Çin'de hidrojen yakıtlı araçlar: Sübvansiyonların altın dönemi tekrarlandığında sektördeki darboğaz aşılabilir mi?
Görüntü kaynağı @
Yeni enerji araçlarının teknik rotası için verilen savaş heyecan verici.
Bu yıl Pekin Otomobil Fuarı'nda Weilai, Weimar, Byton ve Roewe gibi yeni ve eski otomobil yapım güçleriyle çevrili saf elektrikli araçlar (BEV) hibrit araçları sular altında bıraktı ve Çin'in yeni enerji araçları için ana teknik çözüm haline geldi.
Ancak otomotiv pazarının rüzgar kanadı olan Japonya, Güney Kore, Avrupa veya Kuzey Amerika'da olsun, hidrojen yakıt hücreli araç (FCV) teknolojisi göz ardı edilemeyecek yeni bir enerji aracı rotasıdır. Geleneksel petrol enerji kaynaklarıyla kıyaslanabilecek kısa yakıt ikmali süresi ve uzun pil ömrünün avantajları, endüstriyi "hidrojen gücü yeni enerji araçları için nihai çözümdür" demesine neden oluyor.
Bu nedenle, Tesla her yıl şarj istasyonlarının inşasına büyük yatırım yaparken, Toyota Mirai hidrojen yakıt hücreli araç teknolojisi patentini açtı, Honda ayrıca seri üretim Clarity Fuel Cell'i piyasaya sürdü ve Hyundai'nin ikinci FCV üretim aracı NEXO zaten Resmi web sitesi açıkça satış için işaretlenmiştir ve Amerika Birleşik Devletleri'nden General Motors, üç yıl içinde hidrojen yakıt hücreli araçların seri üretimine başlamak için Honda ile bir ortak girişim kurmuştur.
Çin, elektrikli araçların geliştirilmesine odaklandığı için hidrojen yakıt hücreli araçların çölü haline gelmedi.
10 yıldan fazla araştırma ve geliştirmeden sonra, Dalian Xinyuan halihazırda tam bir bağımsız hidrojen yakıt reaktör teknolojisi setine sahipken, SAIC MAXUS daha olgun bir hidrojen yakıt hücreli araç FCV80'i piyasaya sürdü ve hatta Foshan Feichi, Guangdong Guohong, Xiamen Jinlong ve diğerleri yabancı gücü kullanıyor. Planlanan toplu taşıma projesi başlatıldı ... Politikaların ve sermayenin çoklu teşviki 2017'yi Çin'in hidrojen yakıt hücreli araçlarının sektörde tanınan ilk yılı haline getirdi.
"2017'nin ilk yıl olduğuna katılıyorum, ancak pek katılmıyorum. Bu, endüstrinin ve teknolojinin ilk yılı değil, kavram, sermaye ve politika oluşturmanın ilk yılıdır. "Hidrojen yakıtlı güç sistemlerinin araştırma ve geliştirilmesiyle uğraşan Guangdong Tyros Automotive Power Company'nin genel müdürü Dr. Zhang Ruiming, Titanium Media'ya yaptığı açıklamada," Hidrojen yakıtı teknolojisi sadece 2017'de Çin'de mevcut değildi, 2017'de de önemli atılımlar gerçekleştirmedi. Avrupa, Amerika, Japonya ve Kore ile işbirliği yapıyoruz. Boşluk hala büyük. "
Öyleyse Çin, hidrojen yakıt hücreli "nihai plan" konusunda nereye gidecek?
Doğuştan gelen avantaj, kazanılmış yük
2021'de yürürlüğe giren Avrupa araç emisyon standartları, 2021 yılına kadar AB'deki yeni otomobillerin ortalama emisyonunun 95 g / km'yi geçmeyeceğini gösteriyor. Küresel yönetim danışmanlığı şirketi Boan Consulting Group'un (PA) tahminlerine göre, BMW, Volkswagen, Citroen, Daimler, FCA gibi sekiz büyük Avrupa otomobil şirketi olacak ve bunlar Avrupa 2021 karbondioksit emisyon standartlarını karşılamayacak ve birkaç tanesiyle karşı karşıya kalacak. Bir milyar euro para cezası.
Çin'in Paris Anlaşması'ndaki 2015 taahhütlerine göre Çin, 2030 civarında karbondioksit emisyonlarını da zirveye çıkaracak. 2030'da, birim GSYİH başına karbondioksit emisyonları 2005'e kıyasla% 60-65 oranında düşecek ve fosil olmayan enerji birincil enerji tüketiminin yaklaşık% 20'sini oluşturacak.
Yukarıdaki tesislere dayanarak, çeşitli ülkelerde geleneksel yakıtlı araçların satışının yasaklanması için zaman çizelgeleri getirilmiştir.
Eylül 2017'de, Çin Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı Bakan Yardımcısı Xin Guobin, "bazı ülkeler geleneksel enerjili araçların üretimini ve satışını durdurmak için bir zaman çizelgesi hazırladı. Şu anda, Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı da ilgili araştırmalar başlattı ve Çin için bir zaman çizelgesi oluşturmak için ilgili departmanlarla birlikte çalışacak" dedi.
Bu nedenle, geleneksel yakıt gücünün değiştirilmesini gerçekleştirmek için elektrik veya hidrojen yakıt gücünün hızlı olgunlaşmasını teşvik etmek, Çin ve dünyadaki otomotiv endüstrisi için en önemli öncelik haline geldi.
Teknik güzergah seçiminde elektrikli araçlar ve hidrojen yakıtlı araçların kendi avantajları vardır.
