燃料電池汽車及氫源的發展現狀和預測

 2．2各大公司燃料電池汽車生產及應用的預期日程安排

    目前，作為燃料電池汽車的預期生產目標，概念車及樣車的時期已告一段落，而各大汽車生產商對燃料電池汽車生產的確切時間表尚不確定，因為在新技術發展的初期存在太多的不確定因素，包括技術和經濟可行性等。然而各汽車公司在自己制定的目標中以及能源和汽車專家都認為，燃料電池汽車的發展將按如下時間段進行： 2002－04：在美國，歐洲，日本實現燃料電池汽車的示范車隊； 2006－07：第二代燃料電池系統融人汽車技術，車隊規模繼續增大； 2010：燃料電池汽車實現商業化推廣。 總的說來，大多數汽車制造商預計將在2010年左右實現全面的商業化。不過 GM和Ford的態度比他們更堅決，他們斷言到那時已經可以生產大批量的燃料電池汽車。相對來講，Honda和Toyota對將來的計劃更謹慎，不過他們今年也加速了進程，或許日本市場的內部競爭及不斷增長的政府投入將加速加快燃料電池汽車的全面商業化。

2．3國內燃料電池及其在交通領域的進展

    我國的燃料電池研究始于1958年，經過4O余年的積累與發展，已初步形成了一支學科專業較為齊全的研究與開發隊伍，研究條件明顯改善。尤其在PEMFC方面，總體水平與先進國家的差距正在縮小。 在質子交換膜燃料電池本體技術發展的基礎上，1998年，北京理工及清華大學開發了燃料電池微型電動車，2000年底上海神力科技有限公司開發了”氫動力一號”游覽車，并亮相于2000年上海工博會。2001年1月，中科院大連化學物理所、電工所、東風汽車公司研制了30kw燃料電池中巴車，北京綠能公司也于200年也裝出了自己研制的燃料電池車。另據2003年8月最新消息，同濟大學與上海汽車集團聯合推出了我國首輛燃料電池混合動力轎車“超越一號”，并經過了國家科技部檢驗。作為我國第一代燃料電池混合動力汽車的樣車，“超越一號”以桑塔納2000為基體，采用了我國擁有完全自主知識產權的純氫燃料電池動力平臺，標志著我國燃料電池汽車發展的里程碑，大大縮短了我國與世界先進水平的差距。 同時，我國在儲氫技術和車載制氫技術上有了一定的發展，2002年1月，中國科學院宣布啟動知識創新工程重大項目“大功率質子交換膜燃料電池發動機及氫源技術”，這項重大項目的啟動將為我國汽車工業在新世紀的跨越發展提供技術原動力。因此，鑒于PEMFC電動汽車在各類電動汽車發展中的明顯優勢，應該得到重點的發展。

三、國內外氫源選擇的崛

    基于質子交換膜燃料電池的燃料電池汽車需要氫氣作為燃料，而氫源技術已成為燃料電池商業化的技術瓶頸。因此Ford的一名高級技術研究人員指出，解決氫源的問題比解決燃料電池本身更具有意義。 我國目前在燃料電池技術總體水平上與國際先進水平還有很大差距，要想迎頭趕上，必須找到適合本國國情的最佳切入點，即從經濟性，能效性和環境性能方面都是最合理的燃料鏈。 下面將結合國外燃料電池氫源選擇相關研究的結果，以及國內關于燃料電池氫源選擇的863軟課題的基本結論探討適合我國國情的方案。 3.1國外燃料電池氫源選擇的研究 近年來，國外很多研究從”井口到車輪”的全生命周期角度評估了燃料電池汽車氫源的選擇方案。總的說來，大部分研究都將純氫，甲醇和汽油作為三種最主要的選擇來進行研究。但由于評估中存在很多不確定因素，他們得到的結論不盡相同：Princeton的Ogden，DTI.的Thomas等認為純氫燃料電池汽車最具優勢；而Methanex, Methanol Institute更傾向于甲醇燃料電池汽車；其他的一些科研機構則客觀地闡明了三種燃料選擇的優缺點。 總結前人研究，各種燃料選擇的優缺點如表2：

    由上可見，三種燃料選擇各有利弊，要作出合理選擇就要考慮本國的能源結構，從國情出發，選擇適合的氫源方案。

3．2國內燃料電池氫源評估的主要結論

   為探索適合我國能源國情的氫源基礎設施方案，國家高科技研究發展計劃（863計劃）設立了”燃料電池汽車氫源基礎設施工程前期研究”軟課題，旨在對氫能源進行全生命周期的研究，并進行車載制氫與加注站制氫的比較與分析，制氫技術和經濟性研究與比較。本課題是國內首次從資源開采到汽車使用的全生命周期評價，針對不同氫源選擇對能效、排放及經濟性（3E）進行系統分析，因此很有評估價值。大連化物所作為863軟課題的主要承擔單位之一，作出了大量首創性的工作，以下將簡要介紹研究的結論。 首先根據科學可行的氫源方案篩選原則，從相當多的燃料鏈中最終確定10條燃料鏈作為研究對象，如表3所示。

   選取的燃料鏈主要還是集中在純氫，甲醇和汽油三種燃料選擇上，具體地，包括三條車載制氫燃料鏈，兩條大型管道輸氫和五條加注站制氫燃料鏈，基本涵蓋了近中期所有可行的技術路線。 接下來對所選10條燃料鏈進行了環境，經濟性和能效性（3E）的全面的評估，清單如表4所示：

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