氢燃料电池汽车！实现“双碳”目标的重要途径之一

在河北省张家口太子城服务区的加氢站，氢燃料电池汽车驶入后，只需几分钟即可完成氢气填充。

氢燃料电池汽车一次加氢后的续驶里程可达公里。

　　发展氢燃料电池汽车利用的是氢和氧电化学反应的输出是水、电和热，整个过程无污染物和碳排放。

是交通领域实施能源革命、实现“双碳”目标的重要一步。

的重要途径之一。

但此前，由于技术、产业、成本等瓶颈问题，我国氢能产业和氢燃料电池汽车发展并不理想。

　　“双奥”的举办极大地促进了我国氢能产业和氢燃料汽车的快速发展和示范应用。

　　早在2009年北京奥运会期间，就有3辆氢燃料电池汽车投入运营，并建成了我国首座汽车加氢站，启动了氢燃料电池汽车“从0到1”的示范。

“北京冬奥会期间，共计10辆氢燃料电池汽车将投入使用，作为交通主力，开展示范运营服务。

”北京市经济和信息化局汽车交通处副处长吴志全表示，我国已实现“从氢能源到氢燃料电池汽车”的“1到”大规模应用和产业化突破。

　　走向规模化示范应用　　技术和成本是氢燃料电池汽车走向规模化应用的核心问题。

　　清华大学核能与新能源技术研究院研究员王成表示，氢燃料电池的成本由燃料电池电堆、供气系统、供氢系统、冷却排水系统和电力控制系统。

例如，电池电堆的催化剂一般采用贵金属铂，技术难度大，产业化程度不够。

这导致电池整体成本较高，难以实现大规模应用。

　　，福田汽车公司提供了3辆氢燃料电池公交车。

今年北京冬奥会期间，福田汽车公司带来了一款氢燃料电池汽车。

　　“福田汽车、丰田汽车、亿华通公司联合推出了一系列已商用的氢燃料电池公交车。

”福田汽车瓯辉客车事业部研发副总裁刘继红告诉《中国科学报》，这些氢燃料电池公交车不仅在延庆赛区闭环内使用，还提供闭环外的支线运输服务。

　　 “北京冬奥会为氢能源和氢燃料电池汽车的示范应用提供了世界级的舞台。

这是对我国氢能源和氢燃料电池汽车全产业链的一次全面考验。

”吴志全介绍，北京冬奥会上市的氢燃料电池汽车包括丰田全新Mirai二代客车、首次实现本土研发生产的丰田考斯特小型客车以及丰田与丰田联合开发的公交车。

福田汽车第一次。

　　氢燃料电池汽车的应用也加速了交通领域向零碳排放迈进。

例如，丰田Mirai客车每百公里可减少二氧化碳排放量约18.79公斤，丰田考斯特小客车每百公里可减少二氧化碳排放量约47.01公斤，丰田与福田联合开发的12米公交车可减少每百公里二氧化碳排放量。

排放二氧化碳约57.86公斤。

　　“北京在两个赛区投入了氢燃料电池汽车。

从2月4日冬奥会开幕到2月14日，共使用氢气约42.04吨，二氧化碳减排效果非常明显。

”吴志全说。

　　关键技术实现国产替代　　从燃油汽车到氢燃料电池汽车的跨越并不是简单地从“烧油”到“烧氢”。

其背后是氢燃料电池发动机核心技术及多重耦合安全技术、全气候动力电池技术等最新技术。

　　王成介绍，此前，我国制氢效率较低，储氢及整个供应链体系仍采用传统技术，氢燃料电池主要原材料碳纸、催化剂等依赖进口。

　　但现在，氢燃料电池汽车的很多关键技术已经被国产产品替代。

　　“冬奥交通服务保障中，氢燃料电池汽车由丰田汽车、福田汽车提供，氢燃料电池电堆由丰田提供，公交车氢燃料电池系统由亿华通集成，氢瓶子、空气压缩机等零部件主要由北京企业供应。

”　　北京亿华通科技有限公司常务副总经理余敏告诉《中国科学报》，在北京市“高新科技”的支持下， “耐环境燃料电池系统产品开发”项目，公司开发了系列燃料电池发动机产品，耐低温性能提前两年达到国家标准，并已应用于福田汽车氢燃料电池客车。

