我国氢燃料电池汽车研发现状及发展趋势预测(编辑修改稿)

我国氢燃料电池汽车研发现状及发展趋势预测(编辑修改稿)内容摘要：

)流带出。 未反应的 (过量的 )氢气和氧气流出电堆后，经汽水分离器除水，可经过循环泵重新进入电堆循环使用，在开放空间也可以直接排放到空气中。 质子交换膜燃料电池发电作为新一代发电技术，其广阔的应用前景可与计算机技术相媲2 我国氢燃料电池汽车的研究现状及需要解决的主要问题 5 美。 经过多年的基础研究与应用开发，质子交换膜燃料电池用作汽车动力的研究已取得实质性进展，微型质子交换膜燃料电池便携电源和小型质子交换膜燃料电池移动电源已达到产品化程度，中、大功率质子交换膜燃料电池发电系统的研究也取得了一定成果。 由于 质子交换膜燃料电 池具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单、操作方便等优点， 所以 被公认为 氢 燃料电池 汽车 的 首选能源。 我国氢燃料电池汽车的研究现状 能源是支撑社会经济发展的物质基础。 目前人类处于以石油、煤炭、天然气等化石燃料为主的“碳氢经济” 时代，经济的运行和增长与这些能源发生着直接和间接的关系。 然而，化石能源是一种有限的、不可再生的资源。 对化石能源的过度依赖和使用，使人类社会面临化石能源枯竭的巨大挑战。 同时，化石燃料的使用带来严重的环境污染，导致了温室效应的产生和酸雨的形成，严重威胁着人类的健康和生存。 因此，开发和利用 来源广泛且清洁、高效的新能源已刻不容缓。 氢以其清洁无污染、高效、可储存和运输，以及来源广泛等优点，被视为最理想的能源载体。 从经济性、技术性、机动性及环境方面等综合因素考虑，氢能是未来最有可能替代化石燃料的动力燃料。 氢能和可再生能源结合在一起，将形成一个完全可再生的完整的能源系统， 基于这个能源系统上的经济活动就是“氢经济”。 交通运输业是经济和社会发展的 基础性产业，同时也是能源消耗和污染排放的“大 户”。 面对严峻的能源和环境挑战，交通动力能源转型已成 为全球共识。 国内外专家普遍认为： 2020 年起， 以多种能源为基 础的氢燃料将逐步上升为主导型燃料。 与此相对应，汽车动力将逐步由内燃机动力、混合动力转变为氢能燃料电池动 力。 节能与新能源汽车发展的路线问题一直受到业内广泛关注，也有很多不同意见。 陈一文先生了 发表 题为 《 “ 氢能源 ”、“ 氢经济 ” 将造成最为严重的大气 “ 氧气枯竭 ” 过程》 一文，语出惊人。 他对“氢经济”提出质疑。 “ 这个问题的核心是 ∶ 传统矿物燃料的过量燃烧造成的全球 “ 温室效应 ” 与 “ 氧气枯竭 ” 中哪个造成对人类基本生存环境的首位最大恶果，是“ 全球温室效应 ” 及其导致的全球气候异常，还是世界绝大多数科学界人士、政府官员、企业界人士 、气象学家和环保人士未能认识或正视的大气 “ 氧气枯竭 ” 问题。 ” 由 26 位专家联名 “ 上书 ” 的《开发车用动力技术、尽快减轻交通能源压力的建议》 （下称《建议》） ，提出了慎重发展氢燃料汽车的意见，将争论推向高潮。 《建议》质疑中国的氢能源技术研究，认为中国汽车工业要发展应当努力提升传统的内燃机技术，而不应将宝押在技术难度大、前景亦不明朗的 氢 燃料电池汽车身上。 《建议》 中提出的质疑被 “十一五” 863 计划“节能与新能源汽车项目”总体专家组成员、氢能源汽车技术的重要研发基地之一同济大学汽车学院的北华大学本科毕业论文 6 院长余卓平教授做了一一回应。 质疑 一：国家投入大量资金用与氢能源建设。 回应：国家投入在氢能源技术开发中的资金不是太多而是太少。 余卓平说，“十一五” 863 计划“节能与新能源汽车项目”中，中央政府投入约为 11 亿元，而且这里面也只有一部分用于氢燃料电池汽车的研发，这与通用汽车在氢能源技术研发一投就是上百亿的资金相比，其实是微不足道的。 而对于内燃机技术的改进，国家也有相应的拨款；同时应该指出的是，由于目前汽车发动机还是主要依靠燃油技术，一汽、上汽、东风、奇瑞、华晨、长安、吉利等各大企业每年投入在内燃机技术上的资金都超过十个亿 —— 这几百亿的数字（其中 绝大部分是国有企业的投资）已经远远超过投在氢能源技术的资金。 因此，不论与外国公司、还是与内燃机技术的投资相比，国家用于氢能源技术开发中的资金不是太多而是太少了。 质疑二： 氢能源技术难度大、发展前景不明朗。 