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李建秋 清华大学李建秋：关于燃料电池应用现状与前景( 二 )


欧阳老师还介绍，未来燃料电池在我国大规模应用的前景仍然是替代商用车，尤其是柴油发动机，所以从这个角度来看，我们的工作是在这个领域继续前进。包括物流车，2019年一个非常重要的发展就是第三代物流车的推出。这辆物流车的气瓶也在底盘上，所以整个货舱空都没有被占用。我们相信，这个未来也将成为市场发展的主流。
19年来，我们在长续航里程燃料电池重卡的研发上取得了长足的进步，突破了大功率燃料电池发动机、大容量液氢存储以及大扭矩大扭矩电动轮组成的电桥等技术。应该说，在全球范围内，在燃料电池重卡领域，只有我们团队同时研发了这三项关键技术。我们有两个500升的液态储氢系统，是航天101公司开发的，可以加起来有60公斤的储氢容量。一辆35吨重的卡车能跑800公里。大功率发动机是我们亿华通研发的，现在小批量制造，支持整车，净功率105 kW。
整车由北汽福田装车。你可以看到电动轮的一侧装有轮胎，而另一侧没有装有轮胎。电动轮有什么特点？首先，它的所有机械接口都与传统的机械桥相同，但我们将电机直接集成到轮胎中。这样，就特别适合我们重卡领域。同时，我们与101所合作，利用我们现有的物流车。其液氢储存和供应系统不断测试发动机的氢气供应，这也是今年的一大进步。这样就为我们后面的重卡调试打下了基础，这就是我们当时联合调试的情况，我们也做了相关的测试。试验结论表明，液氢储供系统可以在车辆上使用，为以后的重卡调试奠定了基础。
我们还对行驶里程长，特别是500公里以上的重卡进行了性能对比。与纯电动卡车相比，短途纯电动重卡开始产业化。燃料电池瞄准了300公里以上重型卡车的使用范围。以500公里为例，燃料电池+动力电池+液氢储供系统重量约2吨。如果要跑500公里，电池需要1000 kWh，对应重量在6吨左右。这是一张AVL在世界上的照片。AVL也有类似的预测，我们的看法基本一致。在重型卡车领域，因为重型卡车的重量非常重要，我们都知道重型卡车，尤其是长途重型卡车的成本是每吨每公里30美分。如果你在车上多装一吨，每公里就要花30美分。动力系统本身的重量决定了汽车在未来是否具有竞争力，所以我们认为燃料电池在未来这个领域会有很好的应用前景。特别是和我们的液氢存储系统合作，我们要做一款行驶里程1000公里的液氢重卡。
未来，燃料电池还将用于飞行器和特种车辆。例如，我们正在证明，我们人类乘坐的飞行器在未来将被彻底改变，其中几个已经这样做了。一辆600-800公斤的飞行车在平稳飞行时只需要40 kW，和我们车上的动力系统功率相当。如果我们使用液氢储存系统，整个动力系统重约130公斤，我们能飞多远？它可以飞4个小时。如果发动机的净功率为40 kW，则电池组的净功率为50 kW。飞行4小时后，输出功率约为200千瓦时。200 kWh，130 kg，其能量密度约为1500 WHr/kg。众所周知，我们动力电池系统的能量密度在200-300瓦时/千克左右，这意味着未来续航里程长的飞机也是燃料电池非常好的场景。
我们还研究了燃料电池技术，国内外各种飞机都使用燃料电池，目前仍在不断进步。我们预测，到2025年，它的功率密度将达到6kW/L左右。如果达到这个水平，未来飞行汽车的动力装置将不再是瓶颈。为什么我们最初叫汽车系，后来改成了车辆与运输学院？也就是我们未来瞄准的车辆不一定是在地面上行驶的汽车，而是可能会飞进来空或者在地面上行驶，就是这样一种趋势。
刚才各位氢能专家也非常认同，可再生能源发电可以带动电动汽车的发展，这就叫做绿色氢的制备，我们也非常认同这个观点。认为在人类能源和动力的发展史上有两个阶段。推动蒸汽机革命和航海技术发展的是固体煤。第一次世界大战和第二次世界大战后，石油革命、柴油和汽油推动了机械动力。现在和未来，它应该是一场氢和电的革命，彻底摆脱二氧化碳排放，应对气候变化。而且我国在这方面非常有优势。为什么呢？因为我国三分之一的国土面积是戈壁和沙漠，这些地方可以用来风力发电，并把它变成我们的可再生能源生产基地。去年，我国进口了4.6亿吨原油。如果我们依赖传统能源的进口，如果我们将来将其转化为可再生能源，就可以减轻进口压力。同时没有二氧化碳排放，所以也是应对气候变化的好办法。个人非常支持张家口的可再生能源。刚才王副市长说，700万千瓦可再生能源可以支持北京、天津、河北发展氢能、燃料电池汽车、纯电动汽车。

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