利用上海发展氢能燃料电池产业的优势,积极推进氢能燃料电池技术产业化
前言:
随着我国经济的快速发展,汽车工业已成为我国的支柱产业之一。2007年我国汽车产量达到850万辆,保有量达到5000多万辆,是世界第三大汽车生产国和第二大汽车市场。汽车燃油消耗达到8000万吨,约占我国石油总需求量的四分之一。与此同时,我国石油进口量逐年攀升,对外依存度达到47%。另外,交通能源消耗造成的局部环境污染和全球温室气体排放越来越受到各国政府和国际社会的关注,尤其是温室气体排放问题近来已经成为国际政治、经济和外交等领域的热点。由此可见,从能源安全和环境保护的战略出发,应大力加强对新能源汽车发展的支持,这也是我国汽车工业自主创新、跨越发展的机会。
上海在制氢、加氢等方面具有很好的基础条件。氢作为二次能源,来源广泛,既可以来源于化石能源的工业副产氢,也可以通过太阳能、风能、潮汐能等不能稳定供电的可再生能源电解水制氢。
上海有许多单位可以生产氢气或利用作为副产品的氢气。上海华谊集团公司属下的上海氯碱化工股份有限公司,每年排放大约2500万立方米的氢气;可以大量利用煤制氢的有上海吴烃化工厂,上海焦化厂等。另外,上海宝山钢铁厂、上海宝山化肥厂也有巨大的产氢能力。上海宝钢、上海焦化厂、吴烃化工厂、煤化工、氯碱厂等公司的工业副产氢每年就能满足十万辆以上的燃料电池车使用,而全国的炼焦工业副产氢每年可供3500多万辆以上的燃料电池汽车使用,而这些工业副产氢大量被白白浪费掉。
此外,氢气的纯化和加注技术也日趋成熟。目前,上海在嘉定区安亭镇建成了第一个自主研发的利用工业副产氢的加氢站。
目前,氢气的储存比较多的是采用铝内胆、碳纤维缠绕环氧树脂浸渍的高压储氢罐,上海有数家可以大量生产较成熟的上述产品。这些储氢罐可用在燃料电池汽车、大巴、叉车等燃料电池车上,其优点是重量轻,储氢压力高可达到200~500atm,安全性好,经实验证明,在事故性碰撞、枪击的时候不是粉碎性爆破,不会导致整车烧毁等严重事故。
氢燃料电池汽车是世界上公认的零排放、低噪音节能汽车的终极技术方案,是汽车工业节能减排的发展方向。燃料电池汽车发动机构造和工作原理发生了革命性替代,采用燃料电池加氢瓶的结构完全替换内燃机汽车中内燃机加油箱的动力系统;发动机的能量转换效率高,汽油车效率从油箱到车轮为16%,而氢燃料电池车为50%以上,效率提高近四倍。
上海神力科技有限公司成立于1998年,是国家科技部重点培育、上海市政府重点支持的高科技企业,以氢燃料电池及燃料电池发动机产业化作为自己的发展目标,是中国目前最大的燃料电池发动机研发与生产的高科技企业,拥有完全自主知识产权,目前已申请中美专利337项,已授权185项。
神力科技承担国家“十·五”863、“十一·五”863等项目过程中,开创性地研发成功常压空气、低压氢气运行的轿车用和城市客车用燃料电池发动机,主要技术指标达到了国际先进水平。经过加拿大Ballard公司和美国Gore公司的测试评估,其测试结果表明我们的核心零部件膜电极的综合电化学性能、运行寿命等关键技术指标上超过了Ballard公司的同类产品。神力科技已经掌握了燃料电池的核心零部件膜电极的完全制造工艺与技术,而且经过本公司的实验室进行模拟汽车变工况测试试验,已经超过4000小时,性能衰减不到10%。