早在今年1月份，亿华通氢燃料电池发动机就在海拉尔完成了极寒测试。

“测试结果显示，氢燃料电池公交车在—— 30℃并进行超低温冷启动测试。

”于敏说，这是燃料电池汽车在北方地区大规模推广的标志。

基础。

　　北京新研创能科技有限公司近期完成千瓦级燃料电池模块研发，将氢燃料电池应用场景拓展至重卡领域。

　　北京新研创能科技公司总经理齐志刚表示，一般车辆所需的燃料电池额定功率在80kW左右，但重型卡车对燃料电池额定功率的要求更高，可能需要千瓦。

该公司为此开发了双电堆燃料电池模块，并突破了相关技术难题，实现了两个电堆中流体的均匀分布。

　　北京天海氢能装备有限公司研发出70兆帕储氢瓶，实现国产替代并交付冬奥燃料电池公交车上，大大拓展了氢燃料电池汽车的续航里程。

　　“我们研发了燃料电池用大流量高压减压装置，开展了氢燃料系统中高压管路的连接和密封可靠性研究，集成了瓶阀、高压管路、氢气储氢瓶等部件为氢燃料电池为乘用车提供车载储氢系统产品。

”北京天海氢能装备有限公司总工程师岳增柱表示。

　　梦固力新能源科技有限公司有限公司与北京理工大学等单位合作打造了全气候动力电池，该成果具有升温快、能耗低、加热均匀等优点，可解决极寒环境下电池失效的问题。

使用“瓶颈”问题　　北京理工大学华创电动汽车技术有限公司实现了氢燃料电池汽车双电机和变速箱的一体化设计。

动力控制器实现了两个电机的高效协调，显着增强了车辆的整体动力性能，续航里程可达100公里。

消耗减少。

该系统在扭矩、动力、爬坡度、车速、舒适性、经济性六个方面的性能均优于单电机动力系统。

　　“正是这些技术突破，让我国氢燃料电池汽车摆脱了关键技术的‘卡壳’，也为我国氢燃料电池汽车下一步产业化奠定了基础。

”吴志全说。

　　产业链走向自主可控　　“氢气供应链体系尚未完善，氢气生产、储存、运输尚未形成完整、高效的供应链体系。

”王成认为，这是限制我国制氢燃料电池汽车产业发展的另一个关键问题，就是缺乏大规模、廉价的氢气资源，制约了氢燃料电池汽车的大规模应用。

国务院办公厅于　　印发的《新能源汽车产业发展规划()》提出，我国要“提高氢燃料生产、储存和运输的经济性。

开展工业副产氢和可再生能源制氢应用”因地制宜技术，加快先进适用储氢材料产业化。

” ”、“完善氢燃料生产、储存、运输、加注标准体系。

”　　今天，“我国在氢能方面实现了‘生产、储存、运输、加工、使用’的全产业链布局”能源与氢燃料电池产业、氢能源与氢燃料电池汽车创新链产业链实现了自主可控。

”吴志全说。

　　氢能方面，今年10月，环宇晶汇晶诚气体科技有限公司参与科技部国家重点研发计划项目“科技冬奥·氢出行”关键技术研究与开发清华大学牵头的开发与应用示范。

”项目，主要任务是参与加氢站建设，协助建立“生产、储存、运输、加气”的全供应链信息监控系统。

　　“环宇晶辉拥有多项核心技术如煤、天然气碳提制氢、气态高压储氢、超纯氢提纯、副产氢提纯等，生产的氢气纯度高达99.9%，年产氢气。

生产能力为10000立方米。

”环宇晶辉京城气体科技有限公司副总经理张岩向《中国科学报》介绍，环宇晶辉还与京能集团合作，利用光伏、风能等产生的“绿色电力”制氢工作，实现“绿电制绿氢”。

　　传统燃料企业燕山石化也在积极布局制氢领域。

北京冬奥会期间，为保证氢源供应，燕山石化和环宇晶辉的氢气产能达到7.2吨/日，为冬奥会氢燃料电池汽车提供充足的清洁氢源供应。

　　加氢站建设流程也在不断优化。

“加氢站是新生事物，安全级别要求较高，相关技术还处于不断发展和完善的阶段。

”吴志全表示，为保障加氢站安全稳定运行，国家明确了油氢站共建审批流程，创新了工作程序和工作方法，为今后加氢站建设积累了丰富经验。

加氢站。

　　示范应用也带动了氢燃料电池汽车行业标准的长足进步。

为了实现氢燃料电池汽车在冬奥场景的使用，我国推动了《燃料电池电动汽车加氢口》《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》等多项标准的修订。

“这使得我国氢能和燃料电池汽车产业向高端发展。

”刘继红说道。

　　氢能产业也成为各地“十四五”产业规划的重点。

在北京，“氢能源和氢燃料电池汽车发展规划正在实施，京津冀地区燃料电池汽车示范城市群建设正在积极推进”。

吴志全表示，北京将重点关注“车辆在哪里使用、氢从哪里来、技术是什么”。

“突破和产业如何可持续发展”是打造燃料电池汽车关键零部件及装备制造产业集群的四个关键问题。

　　“未来，随着氢能产业链的进一步完善，氢燃料电池客车也将以安全、舒适、低碳等优势拓展到更多领域。

”刘继红充满信心，对我国氢燃料电池汽车产业的发展信心十足。