衣宝廉院士:下一个五年,燃料电池汽车如何发展
衣宝廉院士:下一个五年,燃料电池汽车如何发展
步入2020年,燃料电池汽车产业释放出诸多积极的信号。
1月5日,国内首批(10辆)氢燃料电池通勤客车在武汉开发区正式交付;1月14日,247台新能源汽车在云南五龙汽车有限公司下线;1月20日,山东潍坊100台氢燃料公交车采购中标,计划于年内正式上线运营……
燃料电池汽车以其高效率和零排放等优势,备受国内外追捧。中国电动汽车百人会副秘书长王贺武曾预测,2025年我国氢能燃料电池汽车有望实现5万~10万辆的规模;2030年我国将实现百万辆级别的氢能燃料电池汽车在路上行驶;2050年氢能燃料电池汽车能够和纯电动汽车共同实现汽车的零排放,即移动端的零排放。
站在“风口”上的燃料电池汽车,热度攀升的背后还需怎样的冷思考?“十四五”又该如何实现更大的跨越?《中国科学报》就此采访了中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员衣宝廉。
氢燃料电池是理想的选择
《中国科学报》:相比纯电动汽车,燃料电池汽车有何优势?
衣宝廉:以氢燃料电池为动力的燃料电池车与锂离子电池车相比,具有续驶里程长、安全等优势。氢燃料电池比能量高可达0.5~1.0Wh/Kg,且燃料氢和电堆是分开的,因此即使电池的膜破损,只要将氢切断,就不会产生燃烧和爆炸。
此外,氢燃料加注方式与燃油车加油类似——加注时间短,特别适用于重载、长途的运输车、大客车和各种商用车。若采用可再生能源制氢,还可做到零排放。
《中国科学报》:《中国氢能源及燃料电池产业发展研究报告》指出,未来氢在我国终端能源体系占比至少将达10%,你如何看待氢燃料电池汽车未来的发展前景?
衣宝廉:人类生活、生产所用的化石燃料,从煤、石油到天然气,是一个逐步减碳的过程。而氢是零碳燃料,要用氢代替化石燃料是一种理想的选择。但氢需要用其它能源制取,如果能够用可再生能源,如水能、风能、太阳能和核能制氢是最理想的选择。
近年来,由于减排二氧化碳,控制本世纪温升在2摄氏度以内。可再生能源的高速发展与燃料电池和燃料电池车技术的进步,将大力促进氢能的发展。
《中国科学报》:“氢能源”虽然是备受期待的一种新能源汽车方案,但目前我国在制氢、储氢、运氢等环节并不完善,对此你认为该如何解决?
衣宝廉:氢气的密度最低,所以它的体积比能量最小,导致氢的储运是发展氢能的最大难题。国内应发展和示范液氢和管道运输氢,同时研究用有机化合物加脱氢的办法(如甲基环己烷脱氢和甲苯加氢)储运氢,继承石油运输的设备与经验。
要想尽快发展氢能和提高氢能能源占比,最有效的办法是大力发展西南水电、西北风电,将不上电网的电力直接用于电解水制氢。此外,建立海上风电,直接电解海水制氢,并输送至天然气管网或直接氢用户,也是一个重要方向。
氢的爆炸限很宽,起爆能量很低,因此也是一种易燃易爆气体。但氢与天然气和石油相比,极宜检测,因此还要研发稳定、可靠、廉价的氢传感器,确保用氢安全。
“十三五”仍存成本压力
《中国科学报》:“十三五”期间,燃料电池汽车都取得了哪些关键突破?