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高压空压机与氢动力汽车

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有人曾预言,下次工业革命将从氢能源开始,更有人说,这将是一场能源领域的变革,是自蒸汽机、内燃机之后人类工业的一次革命。
  传统能源的开发及内燃机的广泛应用,造就了一批能源巨头及汽车大亨。诸如燃料电池等新能源的开发以至广泛应用,势必也将在新能源领域造就一个个财富神话,导致一场围绕能源变革的财富再分配和大转移。但是,投资新能源领域,譬如开发燃料电池车,除了高额的回报,还意味着巨大的风险。
  面对尚不明朗的商业应用前景,众多能源巨头和汽车大亨们参与的这场角逐,是一场盛宴狂欢还是一场财富冒险?百亿美元“烧制”氢动力汽车本报记者 余明 上海报道   在11月4日到9日举行的上海国际工业博览会上,一辆名为“超越二号”的轿车引起了在场人士的注意。从外表看,这只是一辆普通的桑塔纳3000型轿车,但掀开发动机盖看到的却是另一番景象:这里没有传统汽车所运用的汽油发动机,而是一块燃料电池,油箱则让位给了一个储氢罐,储氢罐里储藏着能够支持汽车连续行使168公里的氢气。  这是目前唯一投入路面试验的国产燃料电池车,其采用的电池是上海神力科技有限公司(简称上海神力)设计和制造的。  此前的10月30日,通用汽车与上汽宣布,合作开发燃料电池大客车;10月12日,德国大众与同济大学签约,进行燃料电池车研究;9月14日,丰田汽车宣布与一汽集团合作生产混和动力车“先驱”(Prius);5月25日,梅赛德斯—奔驰氢燃料电池Citaro公共汽车在北京天安门广场亮相,明年,奔驰公司将在北京投放三辆燃料电池大客车。  一时间,燃料电池车成了一个香饽饽,几乎所有的汽车巨头,都开始在燃料电池车领域摩拳擦掌。
  国产燃料电池车的诞生“当时国内很少有人听说过燃料电池,甚至有人以为是和水变油一样是伪科学。”姚家龙回忆起1998年上海神力开始创业时的艰难。
  其实,早在上个世纪90年代,西方发达国家就开始研究燃料电池了。  美国在研究燃料电池方面表现得非常积极。2003年,布什政府批准了美国能源部制定的“氢计划”。在未来5年内,美国政府将投入30亿美元用于开发氢燃料技术。日本政府计划到2020年,投资40亿美元用于燃料电池研究。法国政府提出,燃料电池研究计划预算为10亿美元。
  上述几国政府在这场新能源开发的角逐中,预算投入的资金就已超过上百亿美元。  现任上海神力总经理胡里清博士,曾在世界级燃料电池公司工作过两年。1998年,从加拿大回到上海讲课的胡里清偶然发现,西方发达国家已经干得热火朝天的燃料电池,国内还没有什么人进行过研究。胡里清决定归国创业。
  1998年,上海神力创立,开始国产燃料电池的研究。当时,公司注册资金仅仅是50万元人民币。上海工业综合开发区是主要股东,上海郊区奉贤一家民营企业也参与了投资。
  上海神力的科研经费主要来源于国家科技基金,迄今,上海神力获得了近8000万元人民币的研发资金。  但是,与发达国家动辄几十亿美元的投资相比,上海神力的科研资金显然微不足道。  国外的氢燃料电池,主要采用高压气氢方式,神力却采用的是常压气氢。相比而言,高压气的功率较大一些,通用汽车推出的氢动力三号样车的燃料电池,已经可以达到80千瓦功率,而上海神力研究的“超越3号”的燃料电池功率仅为50千瓦。  常压燃料电池的成本比较低。