神力科技已累计生产燃料电池轿车发动机24台,燃料电池客车发动机14台,分别装在同济大学“超越一号”、“超越二号”、“超越三号”、“上海牌”、“领域”、“东方之子”等燃料电池轿车(共22辆)和清华大学“清能一号”、“清能三号”、“清能目标样车”等燃料电池城市客车(共6辆)以及与全国各大城市客车制造厂合作生产的燃料电池城市客车(共5辆)上。清华大学装载神力科技燃料电池发动机的城市客车“清能一号”自2005年8月以来,至今已累计运行45000公里,运行时间近2000小时,是目前世界上运行时间最长的燃料电池发动机,我国所有相对成熟的进行示范运行的燃料电池城市客车和轿车所安装的燃料电池发动机也都是神力科技研发生产的。在奉贤区支持下,神力科技于2006年初独立研制的燃料电池城市客车“创新一号”,至今已运行10000多公里;2007年8月研制的第二台燃料电池城市客车“神力一号”,技术上进行了多项改进和完善,性能更加安全可靠,正在申请载客示范运行。“神力一号”、“创新一号”、“神凯一号”三辆燃料电池客车组队参加了刚刚落幕的2007中国国际工业博览会,上海市委书记俞正声与市委、市政府等领导参观并乘坐了“神力一号”燃料电池城市客车。“神力一号”还参加了2007年11月14日在上海举行的全球清洁能源汽车“必比登”挑战赛,与国际各大知名汽车厂商的燃料电池汽车同台竞技毫不逊色,获得了3个A的佳绩,其中一项是代表最高水平的“最佳综合设计”大奖。
2007年,神力科技的燃料电池发动机、燃料电池发电站进入示范性销售阶段,产品销售收入七百多万元。神力科技对国际合作和国际市场的拓展取得了重大进展,初步建立起了国际市场网络。神力科技将与美国Infintium公司合作生产叉车用燃料电池动力系统;与印度合作生产燃料电池SUV和中巴;与韩国CT&T公司合作生产燃料电池区域用车;已中标英国伦敦市燃料电池Van国际招标项目;与意大利合作生产示范用燃料电池城市客车。2008年神力科技预计年销售收入将达4000多万元。
今年北京奥运会上将会有燃料电池轿车和燃料电池大巴在奥运场馆做示范运行,展示我国在发展清洁能源汽车技术方面世界领先的成果,由于燃料电池汽车唯一排放的是清洁的水,所以将作为马拉松比赛引导服务车以及VIP服务车。上海神力科技有限公司为燃料电池汽车提供最核心的燃料电池发动机,并严格通过德国大众汽车专家的认证。另外,国家科技部,国家汽车检测中心等合力推动颁布燃料电池汽车上路运行的各方面技术、安全标准,其中上海神力科技有限公司负责燃料电池发动机的标准起草,从而使我国成为最早的首先准许燃料电池汽车上路运行的国家。
为了使我国在国际节能减排大趋势下处于更有利的地位,希望我国政府有关部门加快推进燃料电池汽车产业化。
附表:
全国副产氢年产量
| 行业类别 |
副产氢
来源 |
2005年产量
(万吨) |
年副产氢
(万吨) |
备注 |
氯碱 |
烧碱 |
1256 |
31.4 |
每吨烧碱产生25公斤氢气 |
化工 |
合成氨 |
4630 |
43.2 |
每吨合成氨产生150-250Nm3氢气(55%氢) |
焦化 |
炼焦焦炉煤气 |
23281 |
242.8 |
每吨焦炭产生390-480Nm3焦炉煤气(60%氢) |
冶金 |
炼钢焦炉煤气 |
37117 |
395.7 |
每炼吨钢产生390-480Nm3焦炉煤气(60%氢) |
石化 |
石油炼制 |
18150 |
113.5 |
催化重整、裂化反应副产富氢(80%) |
石化 |
乙烯 |
734 |
25.7 |
裂解反应副产富氢(80%) |
合计 |
|
|
852.3 |
|
注:如果把全国852万吨年副产氢全部利用起来的话,如果按每辆轿车年行驶2万公里计算可以供近3500万辆以上的燃料电池轿车使用。