"Elektrikli araçların sorunu, güç pillerinin teknik darboğazını aşmanın zor olması, hidrojen yakıtlı araçların sorunu ise tüm endüstriyel zincirin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi gerektiğidir." SAIC Maxus Teknoloji Merkezi'nin elektrifikasyon departmanı müdür yardımcısı Jiang Wei, ortaya çıkan iki güç teknolojisini özetledi. Konunun özü. SAIC Maxus'un orta yaşlı bir teknik omurgası olan Jiang Wei, Çin'in hidrojen yakıt hücreli araç endüstrisinin gelişiminde çeşitli düğümler deneyimledi.
Yüz yıldan uzun bir geçmişe sahip geleneksel yakıt gücünün uygulanmasının, otomobil taşımacılığı endüstrisi için neredeyse mükemmel bir çözüm sağladığı inkar edilemez: yüksek yakıt doldurma verimliliği, uzun seyir menzili ve düşük kullanım maliyeti. Nispeten konuşursak, Çin'de ana akım yeni enerji çözümü haline gelen saf elektrik gücü, pil teknolojisinin kaynağında sıkışıp kaldı - şarj verimliliği ve enerji yoğunluğundaki darboğazın üstesinden gelmek zor.
"Pil alanında Moore yasası yoktur ve enerji yoğunluğu 18 ayda iki katına çıkarılamaz, ancak 12 ayda yalnızca% 9 artırılabilir." Hefei Guoxuan High-tech Company genel müdür yardımcısı Xu Xiaoming, pil endüstrisinin mevcut durumunu bir kez açıkladı.
Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı tarafından yayınlanan yeni enerjili araçların tanıtımı ve uygulaması için önerilen modellerin kataloğundan (2018'in üçüncü partisi), büyük ölçekli uygulamalar için güç pillerinin enerji yoğunluğunun bir bütün olarak 140 Wh / kg'a ulaştığı ve CATL tarafından sağlanan en son büyük ölçekli kare kabuk gücüne ulaşıldığı görülmektedir. Çekirdek enerji yoğunluğu 190-210Wh / kg arasındadır.
Ancak ulusal güç bataryası teknolojisi yol haritasının planına göre 2020 yılında lityum iyon bataryaların tek enerji yoğunluğu hedefi 350 Wh / kg'dır. Bu açıkça zor bir görev.
Xiao Chengwei, ulusal "863" planında yer alan büyük enerji tasarrufu ve yeni enerji araçları projelerinde uzmandır. Açıkça, enerji yoğunluğunun "tavanının" üçlü lityum-iyon güç pilinden görülebileceğini belirtti. "Şu anda, yüksek nikel malzemelere ve karbon silikon anotlara sahip lityum piller, artı veya eksi 20 Wh / kg'dan fazla olmayan, yaklaşık 300 Wh / kg tek bir enerji yoğunluğuna sahip olmalıdır. Bu nedenle, 350 Wh / kg teknik rota planlamasını tamamlamak için üçlü materyal lityum iyon pillere güvenerek Hedef imkansız olmalı. "
Xiao Chengwei, gelecekte 350 Wh / kg teknik rota planlama hedefine ulaşmak için, yeni nesil lityum iyon pillere veya katı hal pillere umut vermenin gerekli olabileceğini tahmin ediyor. Ancak katı hal pillerin kibirli maliyeti, şüphesiz, sıvı lityum pillerin yıllarca harcadığı sorununu bir kez daha elektrikli araç endüstrisinin önüne koyacaktır.
Uygulama açısından enerji yoğunluğu 350 Wh / kg'a ulaşmasa bile temelde elektrikli araçların dayanıklılık gereksinimlerini karşılayabilmektedir. Örneğin, EPA test sonuçlarına göre Teslanın Model 3'ün 80kWh pil versiyonu 334 mil veya 537.5 kilometre seyir menziline sahiptir. Tesla Baş Teknoloji Sorumlusu Straubel bir keresinde Model 3'teki 2170 bataryanın enerji yoğunluğunun Model S'den% 30 daha yüksek olduğunu söylemişti. İhtiyatlı bir hesaplama, Tesla 2170 bataryasının enerji yoğunluğunun yaklaşık 300 Wh / kg'a ulaştığını gösteriyor. Belki de yerel ana akım düzey ile bunun arasında hala bir boşluk var, ancak en azından seri üretim teknolojilerini gördük.
Ancak şarj verimliliği açısından güç pillerinin doğal eksiklikleri vardır Hızlı şarj teknolojisi ile de bilinen Tesla'nın elektriğin% 80'ini tam olarak şarj etmesi 40 dakika, pil koruma mekanizması sayesinde kalan% 20 elektriğin daha uzun sürmesi zaman. Ayrıca, pil kapasitesi arttıkça, hızlı şarj için temel koşullara yönelik gereksinimler de buna göre artacaktır.
Toyota Mirai
"50 kWh (kW · h), 60 kWh, hızlı bir şekilde tam olarak şarj edilebilir, ancak bir arabanın toplam gücü 100 kWh'ye ulaştığında, onu 30 dakikada tam olarak şarj etmeniz gerekir, bu da 200kW güç gerektiği anlamına gelir, bu nedenle bu kadar yüksek güçlü şarj yoktur. İkincisi, pilin bu kapasitesi yok, bu nedenle toplam güç dolduktan sonra, şarj süresinin darboğazıyla hala karşılaşacaksınız. "Jiang Wei," Hidrojen dolum istasyonunda bu sorun yok. Uluslararası standartlara göre inşa edilen hidrojen dolum istasyonu, hidrojen doldurma Üç dakika. "
Hidrojen yakıt hücreli aracın çalışma mekanizmasının, motoru çalıştıracak bataryayı beslemek için hidrojen ve oksijenin kimyasal reaksiyonu ile enerji üretmek olduğu, bunların arasında hidrojenin hidrojen tankında yüksek basınç altında depolanması dolayısıyla dayanıklılığın daha güvenilir olacağı bildirildi. Koruma. Örneğin, Toyota'nın ikinci nesil hidrojen yakıt hücreli aracı Mirai, 700 atmosferde (70MPa) 122L hidrojen enjekte edebilir ve mevcut ana akım elektrikli araçların neredeyse iki katı olan NEDC koşullarında 700 kilometrelik bir menzili destekleyebilir.
