院士顾大钊介绍，以中国神华氢能产业情况为例，其现有的煤气化设施，如果全部用来制氢，每年可生产氢气400万吨，可以提供4000万辆燃料电池乘用车供氢。 

相关成本方面，一个是煤制氢，一个是用弃风的电来制氢，另一个是用电解水最便宜的方式和煤制氢进行比较。研究表明，煤制氢综合成本在12元左右，这里面每公斤氢气生产成本8元多，每公斤氢气的生产会排放出16公斤的二氧化碳，要捕捉和封存这些二氧化碳大概要12元，这样算起来大概12~13元/公斤。对于弃风制氢，大概完全成本是13~23元/公斤，也就是在18元左右。所以说，煤制氢的成本优势是相当明显的。 

据了解，为了推进氢能产业，中国神华首先在神华系统内对工程用车、运输用车等车辆采用燃料电池技术进行产业化。神华在氢能方面有战略定位，总体的目标是要建成世界一流的清洁能源企业，氢能在这其中将扮演着重要的角色。神华的目标是最起码要在以下三个方面达成：一是氢能将成为神华耦合传统化石能源与可再生能源的核心；二是氢能有助于实现化石能源清洁化与清洁能源规模化的愿景；三是氢能及燃料电池技术是神华打造世界一流清洁能源企业的重要战略举措。 

对于燃料电池汽车发展的展望，李建秋教授认为，到2020年国内燃料电池汽车量将是万辆级的规模，下一步推广工作的重点在基础设施当中氢电互动与车辆端的氢电互动协同发展。当然，燃料电池汽车推广并不适合所有的地方，应该选择那些氢能源比较富足的城市，推广的车型也应当是燃料电池汽车中具有优势的那些车型。