氫能,助力創造一個可持續發展的綠色地球
近日,上海臨(lin) 港中運量2號線正式開通全線運營,可與(yu) 中運量1號線、軌道交通16號線銜接換乘,為(wei) 臨(lin) 港市民帶來更多更方便的出行體(ti) 驗。
臨(lin) 港中運量2號線作為(wei) 國內(nei) 首條應用氫能源動力的中運量公共交通線路,搭載的是上海氫晨新能源科技有限公司(下稱“氫晨科技”)大功率金屬板燃料電池電堆,具有高性能、高耐久、高可靠等優(you) 點,是上海臨(lin) 港在公共交通領域進行經濟高效、綠色集約、智能先進、安全可靠的氫能源產(chan) 業(ye) 的又一應用實踐。
實現“雙碳”目標,氫能產(chan) 業(ye) 潛力巨大
2022北京冬奧會(hui) 開幕式上,中國石化的氫點燃了冬奧“主火炬”,這一幕,給大家留下了深刻印象。氫能,也因此走進了更多人的視野中。
那麽(me) ,為(wei) 何要發展氫能?氫能到底對我們(men) 的生活有什麽(me) 影響?
近年來,由於(yu) 不可再生能源的過度開發利用,全球麵臨(lin) 著嚴(yan) 重能源危機。而氫能是可以實現再生且清潔安全的,儲(chu) 運比較方便,在交通供熱中都不會(hui) 產(chan) 生環境汙染,通過能源載體(ti) 和碳循環經濟可以實現可持續的氫利用,極大地緩解全球當前的能源危機問題。
再者,實現碳達峰、碳中和,是黨(dang) 中央統籌國內(nei) 國際兩(liang) 個(ge) 大局作出的重大戰略決(jue) 策。我國二氧化碳總排放量為(wei) 125億(yi) 噸/年,到2030年預計將達到130億(yi) 噸/年,到2060年,在碳中和目標下則要實現不超過15億(yi) 噸/年。從(cong) 130億(yi) 噸到15億(yi) 噸的變化過程中,經濟社會(hui) 發展也麵臨(lin) 嚴(yan) 峻挑戰,氫-電協同降碳將是重要舉(ju) 措。
發展燃料電池汽車作為(wei) 氫能與(yu) 燃料電池行業(ye) 的突破口已成為(wei) 行業(ye) 共識,是我國實現“雙碳”目標的重大戰略舉(ju) 措。發展燃料電池汽車的氫氣從(cong) 何而來?氫晨科技總經理易培雲(yun) 教授認為(wei) ,可以先將太陽能、風能等可再生能源轉化為(wei) 電能,再用電解水製氫。
據易培雲(yun) 教授介紹,近年來,氫晨科技針對重型商用車持續大功率輸出、運行環境惡劣的問題,開發出H2係列電堆產(chan) 品,車用動態工況完成耐久性實測5000小時,衰減率小於(yu) 10%。截至2022年,氫晨科技的燃料電池產(chan) 品已實現千台級別銷售,與(yu) 東(dong) 風、北汽、廣汽、大運、萬(wan) 象、金龍等整車廠在SUV、公交、巴士、物流車、中重型卡車等領域開展產(chan) 品合作,應用場景覆蓋長三角、珠三角及京津冀等地區,已實現百台級重卡商業(ye) 應用。
“氫”裝上陣,上海街頭將迎來氫能公交時代
臨(lin) 港新片區首條氫能源公交線——16輛臨(lin) 港7路上路運行已有一年多,每百公裏可減少二氧化碳排放約80kg,相當於(yu) 16棵普通樹木一天的吸收量。而該公交車核心的電堆就來自氫晨科技。
從(cong) 學校的基礎研究項目,到科創平台的不斷測試,再到與(yu) 臨(lin) 港集團合作成立公司,這支從(cong) 上海交通大學孵化而來的團隊在氫能研發之路上已經探索了十餘(yu) 年。
乘坐氫能公交車最大的感受就是安靜、平順,與(yu) 乘坐純電公交的感受基本相同。“線路采用氫能公交車,主要的原因就是它零排放、零汙染,這與(yu) 臨(lin) 港交通堅持多種途徑探索綠色智能出行的理念相匹配。”臨(lin) 港公交副總經理周舟介紹,除了綠色環保外,目前上海純電公交車的續航裏程在250公裏左右,充電需要2至4小時,而此次采用的氫能源公交的續航超過500公裏,灌滿氫氣,隻需要15分鍾左右,“更長的續航裏程和更短的加氣時間,符合目前上海交通的實際需求。”