Hidrojen yakıt hücreli araç güç düzeni
Kullanım maliyeti açısından ise teorik olarak elektrikli araçlar daha baskındır.
100 kilometrede 15 kWh'lık ana akım standart elektrikli araç güç tüketimi ve kilovat saat başına 0,5 yuan'lık ev elektrik tüketimine dayanarak, elektrikli araçların 100 kilometre başına enerji tüketim maliyeti yalnızca 7,5 yuan iken, mevcut hidrojen yakıtı doldurma fiyatı çok daha yüksektir. Japonya'da sıvılaştırılmış hidrojenin fiyatının yaklaşık 53 yuan / kg olduğu anlaşılıyor.Toyota Mirai'yi örnek olarak ele alırsak, 100 kilometrede hidrojen tüketimi 0.68kg, bu da 100 kilometrede 7L benzinli bir aracınkinden biraz daha düşük olan yaklaşık 37 yuan enerji tüketimine karşılık geliyor. . Hyundai Motor'un resmi web sitesinde verilen NEXO kullanım maliyeti referansı da buna çok yakın.
Hyundai'nin resmi web sitesinde açıklanan kullanım maliyetleri
Ancak elektrikli araçların fiili kullanımında şarj yığınlarını çalıştırarak şarj etme durumlarının pek çok olduğu unutulmamalıdır.Gerekli elektrik faturalarını ödemenin yanı sıra, araç sahiplerinin de petrol fiyatlarındaki değişikliklere göre ücretlendirme hizmetleri için kilovat-saat başına 1 yuan'ın altında ödeme yapması gerekmektedir. Ücret, kilovat saat elektrik başına yaklaşık 1,6 yuan'a eşittir. Bu şekilde hesaplandığında, elektrikli bir arabanın 100 kilometre başına enerji tüketiminin maliyeti artık 7,5 yuan değil, 1-2 saatlik bekleme süresi (hızlı şarj) ve olası park ücretleri hariç yaklaşık 25 yuan'a ulaşacaktır.
Ortalama ücret seviyesi ve servis ücretleri, resim Electric Life'tan geliyor
Ayrıca, hidrojen yakıt hücreli araçlar, elektrikli araçlara göre düşük sıcaklıklara daha fazla adapte olabilir.
Kışın sıcaklığın eksi 10 dereceye ulaştığı kuzey bölgesinde, elektrikli aracın kendi kompakt seyir menzili bir ölçüde azalacak, klimanın sıcak havası açıldığında güç tüketimi çıplak gözle görülebilen bir hızla düşüyor. Hidrojen yakıt hücreli araç, hidrojen yakıtının kimyasal reaksiyonu ile elektrik elde ederken, bu arada su deposunu ısıtabilen bir miktar ek ısı üretecek ve akü ömrünü kısaltmadan bir yakıt aracı ile aynı "sıcak havayı" araca sağlayacaktır. kabiliyet.
Öyleyse, yakıtlı araç programına daha yakın olan hidrojen yakıt hücreli araç teknolojisinde Çin'in politika düzeyinde promosyonu neden geç kalmıştır?
Endüstri genel olarak, Çin otomobil endüstrisi için hidrojen yakıt hücreli araçların temel teknolojisinin hala Japon, Güney Koreli, Avrupalı ve Amerikalı otomobil üreticilerinin elinde olduğuna inanırken, daha düşük eşiklere sahip elektrikli araçlar için Çin'in aynı başlangıç çizgisini geçme umudu vardır.
2017'de küresel akü satış sıralaması
Veriler, 2017 yılında Çin'in 600.000 elektrikli araç satışıyla küresel pazarın yarısını işgal ettiğini ve elektrikli araçlar için gerçek bir numaralı ülke haline geldiğini gösteriyor. Özellikle elektrikli araç endüstrisinin piller ve elektronik kontrol gibi temel bağlantılarında, Çinli şirketlerin tümü yetişmeyi başardı. GGII verileri, 2017 küresel pil satış sıralamasında CATL'nin Panasonic'i geçtiğini, LG Chem'in birinci olduğunu ve BYD'nin ilk üç arasında başarılı bir şekilde yer aldığını gösteriyor.
Bununla birlikte, aynı teknolojik potansiyele sahip paralel bir çözüm olarak hidrojen yakıt hücreli araçlar, üst düzey tasarımla değerlendirilmeye başlandı. Çin Otomotiv Mühendisliği Derneği başkanı Fu Yuwu, "Çin, yakıt hücreli araçları terk etmemelidir. Yakıt hücreli araçların sanayileşmesi bir ilerleme kaydettiğinde, stratejik hata riskiyle karşı karşıya kalabiliriz." Dedi.
Teknolojik açığı kapatmak için ticari araçlarla başlayın
Toyota, Honda ve Hyundai gibi şirketler seri üretime geçebilen FCV yolcu modellerini piyasaya sürdü.Bunlardan Toyota, 700 km'yi aşan bir sonraki uçuş için tek bir hidrojen şarjı ve maksimum 114kW'lık bir hidrojen yakıt reaktörü ile Mirai'nin en yüksek teknolojik olgunluğuna sahip.
