鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:416次 | 2022年07月05日
氫燃料動(dòng)力電池發(fā)展路徑前瞻:過"三關(guān)"之前別喊什么商業(yè)化
面向未來,電池我國網(wǎng)認(rèn)為氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)想要在眾多技術(shù)路線較量中爭得一席之地,必須在技術(shù)上、成本上取得優(yōu)勢,在商業(yè)模式上走得通。其商業(yè)化必須要過三道關(guān)。
業(yè)內(nèi)共識,氫能將在未來我國乃至全世界的能源及交通運(yùn)輸領(lǐng)域扮演至關(guān)重要的角色。我國工程院院士干勇稱,我國市場巨大,氫能源技術(shù)前景廣闊,預(yù)計(jì)在2050年將率先進(jìn)入氫能源時(shí)代。而說到氫能的利用,就不能不提到其典型代表——?dú)淙剂蟿?dòng)力鋰電池。
這么近,那么遠(yuǎn)!
在六月二十八日召開的氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇上,我國電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長陳清泰稱,2017年全國氫燃料動(dòng)力鋰電池商用車的產(chǎn)量達(dá)到了1226輛,氫燃料動(dòng)力鋰電池車開始進(jìn)入試運(yùn)行階段。"但是,從試運(yùn)行向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型是一個(gè)十分艱難的過程,一些發(fā)達(dá)國家和跨國公司對此已經(jīng)做了長期的努力,有的半途退出了,我國公司對此要有充分的準(zhǔn)備。"
阻擋我國氫燃料動(dòng)力鋰電池車產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的首要因素?zé)o疑是孱弱的核心技術(shù)。燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)是燃料動(dòng)力鋰電池車的核心,一般由電池堆、燃料處理器、空氣壓縮機(jī)等組成。全國政協(xié)副主席、我國科協(xié)主席萬鋼表示,雖然早在本世紀(jì)初我國就在氫燃料動(dòng)力鋰電池方面的研究做了一系列部署,但是在一些關(guān)鍵技術(shù)問題上目前并沒有取得顯著的進(jìn)展,而且和國際水平差距明顯。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
"燃料動(dòng)力鋰電池用催化劑、質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵材料的開發(fā),多停留于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段。"萬鋼舉例說,氫能燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈薄弱,整車公司也沒形成穩(wěn)定的零部件供應(yīng)體系。
電池我國網(wǎng)認(rèn)為,目前氫燃料動(dòng)力鋰電池的發(fā)展階段和十年前鋰動(dòng)力鋰電池的發(fā)展階段基本相似,任重而道遠(yuǎn)。隨著各方面的重視和投入,氫燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)、性能將在未來幾年有望取得重大突破。有關(guān)我國而言,目前最要的,是把精力和耐心放在燃料動(dòng)力鋰電池的技術(shù)研發(fā)上。正如一位專家所說,"我們還很落后,應(yīng)該回到實(shí)驗(yàn)室里繼續(xù)研究,在關(guān)鍵問題沒解決好之前,別喊什么商業(yè)化。"氫燃料動(dòng)力鋰電池雖然看起來已經(jīng)離我們很近了,但要真正商業(yè)化其實(shí)還有相當(dāng)一段路要走。
商業(yè)化先過三道關(guān)
燃油車、純電動(dòng)和油電混合動(dòng)力、燃料動(dòng)力鋰電池車被稱為是汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔能源的三步曲。眼下動(dòng)力鋰電池業(yè)在獲得難得發(fā)展機(jī)遇時(shí),燃料動(dòng)力鋰電池業(yè)也迎來快速發(fā)展期。不過,由于種種制約,不少業(yè)內(nèi)人士表示,國內(nèi)燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)還處于商業(yè)化導(dǎo)入期,距離大規(guī)模應(yīng)用還有相當(dāng)長的一段距離。
面向未來,電池我國網(wǎng)認(rèn)為氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)想要在眾多技術(shù)路線較量中爭得一席之地,必須在技術(shù)上、成本上取得優(yōu)勢,在商業(yè)模式上走得通。其商業(yè)化必須要過三道關(guān):
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
第一個(gè)是技術(shù)關(guān)