氫晨科技副總經理白雲(yun) 飛介紹,與(yu) 電池一樣,燃料電池也是能量轉換器,利用電化學反應將儲(chu) 存在燃料源中的化學能轉化為(wei) 電能。與(yu) 電量固定的電池不同,燃料電池不需要充電,隻要燃料持續供給,就會(hui) 產(chan) 生電、水和熱。它具有零排放、無汙染、續航長、充能快的特點,既解決(jue) 了傳(chuan) 統燃油和天然氣作為(wei) 燃料的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等排放汙染問題,又解決(jue) 了純電動車載重量、續航和充能速度等問題。
“2017年以來,公司已經累計推出了80kW、100kW、150kW、230kW氫燃料電池電堆,現已廣泛應用在公交、乘用、商用、BRT、重卡等多領域。”白雲(yun) 飛說,截至目前,公司承擔了上海城市示範群20%的燃料電池車示範任務,分布在嘉定、奉賢、浦東(dong) 等區,全生命周期減少碳排放超7.58萬(wan) 噸。
氫能,開創美好低碳新生活
“公司從(cong) 成立到現在,一年一個(ge) 台階,發展很快。從(cong) 2019年的103kW到2020年的150kW,再從(cong) 2021年的230kW到當前的300kW,不僅(jin) 僅(jin) 是數字的簡單疊加。”白雲(yun) 飛表示,每一次燃料電池電堆的突破都並非是簡單的極板和膜電極片數疊加產(chan) 生的結果,而是一個(ge) 全材料體(ti) 係的變化,一台燃料電池電堆包含的技術遠比鋰電池要複雜,其中涉及的學科有材料學、化學、機械工程學、流體(ti) 力學、工程熱物理等,且設計模塊相當複雜,每一次數字上的突破都是材料體(ti) 係、製造體(ti) 係和控製體(ti) 係的整體(ti) 重構與(yu) 提升。
白雲(yun) 飛坦言,公司迅速發展的背後,是舍得在研發上大力投入,以專(zhuan) 業(ye) 化取勝的結果。“市場從(cong) 來不管你是不是教授,是不是博士,隻認你的產(chan) 品是不是過得硬,性價(jia) 比高不高,必須拿出專(zhuan) 業(ye) 性和真本事去闖、去拚。”
前段時間,第五屆世界頂尖科學家論壇在上海舉(ju) 辦,易培雲(yun) 教授受邀出席,並與(yu) 相關(guan) 專(zhuan) 家學者展開深入探討。“未來太陽能、風能等可再生能源有望與(yu) 氫能相結合,氫-電協同將成為(wei) 構建現代能源體(ti) 係的重要途徑之一。”會(hui) 上,易培雲(yun) 教授提出了自己的觀點。
就汽車行業(ye) 而言,易培雲(yun) 教授認為(wei) ,新能源汽車是未來汽車工業(ye) 的發展方向,而在新能源汽車中,燃料電池汽車目前發展十分迅猛。全球燃料電池汽車約有5萬(wan) 輛,而我國就超過了1萬(wan) 輛。“這是因為(wei) 在過去三年,燃料電池技術得到了突飛猛進的發展,燃料電池電堆的成本已經降低了80%。”
易培雲(yun) 教授表示,氫晨科技推出的單堆300kW大功率金屬板燃料電池電堆,體(ti) 積功率密度達到6.2kW/L,向國際一流水平看齊,並將於(yu) 年底實現小批量交付。“我們(men) 的目標是到2025年,燃料電池的成本和體(ti) 積接近傳(chuan) 統內(nei) 燃機的水平,到2030年,燃料電池的壽命與(yu) 傳(chuan) 統內(nei) 燃機壽命相當。”
早在今年9月,臨(lin) 港新片區召開氫能大會(hui) ,發布了《臨(lin) 港新片區氫燃料汽車產(chan) 業(ye) “十四五”發展規劃》,同時,還發布了《關(guan) 於(yu) 支持中國(上海)自由貿易試驗區臨(lin) 港新片區氫能產(chan) 業(ye) 高質量發展的若幹政策》,進一步推動上海市氫能產(chan) 業(ye) 發展,支持臨(lin) 港新片區加快打造氫能產(chan) 業(ye) 發展高地。這對於(yu) 氫晨科技來說,無疑是重大利好,更讓“氫晨人”鬥誌昂揚。
“氫晨科技的企業(ye) logo設計的寓意,是用氫能-撐起綠色地球。”白雲(yun) 飛說,“氫晨”,就像清晨的太陽,預示著綠色能源的美好未來。“相信在未來,零汙染的氫燃料電池將成為(wei) 道路交通零排放解決(jue) 方案的重要組成部分,讓我們(men) 共同努力,緩解迫在眉睫的汙染和應對氣候挑戰,創造一個(ge) 可持續發展的清潔地球。”
(圖片均由氫晨科技提供)
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