Hyundai'nin ikinci nesil hidrojen yakıt hücreli aracı NEXO
Honda ayrıca 103KW güç üreten bir yakıt hücresine sahip bir hidrojen yakıt hücreli araç olan Clarity Fuel Cell'i de piyasaya sürdü.Arabadaki 70 MPa hidrojen depolama tankı 750km pil ömrü sağlayabilir. Güney Koreli Hyundai, birinci nesil Tucson FCV'yi de piyasaya sürdü. 2018'de CES, ikinci nesil hidrojen yakıt hücreli seri üretim aracı NEXO'yu resmen piyasaya sürdü. Hidrojen yakıt hücresi yığın gücü 95Kw'a ulaştı ve NEDC çalışma koşulu 805 kilometre menzile sahip.Resmi olarak satıldı. .
Foshan'daki Chase FCV80 ve Ruihui Hidrojen Yakıt İkmal İstasyonu
Japon ve Güney Koreli şirketlerin birbirini izleyen binek araç lansmanlarından farklı olarak, hidrojen yakıt hücreli araçların pilot operasyonlarını başlatan yurtiçi projelerin neredeyse tamamı, SAIC MAXUSun Foshan, Şangay ve Dalian Fushunda başlatılan hafif yolcu FCV80 dahil olmak üzere ticari araçlar alanında yoğunlaşmıştır. Yolcular sabit bir rota üzerinde taşınıyor ve Beiqi Foton ve Zhengzhou Yutong gibi otobüs projeleri de çeşitli yerlerde teklif veriyor.
"Çin'de inşa edilen ve işletilen yalnızca 8 hidrojen yakıt ikmal istasyonu varken Japonya'da 95 tane ve Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde daha fazla yerleşim düzeni var." Jiang Wei, "Çin'de sıradan tüketiciler hidrojen yakıt hücreli bir araba satın almak için hidrojen yakıt hücreli bir araç kullanamazlar. . "
Buna ek olarak, Çin'in mevcut hidrojen yakıtlı araç güç teknolojisinin de binek araçlara yakıtlı araçlarla karşılaştırılabilir bir sürüş deneyimi sağlaması zordur.
" Birincisi, yığının gücüdür.Güncel yabancı teknoloji genellikle 100kW civarındadır.Yerel yığının gücü çoğunlukla 30kW'tır ve tüm aracın performansını garanti etmek zordur.İkincisi, yabancı hidrojen tankı, hidrojen depolaması için bir karbon fiber sargılı plastik astar gaz silindiri kullanır. Basınç 70MPa'ya ulaşabilir ve hidrojen depolama yoğunluğu% 5.5 iken, tüm yerli hidrojen yakıt ikmal istasyonları 35MPa, aracın hidrojen silindirinin basıncı da 35MPa ve hidrojen depolama yoğunluğu sadece yaklaşık% 4'tür.Bu, çok daha küçük bir hidrojen depolama kapasitesi ve uzun bir pil ömrü ile sonuçlanır. Sadece kısa. "Jiang Wei dedi.
İşletme pazarına sunulan ticari araçlar, yukarıdaki sorunları aşabilir.
Her şeyden önce, çalışan aracın sabit bir sürüş rotası ve kontrol edilebilir bir bakım süresi vardır, bu da hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının daha hedefli bir şekilde düzenlenmesine izin verir. İkincisi, ticari araçlar geniş bir alana ve araç entegrasyonu için düşük gereksinimlere sahiptir Hidrojen depolama yoğunluğu düşük olsa bile, esnek çözümler için daha fazla alan vardır.
"Binek araçların entegrasyon seviyesi için gereklilikler görece yüksek. Ülkemizin teknoloji ve üretim seviyesi hala yabancı ülkelerle bazı boşluklar içeriyor. Bu nedenle önce ticari araçlara konuşlandıracağız, yeterli tecrübe biriktireceğiz ve belli bir seviyede hidrojen yakıt hücreli araçlar yapacağız. Popülerleştirin ve sonra yavaş yavaş binek araçlara geçiş yapın. "Zhang Ruiming ve Jiang Wei benzer görüşlere sahip.
Zhang Ruiming, Connecticut Üniversitesi'nden bir doktordur. 20 yıldan fazla bir süredir denizaşırı hidrojen yakıt hücreli güç sistemlerinin araştırma ve geliştirmesiyle uğraşmaktadır. 2016'nın sonunda, kendini hidrojen yakıtı işine adamak için Çin'e geri döndü. Xinyuan Power gibi, Zhang Ruiming de hidrojen yakıtlı güç sistemi konusunda bağımsız araştırma ve geliştirme yolunda ilerlemeyi umuyor. Şu anda, Guangzhou Taylors hidrojen yakıt güç sistemi ve hava giriş sistemi çevre bileşenlerinin araştırma ve geliştirilmesine yatırım yapmıştır. 2017'de Guangzhou Tyros ve Yangtze River Motors, Guangzhou, Foshan'da hidrojen yakıtlı araç Ar-Ge merkezi kurdu. Yangtze River Motor'un otobüslerine dayalı olarak iki prototip hidrojen yakıt hücreli otobüs geliştirilecek ve bu yıl içinde küçük partiler halinde üretilecek.
Zhang Ruiming Titanium Media'ya yaptığı açıklamada, "Şu anda hidrojen yakıt hücresi gücümüzün biri 35kW net güce ve diğeri 45kW net güce sahip iki özelliğe sahip. Geliştirilmekte olan yığının net gücü 60kW." Kullanılan araba 30 gram, onlardan daha azına sahibiz, ancak teknoloji ondan daha güçlü olduğu için değil, ancak yığın gücü düşük. "
Yerli firmalar, düşük yığın gücü ve yüksek Ar-Ge maliyeti nedeniyle deneme işletmesine alınan ticari araç projelerinde genel olarak "hidrojen-elektrik hibrit" şemasını benimsiyor, yani araca hidrojen yakıtlı güç sistemine ek olarak, belirli bir kapasiteli güç bataryası ile donatılması gerekiyor.