回应： 氢燃料电池汽车是全球认同的最终发展方向。 面对世界石油枯竭的危机，各国在寻找替代性能源的道路上都有不同的侧重，但各跨国集团都将最终的方向集中在氢燃料电池汽车上，这是一个不争的事实。 目前，轨道交通已经很好地实现了电力化驱动，公路车辆的发展也在逐步展现曙光：同济大学联合上汽开发的三代“超越”系列燃料电池车得 到了许多国际赛事的认可，而且还将此动力系统搭载在“荣威”轿车上诞生了“上海牌”氢燃料电池汽车，而第四代燃料电池轿车也将在奥运会上亮相。 而这一切的实现仅仅用了七年的时间，足见氢能源技术的突破可谓神速。 至于 26位专家提到的“氢能源技术能否最终实现还要经过 50 年甚至 100 年的时间 ， 余卓平 称： 50年的预计已经是 2020 年我们最初研究氢能源技术的估计了，现在全球统一的认识是在 2020年到 2020 年左右实现氢燃料电池的商业化。 当然，商业化并不代表大规模产业化的实现，就像混合动力车经过十年的商业化发展也不过只有 100 万辆 ，远远没有取代传统的内燃机车，所以，氢燃料电池汽车成为主流的道路也会需要很长的时间。 质疑三： 国家押宝氢能源技术将对民族汽车工业造成巨大伤害。 回应： 发展氢能源技术将是中国跻身汽车强国的最优策略。 由于对氢燃料电池汽车前景的忧虑， 26位专家认为国家投入大量财力、人力、物力在氢能源研发上，将对本就落后和薄弱的中国汽车工业造成巨大伤害。 对此，余卓平教授指出：国家并没有将汽车工业押宝在氢能源 上，也同时非常重视内燃机技术在节能减耗方面的发展，只不过在发展趋势上更看好氢燃料电池汽车。 到底是集中力量瞄准一条主要路线走下去 ，还是兼顾多条路线共同发展。 是将重点放在眼前容易实现的技术提升，还是加大力量着手于未来前沿技术的突破。 尽管关于节能与新能源汽车发展的争论一直在继续，国内相关企业和研究机构却从来没有停止节能与新能源汽车的研发工作。 多数专家认为， 以石油为原料的燃料是迄今为止最理想的车用燃料，并且在相2 我国氢燃料电池汽车的研究现状及需要解决的主要问题 7 当长时间内仍然是主要的车用燃料 ， 汽车工业应当将主要精力投入先进的内燃机技术研发，并逐步增加柴油乘用车的比例。 一方面，在柴油机汽车开发和推广上，我国商用车基本实现了柴油化，相关的增压、高压共轨、电子喷射等技术得到广泛应用 ； 另一方面，新 能源汽车的研发同样成绩喜人 ， 现在，长安、奇瑞、比亚迪、一汽、东风等企业都在进行混合动力汽车的研发和投产工作。 在电动车领域，动力电池技术水平的提升，为我国电动汽车的发展提供了重要条件。 小型电动汽车初显市场潜力，纯电动公交车将在 2020 北京奥运会上投入使用，大功率电动汽车的商业化运行也在逐步推进。 氢燃料电池汽车在国内外仍然处于产业化初期准备阶段，尚未形成新的工业体系。 在科技部的支持下，我国氢燃料电池车取得长足进展，已研制出具有自主知识产权的燃料电池大客车、小轿车、自行车和助力车等。 随着氢燃料电池车研发的推进， 产业化的曙光也渐渐展现，国家标准制定工作 也正在进行。 2020 年 3 月开始氢 燃料电池汽车国家标准的前期研讨工作 ， 氢 燃料电池汽车国家标准的编制工作 使我国 氢 燃料电池车从起步阶段实现 “ 标准先行 ” ，做到有规可循，有法可依，为 氢 燃料电池汽车产业化和今后商业化、大批量推广应用提供重要保障。 预计 很快就 能形成《燃料电池汽车整车术语》和《燃料电池汽车整车安全要求》的征求意见稿，再向全行业征求意见后，最终确定这两项技术标准 ， 这两项技术标准 预计在 2020 年完成。 整车术语和整车安全要求是最为基础也 是最为重要的两项标准，前者能够为燃料电 池车产业统一各类叫法和名 称 ；后者则提出整车安全性要求，对涉及燃料电池汽车整车安全的零部 件、系统件及整车运行中相关安全要求的所有技术参数进行定义和验证。 《燃料电池汽车整车术语》 主要的包括 以下几方面 ： 涉及到整车、配套件、其 它关键部件及基础设施接口。 燃料电池电动汽车安全类项目主要内容 ： 车载能源装置的安全要求 、 运行操作安全要求及漏电和人员防触电等要求。 燃料电池电动汽车燃料系统安全要求为储存或处理燃料或其他有害物质的系统提供标准规范，主要针对燃料储存装置 ， 燃料处理过程，燃料电池堆等提出要求。 上海是我国氢燃料电池轿车的研发基地，自从 2020 年 “ 十五 ” 重大。