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    燃料电池汽车及氢源的发展现状和预测

    来源: 环保信息网切记!信息来至互联网,仅供参考2010-10-01 访问:

     2.2各大公司燃料电池汽车生产及应用的预期日程安排

        目前,作为燃料电池汽车的预期生产目标,概念车及样车的时期已告一段落,而各大汽车生产商对燃料电池汽车生产的确切时间表尚不确定,因为在新技术发展的初期存在太多的不确定因素,包括技术和经济可行性等。然而各汽车公司在自己制定的目标中以及能源和汽车专家都认为,燃料电池汽车的发展将按如下时间段进行: 2002-04:在美国,欧洲,日本实现燃料电池汽车的示范车队; 2006-07:第二代燃料电池系统融人汽车技术,车队规模继续增大; 2010:燃料电池汽车实现商业化推广。 总的说来,大多数汽车制造商预计将在2010年左右实现全面的商业化。不过 GM和Ford的态度比他们更坚决,他们断言到那时已经可以生产大批量的燃料电池汽车。相对来讲,Honda和Toyota对将来的计划更谨慎,不过他们今年也加速了进程,或许日本市场的内部竞争及不断增长的政府投入将加速加快燃料电池汽车的全面商业化。

    2.3国内燃料电池及其在交通领域的进展

        我国的燃料电池研究始于1958年,经过4O余年的积累与发展,已初步形成了一支学科专业较为齐全的研究与开发队伍,研究条件明显改善。尤其在PEMFC方面,总体水平与先进国家的差距正在缩小。 在质子交换膜燃料电池本体技术发展的基础上,1998年,北京理工及清华大学开发了燃料电池微型电动车,2000年底上海神力科技有限公司开发了”氢动力一号”游览车,并亮相于2000年上海工博会。2001年1月,中科院大连化学物理所、电工所、东风汽车公司研制了30kw燃料电池中巴车,北京绿能公司也于200年也装出了自己研制的燃料电池车。另据2003年8月最新消息,同济大学与上海汽车集团联合推出了我国首辆燃料电池混合动力轿车“超越一号”,并经过了国家科技部检验。作为我国第一代燃料电池混合动力汽车的样车,“超越一号”以桑塔纳2000为基体,采用了我国拥有完全自主知识产权的纯氢燃料电池动力平台,标志着我国燃料电池汽车发展的里程碑,大大缩短了我国与世界先进水平的差距。 同时,我国在储氢技术和车载制氢技术上有了一定的发展,2002年1月,中国科学院宣布启动知识创新工程重大项目“大功率质子交换膜燃料电池发动机及氢源技术”,这项重大项目的启动将为我国汽车工业在新世纪的跨越发展提供技术原动力。因此,鉴于PEMFC电动汽车在各类电动汽车发展中的明显优势,应该得到重点的发展。

    三、国内外氢源选择的崛

        基于质子交换膜燃料电池的燃料电池汽车需要氢气作为燃料,而氢源技术已成为燃料电池商业化的技术瓶颈。因此Ford的一名高级技术研究人员指出,解决氢源的问题比解决燃料电池本身更具有意义。 我国目前在燃料电池技术总体水平上与国际先进水平还有很大差距,要想迎头赶上,必须找到适合本国国情的最佳切入点,即从经济性,能效性和环境性能方面都是最合理的燃料链。 下面将结合国外燃料电池氢源选择相关研究的结果,以及国内关于燃料电池氢源选择的863软课题的基本结论探讨适合我国国情的方案。 3.1国外燃料电池氢源选择的研究 近年来,国外很多研究从”井口到车轮”的全生命周期角度评估了燃料电池汽车氢源的选择方案。总的说来,大部分研究都将纯氢,甲醇和汽油作为三种最主要的选择来进行研究。但由于评估中存在很多不确定因素,他们得到的结论不尽相同:Princeton的Ogden,DTI.的Thomas等认为纯氢燃料电池汽车最具优势;而Methanex, Methanol Institute更倾向于甲醇燃料电池汽车;其他的一些科研机构则客观地阐明了三种燃料选择的优缺点。 总结前人研究,各种燃料选择的优缺点如表2:

     

        由上可见,三种燃料选择各有利弊,要作出合理选择就要考虑本国的能源结构,从国情出发,选择适合的氢源方案。

    3.2国内燃料电池氢源评估的主要结论

       为探索适合我国能源国情的氢源基础设施方案,国家高科技研究发展计划(863计划)设立了”燃料电池汽车氢源基础设施工程前期研究”软课题,旨在对氢能源进行全生命周期的研究,并进行车载制氢与加注站制氢的比较与分析,制氢技术和经济性研究与比较。本课题是国内首次从资源开采到汽车使用的全生命周期评价,针对不同氢源选择对能效、排放及经济性(3E)进行系统分析,因此很有评估价值。大连化物所作为863软课题的主要承担单位之一,作出了大量首创性的工作,以下将简要介绍研究的结论。 首先根据科学可行的氢源方案筛选原则,从相当多的燃料链中最终确定10条燃料链作为研究对象,如表3所示。

     

       选取的燃料链主要还是集中在纯氢,甲醇和汽油三种燃料选择上,具体地,包括三条车载制氢燃料链,两条大型管道输氢和五条加注站制氢燃料链,基本涵盖了近中期所有可行的技术路线。 接下来对所选10条燃料链进行了环境,经济性和能效性(3E)的全面的评估,清单如表4所示:

     

       

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