Spesifik çalışma sürecinde, otomobil şirketleri batarya gücü için bir eşik belirleyebilirler.Güç bu değerden düşük olduğunda, araca güç sağlamak için hidrojen yakıt hücresi sistemi devreye girer. Yavaşlarken veya frenlerken, geri kazanılan enerji veya harici şarj, gücü daha yüksek yapar Eşik, yani aracı sürmek için pil gücünü kullanın. Geçen yıl Guangzhou Otomobil Fuarı'nda piyasaya sürülen Chase FCV80, yaklaşık 60 kilometre menzil sağlayabilen 14,3 kWh lityum demir fosfat güç pil paketi ile donatılmıştır.
Zhang Ruiming, "Hidrojen yakıt gücüyle elektrikli araçlar için genişletilmiş bir menzil programı sunduğumuz anlaşılabilir." Zhang Ruiming, "Çeşitli otomobil şirketleri, hidrojen yakıt gücü ve pil gücü oranını ihtiyaçlarına göre ayarlayabilir."
Aslında, mevcut yüksek maliyetli hidrojen yakıt hücreli araç endüstrisinde, ilk iniş için ticari araçlara başvurmak Çin'in "özel ulusal koşulları" değil, küresel hidrojen yakıt hücreli araç araştırma ve geliştirme şirketlerinin ana seçimidir. Kamuya açık olan haberlere göre Toyota ve Honda, hidrojen yakıt hücreli kamyonlar başlatma planlarını açıklarken, Hyundai Motor Group 2020 yılında hidrojen yakıt hücreli hafif yolcu ticari modellerini piyasaya süreceğini açıkladı.
Bununla birlikte, teknolojinin kendisine geri dönersek, hidrojen güç çözümlerinin yaygınlaşması, daha fazla tüketiciye ulaşmak için hala binek araçlarının kullanılmasını gerektirmektedir.Bu nedenle, hidrojen yakıt hücreli güç sistemlerine dayalı bağımsız araştırma ve geliştirme ve teknolojik iyileştirme hala yakın.
Hidrojen yakıt reaktörünün çalışma prensibi diyagramı
Kamuya açık bilgilere göre, hidrojen yakıt hücreli araçların temel bileşeni, genellikle yığın olarak bilinen bir hidrojen yakıt hücresi reaktörüdür. Yığın, esas olarak hidrojen ve oksijen metal çift kutuplu plakalardan, proton reaksiyon membranlarından ve katalizörlerden oluşur. Temel çalışma prensibi sırasıyla hidrojen ve oksijendir. Metal bipolar plaka proton reaksiyon membranına girer ve elektroliz, elektrik ve su üretmek için katalizör platin (Pt) eylemi altında gerçekleştirilir.
Ayrıca hidrojen yakıt hücreli araçlar kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürdükleri için hidrojen ve oksijen kaynaklarına ihtiyaç duyarlar.Bu nedenle hidrojen tankları ve oksijen sağlayan hava giriş sistemleri de hidrojen yakıt hücreli araçların önemli çevresel bileşenleridir.Hidrojen depolama teknolojisi Hava kompresörünün çalışma verimliliği de önemli bir teknoloji haline geldi.
"Mevcut yığın gücümüz 36kW. SAIC'in Öngörü Departmanı yeni nesil yığınlar geliştiriyor. Güç Mirai ile aynı seviyeye ulaşarak 100kW'ı aşabilir." Jiang Wei, SAIC'in Öngörü Departmanının hidrojen yakıt gücünün araştırma ve geliştirmesiyle uğraştığını duyurdu. 16 yıllık birikimin ardından, hidrojen yakıt hücresi yığını ve hücre yığını denetleyicisinin çekirdek teknolojisinde ustalaştı.
SAIC aynı zamanda Dalian Xinyuan Power'ın en büyük hissedarıdır. 2001 yılında kurulan Dalian Xinyuan Power, hidrojen yakıt hücresi reaktörlerinin yerel bağımsız araştırma ve geliştirmesinin bir temsilcisidir.Resmi tanıtımı, Xinyuan Power'ın, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın "863" programının büyük bir projesi olan araçlar için yakıt hücreli motorların geliştirilmesini üstlendiğini göstermektedir. Hidrojen yakıt hücresi güç sistemi alanı, büyük miktarda bağımsız teknik rezervlere sahiptir.
Jiang Wei'ye göre, şu anda SAIC Maxus, SAIC Öngörü Departmanı ve Dalian Xinyuan Power, Ar-Ge'den entegre üretime ve proje uygulamasına kadar sağlam bir kamp oluşturdu.
"SAICin Öngörü Departmanı metal çift kutuplu plakaların hacmini azaltmak ve reaktörün verimliliğini artırmak için çalışıyor ve bu araştırma ve geliştirme sonuçları Dalian Xinyuan tarafından gerçekleştirilecek." Jiang Wei, "Chase'in ana görevi tüm aracı entegre etmektir. FCV80'in deneme işletimi için, Chase yakında bir hidrojen yakıt hücreli MPV yolcu modelini piyasaya sürecek. Titanium Media'ya göre, bu MPV modeli SAIC tarafından geliştirilmiş yeni nesil yığınlarla donatılacak ve 2020'de piyasaya sürülmesi bekleniyor.
Tabii ki yerli hidrojen yakıt hücreli araç teknolojisi ile yabancı ülkeler arasındaki boşluk tek bir noktayla sınırlı değil, destekleyici sanayi zincirinin acilen iyileştirilmesi gerekiyor. "Katalizörler, proton değişim membranları ve hava kompresörleri gibi çevresel bileşenler gibi çekirdek malzemeler için, yerli bağımsız teknolojiler geçici olarak ithal ürünlerin yerini alamaz." Dr. Zhang Ruiming, ek olarak, platin geri dönüşüm teknolojisi gibi yerel destek endüstrileri de nispeten azdır. Bu teknoloji, platini katalizör olarak kullanmanın maliyetini dolaylı olarak azaltabilir.