在产业化的过程中,成本往往是产业化最主要的障碍,是否经济在很大程度上决定了能否进行大规模的推广。  上海神力参与了国家863燃料电池车中的两个项目,其中一个是燃料电池轿车的“超越”系列,另一个是燃料电池大客车。在这两个项目中,上海神力研究的常压燃料电池在大客车上的优势比较明显。  按照上海神力的说法,奔驰准备在北京推出的名为Clitato的三辆燃料电池大客车,估计每辆造价高达200万欧元,其中燃料电池部分就需要140万欧元,是传统发动机的十倍价格。但“我们的成本比他们的一半还要低”,上海神力对外宣称。  虽然造价较贵,但是氢燃料电池车的使用费用却相对低廉。现在氢气的售价是每立方米9元,而按照上海神力的燃料电池耗氢量,轿车每100公里耗氢1.03公斤,相当于1.42立方米氢气。而一般的经济型轿车每百公里耗油6到8升,按照现在的油价,超过20元。燃料电池的使用成本比经济型的轿车还要低一些。
  其实,上海神力选择常压也是没有办法的选择。生产高压氢燃料电池需要产生高压气氢,要产生高压气氢,就需要高压空气压缩机。但现实是,国内还没有生产商能够生产稳定可靠的高压空气压缩机。  此前,国家曾专门投资研究上述类型的空气压缩机,但至今尚没有结果,而进口的这种空气压缩机每台售价超过了一百万元人民币。   两大阵营对决  在氢动力燃料电池竞争中,发达国家除了政府部门的大笔投入,跨国公司也在积极推动燃料电池汽车的开发。通用汽车在燃料电池车研究上的投入已经超过10亿美元。  燃料电池汽车开发已经分成两大阵营:以丰田和通用代表为一方;以戴克、福特及三菱为另一方。他们之间的竞争,已经到了确立标准的阶段。  今年9月1日,戴克、福特两大汽车巨头共同宣布,为在世界燃料电池汽车技术上取得优势,携手收购了著名的加拿大巴拉德动力系统公司,建立了新的联盟。  巴拉德公司在世界汽车燃料电池的研发中处于领先地位。1993年,巴拉德首次研制出燃料电池概念车,1997年推出了16辆燃料电池公共汽车,分别在美国的芝加哥和加拿大的温哥华试运行。而早在1997年8月,巴拉德和戴克就组建合资企业,同年12月,福特公司也加入进来。  燃料电池以氧气和氢气为原料,所需氧气可以从空气中获得,难点在于怎样获得另一种燃料———氢气。  丰田和通用公司阵营获取氢气的方式是:从一种名为清洁碳氢化合物燃料的新型汽油中取氢。今年年初,美国埃克森石油公司参与到了这一阵营之中,埃克森石油与通用和丰田公司达成研发协议,联合发展氢燃料电池。壳牌石油也加入了进来。  在另一阵营,戴克、福特及三菱汽车公司阵营以天然气为原料,采取对甲醇改质的办法制取氢气。BP是这一阵营支持者。戴克的燃料电池大客车在一个城市运行,BP就在当地建立加氢站。今年4月,BP与福特合作,福特提供30辆氢燃料电池车,BP则在美国底特律、奥兰多等城市建立加氢网络。  从今年开始,两大阵营的竞争变得非常激烈。戴克、福特、通用公司分别宣布,2004年,其公司的燃料电池汽车将进行量产。丰田更表示已经再开发下一代燃料电池车。  此外,菲亚特、雷诺、沃尔沃及标致等公司采用意大利迪诺拉的燃料电池,进行燃料电池车的开发。大众、宝马、日产也都有自己的燃料电池开发计划。   金矿梦想  美国一家调查公司的预测,燃料电池车将成为未来汽车业发展的主要方向。到2007年,燃料电池在运输方面的商业价值将达到90亿美元,随着燃料电池车比例的增加,这一数据还有进一步膨胀的可能。  但国家氢能领域首席科学家、清华大学教授毛宗强介绍,现在公认困扰氢能发展的主要有两个问题,一是使用氢能的设备价格昂贵;二是加氢的设施仍不完备,还没有形成供氢网络,导致氢能的推广应用受到制约。