在技術(shù)方面,國內(nèi)燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)水平和國際先進(jìn)水平仍存在較大差距。特別是質(zhì)子交換膜、雙極板、高壓氣瓶等核心部件,從目前領(lǐng)先和追趕的公司指標(biāo)上就能看出來差距。比如電堆功率密度,國內(nèi)產(chǎn)品大概在2kW/L左右,據(jù)悉國際先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了3kW/L左右;催化劑效率方面,國內(nèi)每千瓦的鉑用量大概0.3克,而國際的先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了0.06克以下;膜電極耐久性方面,國內(nèi)動(dòng)態(tài)工況實(shí)測壽命大概在3000小時(shí)左右,而據(jù)了解國外已經(jīng)達(dá)到了9000小時(shí)……
第二個(gè)是成本關(guān)
有關(guān)燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù),目前最大的問題是要從能源供給轉(zhuǎn)換的全局考慮,假如沒有實(shí)現(xiàn)從化石能源往氫能的整體轉(zhuǎn)換,并在較大地域范圍覆蓋,就沒辦法進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。有關(guān)整車公司而言,市場規(guī)模就比較有限,要較大的量才能有效降低成本。
據(jù)北汽集團(tuán)總經(jīng)理張夕勇介紹,目前從材料購置成本角度來看,國內(nèi)商用車的電堆價(jià)格在每千瓦1.5萬塊錢左右,一個(gè)30千瓦的電堆價(jià)格在50萬元左右,已經(jīng)占到了整車價(jià)格的一半以上。而按目前1.2元一度電來算,同樣性能的純電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池的價(jià)格僅是其30%左右。"從未來發(fā)展來看,假如要過成本關(guān),必須通過技術(shù)升級和擴(kuò)大規(guī)模,大幅度降低電堆價(jià)格至每千瓦500元以下。"張夕勇說道。
第三個(gè)是場景關(guān)
勾勒出氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車應(yīng)用的場景,才能為氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展指明方向。針對純電動(dòng)汽車和氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車的成本優(yōu)勢,我國科學(xué)院院士、我國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長歐陽明高表示,續(xù)航里程在500公里以內(nèi),氫燃料動(dòng)力鋰電池轎車沒有成本優(yōu)勢;續(xù)航里程在100公里以上,氫燃料動(dòng)力鋰電池商用車就具備成本優(yōu)勢。因此,鋰電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī),氫燃料動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)。
在目前發(fā)展較好的商用車方面,萬鋼認(rèn)為,從中遠(yuǎn)期來看,中型和重載貨車是氫燃料動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向。"中型和重載貨車的行駛里程長,環(huán)保要求高,想要解決這些問題,很好的辦法就是燃料動(dòng)力鋰電池汽車。今天電動(dòng)汽車的短板,完全可以用燃料動(dòng)力鋰電池汽車和氫能源來補(bǔ)足。"萬鋼說道。而干勇預(yù)計(jì),到2050年將會(huì)有超過50%的重型卡車用氫燃料動(dòng)力鋰電池作為動(dòng)力。
加拿大巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司總裁麥凱文也認(rèn)為,包括商用卡車、大巴、有軌電車和海洋運(yùn)輸這四種重型運(yùn)輸市場是氫燃料動(dòng)力鋰電池非常好的應(yīng)用場景。在他看來,"實(shí)際上這些場景可以實(shí)現(xiàn)集中化加氫,所以不要這么多的加氫站。"
綜合以上三道關(guān),電池我國網(wǎng)認(rèn)為目前燃料動(dòng)力鋰電池商業(yè)化為時(shí)尚早,還面對著許多制約因素。隨著未來幾年國內(nèi)氫燃料動(dòng)力鋰電池關(guān)鍵技術(shù)難題的破解和系統(tǒng)成本的大幅度下降,氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車有望在部分地區(qū)和應(yīng)用場景中迅速新增。而從長期來看,完善的產(chǎn)業(yè)鏈、更多公司主導(dǎo)和參和、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的建立、國際開放合作等將影響氫燃料動(dòng)力鋰電池在商業(yè)化道路上的進(jìn)程。