Sübvansiyonların getirdiği altın büyüme dönemi
Tüm teknolojik rotanın gelişimine baktığımızda, hidrojen yakıt hücresi gücü gerçekten yeni ortaya çıkan bir teknoloji değil. 1966 gibi erken bir tarihte GM, hidrojen yakıt hücresi ile donatılmış bir aracı piyasaya sürdü.O zamanlar, bu hidrojen yakıt teknolojisi bataryası ile donatılmış araç, GM altında Electrovan adlı kapalı kutu bir arabaydı. Ancak yüksek maliyet nedeniyle yakıt hücresinde kullanılan platin katalizörün maliyeti o dönemde küçük ölçekli bir nakliye filosu almaya yetiyordu, bu nedenle hidrojen yakıt hücreli araç GM tarafından rafa kaldırıldı.
Çin'de, hidrojen yakıt hücreli araç teknolojisine yatırım çok geç değil. Mart 1986'da, yakıt hücresi teknolojisinin geliştirilmesini zaten içeren Ulusal Yüksek Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Programı (863 Programı) resmen başlatıldı.Sektördeki uzmanlara göre, 2003 yılında, hidrojen yakıt hücreli motor testi Çin'de başlatıldı. 2006 yılında Tongji Üniversitesi Otomobil Okulu, Chaoyue One adlı hidrojen yakıt hücreli araçlar için bağımsız araştırma ve geliştirme çalışmalarına başladı.
Bununla birlikte, yukarıdakilerin tümü akademik alanda araştırma ve geliştirmeye dayanmaktadır ve 2008 Dünya Fuarı'nda kullanılacak olan 100 hidrojen yakıt hücreli araçtır.
"SAIC başlangıçta bir yakıt hücresi bölümüne sahipti ve 2010 Dünya Fuarı için 100'den fazla hidrojen yakıt hücreli araç hazırladı." Jiang Wei dedi. Bu "politik" görevi tamamladıktan sonra SAIC'in yakıt hücresi bölümü perde arkasına çekildi ve Jiang Wei ayrıca ticari araç teknoloji merkezine girdi. 2015 yılına kadar SAIC, EV80'e dayalı hidrojen yakıt hücresi teknolojisini yeniden başlatmaya, yani FCV80'i piyasaya sürmeye karar verdi ve hidrojen yakıt hücreli araç projesi, işletme düzeyinde toplu yatırım aşamasına girdi. "
Neden 2015'te? Bu sefer, ülkenin hidrojen yakıt hücreli araç endüstrisi hakkındaki stratejik düşüncesine tekabül ediyor.
2013 yılında, dört bakanlık ortaklaşa "Yeni Enerji Araçlarının Tanıtımı ve Uygulamasının Devam Ettirilmesine İlişkin Bildiri" yayınladı ve yeni enerji araçları için sübvansiyon standartlarının her yıl düşmesi gerektiğini açıkça belirtti.
2015 yılında, dört bakanlık ve komisyon, "2016-2020 Yeni Enerjili Araç Teşvik ve Uygulama Mali Destek Politikası Tebliği" nde 2017-2020 model sübvansiyon düşüşü kapsamında yakıt hücreli araçları açıkça hariç tuttu. Bu, 2016'dan 2020'ye kadar, yakıt hücresi modelleri için sübvansiyonun aşağıdaki standartlarda değişmeyeceği anlamına gelir: binek otomobiller için araç başına 200.000 yuan, hafif binek kamyonlar için araç başına 300.000 yuan, büyük ve orta boy binek otomobiller, orta ve ağır kamyonlar 500.000 yuan / araç.
FCV80 fiyatı
2017 Guangzhou Otomobil Fuarı'nda SAIC MAXUS FCV80 tarafından açıklanan fiyat, Çin hükümetinin hidrojen yakıt hücresi endüstrisine yatırım yapma konusundaki kararlılığını doğruladı. 1.3 milyon yuan fiyat etiketine sahip FCV80, eyalet ve yerel hükümetlerden 1: 1 sübvansiyondan sonra yalnızca 300.000 yuan'a satıldı. Diğer bir deyişle, her bir hidrojen yakıt hücreli araç için saf mali sübvansiyon 1 milyon yuan kadar yüksek olabilir.
Mali sübvansiyonlar burada bitmiyor Devlet ayrıca, ulusal teknik standartları karşılayan ve en az 200 kg hidrojen yakıt ikmal kapasitesine sahip yeni inşa edilen hidrojen yakıt ikmal istasyonları için 4 milyon yuan'ı doğrudan ödüllendirecek.
Ayrıca, gerçek paraya yönelik mali desteğin yanı sıra devlet, "Enerji Tasarrufu ve Yeni Enerji Araç Teknolojisi Yol Haritası" nda açıkça belirtmiştir:
"Ödül" altında savaşçılar olmalı. 2017'de tavsiye edilen katalogda yer alan model verilerine göre, Çinli şirketler hidrojen yakıt hücreli araçları istikrarlı bir şekilde tanıtmaya başladılar.Bunlardan SAIC Maxus, Beiqi Foton, Zhengzhou Yutong, Nanjing Jinlong gibi büyük ticari araç üreticilerinin tümü yakıt hücreli ticari modellerini piyasaya sürdü ve giriş yaptı Deneme operasyonu aşaması.
İhaleyi kazanan web sitesinin duyurusuna göre, Zhangjiakou'da düzenlenecek 2022 Kış Olimpiyatları, ihaleyi kazanan 74 hidrojen yakıt hücreli otobüs, Foton Ouhui 4910,5 milyon hidrojen yakıt hücreli otobüs ve Yutong 12 metre hidrojen yakıt hücreli otobüslerin ilk partisini duyurdu. İhaleyi 25 şirketten toplam 74 hidrojen yakıtlı elektrikli otomobil ve otobüs kazandı.
SAIC Maxus Jiang Wei ayrıca Titanium Media'ya, Chasein FCV80inin şu anda 100 birim teslim ettiğini ve Şangay, Foshan ve Dalian Fushunda faaliyete geçtiğini ve bu yılki hedefin 500 birim teslim etmek olduğunu söyledi.
Ön uç araç şirketlerinin aktif yatırımlarına ek olarak, temel bileşenler alanında, on yıldan fazla süredir yetiştirmekte olan Dalian Xinyuan Power gibi yerli şirketler ile Hydrogen Progen ve Guangdong Tyros gibi start-up şirketler ortaklaşa bağımsız teknolojileri teşvik ediyor. Aynı zamanda, Guangdong Guohong, Yihuatong ve diğer şirketler, hızlı bir şekilde uygulanabilen hidrojen yakıtlı güç sistemi çözümlerini başlatmak için Ballard gibi uluslararası yakıt hücresi şirketleriyle işbirliği yaptı.
Sübvansiyonlar her zaman endüstrinin erken gelişimini teşvik etmek için bir silah olmuştur ve bu strateji genellikle yurtdışında benimsenir.
Titanium Media'ya göre Japon hükümeti, 2014 yılında yakıt hücreli araçlar için her araç için 2 milyon ila 3 milyon yen (yaklaşık 120.000 ila 180.000 RMB) sübvansiyon sağlayacak bir mali sübvansiyon programı başlattı. bugüne kadar. Güney Kore hükümeti ayrıca 2015 yılında, yakıt hücreli araçlara sübvansiyon sağlamak için 100: 50 ulusal ve yerel oran kullanarak bir mali sübvansiyon programı başlattı. Hyundainin NEXO resmi web sitesinde açıklanan bilgilere göre, her araç 35 milyon won (yaklaşık% 21) alabilir. 10.000 yuan) sübvansiyon.
Hyundai Motor'un resmi web sitesinde açıklanan sübvansiyon bilgileri
Çin'in sübvansiyonlarının ne kadar süreceği ile ilgili olarak, Dr. Zhang Ruiming, bunun esas olarak devletin yatırımına bağlı olacağını söyledi.
"Devletin mevcut sübvansiyonları hala çok olumlu. Çekirdek bileşenlerin otonom olup olmadığı veya deneme işletimine sokulan araçların ölçeği konusunda herhangi bir kısıtlama yok. Ancak, şirketler için sorumluluğunuz, ulusal politikaların desteğinden tam olarak yararlanmak, veri toplamak olmalı, Deneyimleyin, sorunları tanımlayın ve iyileştirmeye devam edin ve gerçekten sanayileşmeyi gerçekleştirin. Zhang Ruiming, Bu aşamada sağlıklı bir yola girmezseniz ve üretim maliyetlerini düşürmezseniz, sonraki ticarileştirme yolu daha zor olacaktır. .
Altyapı İnşaatında "Afazi" Politikası
Japonya ve Güney Kore'den daha düşük olmayan mali sübvansiyonlar olsa da, hidrojen yakıt ikmal istasyonları ve ulaşım bağlantıları gibi altyapıların inşası ve takviyesi, uzun vadeli yatırım ve politika düzeyinde yanıt ve koordinasyon gerektirir.
Şu anda, Çin'de hidrojen yakıt hücreli araçlar için pil ömrü sağlamanın iki ana yolu vardır, biri mobil hidrojen yakıt ikmal araçları, diğeri ise hidrojen yakıt ikmal araçlarıdır. "Hidrojen yakıt ikmal araçlarının maliyeti nispeten yüksektir ve hidrojen depolama kapasitesi özellikle büyük olmayacaktır, bu nedenle genel işletme maliyeti nispeten yüksek olacaktır, bu nedenle esas olarak sabit hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının kurulmasının uygun olmadığı bazı alanlarda kullanılmaktadır." Jiang Wei ana akım tamamlayıcı hidrojene dikkat çekti. Yöntem hala bir hidrojen yakıt ikmal istasyonudur.
"Hidrojen yakıt ikmal istasyonu çözülmesi gereken ilk sorundur. Aksi takdirde, hidrojen yakıt hücreli araçlar elektrikli araçlarla aynı ikilemle karşı karşıya kalacak. Şarj etmek zor ve tüketiciler satın almaya cesaret edemeyecek." Dedi.
Titanium Media'ya göre, bir hidrojen yakıt ikmal istasyonu kurmanın maliyeti ölçeğe bağlı olarak 6-10 milyon yuan arasındadır.Eğer ulusal sübvansiyon standardını karşılıyorsa, 4 milyon yuan sübvansiyon alabilirsiniz.Bu nedenle, erken aşamada faaliyet pazarı eksikliği olsa bile, artış Hidrojen istasyonlarının inşası, sermaye yatırımı üzerindeki baskının bir kısmını hâlâ azaltabilir.
Çin, Japonya ve Güney Kore'deki hidrojen yakıt ikmal istasyonlarının yoğunluğunun karşılaştırılması, resim H2Staion'dan
Bununla birlikte, mevcut durum, şu anda ülke çapında yalnızca 8 hidrojen yakıt ikmal istasyonu olması, bunun temel nedeni, yerel hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşaat standartlarının "biraz sert" olmasıdır.
Yerli hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşaat standartları ile uluslararası standartlar arasındaki en büyük farkın güvenli mesafe gerekliliği olduğu, yani hidrojen ikmal istasyonunun çevredeki konut binalarından en az 20 metre uzakta olması gerektiği ve yabancı hidrojen ikmal istasyonlarının yapımında bu gerekliliğin olmadığı anlaşılmaktadır. .
Jiang Wei, "100 metrekarelik (metrekare) bir hidrojen yakıt ikmal istasyonu inşa etmek yeterli olabilir. Şimdi çevredeki 4 yön 20 metre uzaklıkta. Bu gereksinim şehir merkezi için neredeyse imkansız." Dedi.
Jiang Weinin görüşüne göre, bu düzenleme esas olarak yerel politika yapıcıların ve halkın hidrojen yakıtı teknolojisinin güvenliği konusunda yetersiz farkındalığına sahip olmalarından kaynaklanmaktadır. "Aslında, hidrojen yakıtının uygulama güvenliği geleneksel benzin yakıtından daha tehlikeli değildir" çünkü hidrojen Tutuşma noktası ve başlama noktası benzinden daha yüksek. İkincisi, hidrojenin yoğunluğu çok hafif. Bir kez sızdığında havada yüksekte yüzecek. "Onu bir araya toplayıp yakmanız kolay değil."
Jiang Wei'ye göre, yüksek basınçlı hidrojen depolama tankları için, dünyanın çeşitli ülkelerinde hidrojen yakıt hücreli araç araştırma ve geliştirme faaliyetlerinde bulunan birimler, güvenliği sağlamak için bunları kullanıma sokmadan önce ateş, ateşli silah atışı ve düşürme testleri de yapacaklar. Yakıt hücresi sistemi bile bunun farkındadır. Yangın tehlikede olduğunda, yüksek basınçta hidrojen anında açığa çıkacaktır.Yüksek miktarda yüksek basınçlı hidrojen püskürtüldüğünde, yetersiz ortam oksijeni hidrojenin tam olarak yanmamasına neden olur, ancak yangını söndürme etkisine sahip olacaktır.
Ancak sektördeki tartışmalara yanıt olarak, hidrojen taşımacılığının tehlikeli taşıma nitelikleri gerektirip gerektirmediği, Zhang Ruiming ve Bosch bu standarda katıldı.
"Hidrojen eskiden laboratuvarlarda kullanılan kimyasal bir hammaddeydi, ancak şimdi bireysel tüketicilerin arabaları için yakıt olarak kullanılıyor, bu nedenle katı nakliye standartları uygulanmalıdır." Zhang Ruiming'in görüşüne göre, hidrojenin kendisi gerçekten yanıcı ve patlayıcı bir malzemedir. Güvenliği benzinden daha kötü değil, benzinden de daha güvenli. "Hidrojen yakıt hücreli araçlarda büyük güvenlik kazalarının olmamasının nedeni, tam olarak bu katı standartların uygulanmasından kaynaklanıyor."
Güvenlik bilincine dayalı özel gereksinimlere ek olarak, üst düzey prosedürlerin onaylanması da hidrojen istasyonlarının inşası için zor bir sorundur. "Şu anda, Çin'deki hidrojen yakıt ikmal istasyonları için onay mercii çok belirsiz. İtfaiye teşkilatı arıyor. İtfaiye, ülkenin ilgili bir düzenlemesi olmadığını ve onaylanıp onaylanmayacağını bilmediğini söyledi. Kimya Sanayi Bakanlığı ve Kimya Sanayi Bakanlığı da bunun benim kontrolümde görünmediğini söyledi. Xinyuanın hidrojen yakıt ikmal istasyonu bir yıldan fazla bir süredir inşa edildi ve onaylanmadığı için kullanılmaya başlanmadı. "
Beijing Perihua Hydrogen'in genel müdür yardımcısı He Wen de hidrojen istasyonlarının yapımında onay çalışmalarının yaklaşık% 70'ini oluşturacağını kamuoyuna açıkladı. "Arazi ve ekipman tedariği konusunda herhangi bir sorun yok, ancak yangından korunma, arazi izni, çevresel değerlendirme ve sivil hava savunması prosedürlerini tamamlamak zaman alıyor ve düzenli olarak yürütülmesi gerekiyor. Geçiş her zaman kolay değil."
"Bu nedenle, hidrojen yakıt hücreli araç endüstrisinin yalnızca sübvansiyonlarda kalmasını sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda daha fazla politika uygulaması, altyapı ve diğer yönler için daha açık olmayı umarak hükümetle daha fazla iletişim kuruyoruz ve bunu geliştirmek için ortak bir güç oluşturuyoruz. Sanayi. "Jiang Wei dedi.
Bununla birlikte, ister teknolojik bir boşlukla, ister temel uygulama zorluklarıyla karşı karşıya olsun, Jiang Wei ve Zhang Ruiming gibi uygulayıcılar, Çin'in hidrojen yakıtlı araç endüstrisi konusunda iyimserler. "Hidrojen yakıt hücresi teknolojisinin geçmişte yavaş gelişmesinin nedeni, bu alandaki iç talep eksikliğiydi. Şimdi, politika sübvansiyonları ve endüstri tarafından yönlendirilen talep yavaş yavaş artacak ve teknoloji araştırma ve geliştirme ilerlemesi hızlanacaktır." Dedi. .
Her zaman akademisyenlerin ihtiyatlı tavrını sürdüren Zhang Ruiming, net beklentiler bile verdi. "Sanayi politikası desteği ve sermaye coşkusu sürdürülebilirse, yerli hidrojen yakıt hücreli araçların büyük ölçekli uygulamaları yakında gerçekleştirilebilir ve üç ila beş yıl sürebilir." (Bu makale ilk olarak Titanium Media'da yayınlandı, yazar / Li Qin)
Daha heyecan verici içerik için Titanium Media WeChat ID'yi (ID: taimeiti) takip edin veya Titanium Media Uygulamasını indirin
