《新能源汽車概論》課件-燃料電池汽車認(rèn)知

燃料電池汽車發(fā)展綜述00引言00人與自然和諧共生的現(xiàn)代化積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達(dá)峰行動，深入推進(jìn)能源革命，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用，加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系，積極參與應(yīng)對氣候變化全球治理。引言新能源新能源汽車00新能源汽車一次能源：石油二次能源：汽油一次能源：新能源二次能源：？？可再生能源的載體：電和氫引言燃油汽車00引言根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020年）》所指新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。00北京冬奧會是迄今為止第一個碳中和的冬奧會北京冬奧會示范運(yùn)行超1000輛氫能源汽車，配備30多個加氫站。（豐田汽車、北汽集團(tuán)、宇通客車、福田汽車等車企的氫燃料電池汽車）北京冬奧會充分展示了氫能應(yīng)用潛力，有益于氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。實現(xiàn)100%可再生能源滿足場館常規(guī)電力消費需求全球最大的一次燃料電池汽車示范引言燃料電池汽車與北京冬奧會氫

燃料電池

電動汽車00燃料電池汽車燃料驅(qū)動形式動力源氫燃料電池電動汽車引言目錄CONTENTS123氫的認(rèn)識燃料電池汽車概述燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理4國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀01氫能的認(rèn)識假設(shè)你被遺落在火星基地，需要種土豆才能生存下去。如何在火星上種土豆？土豆的生長需要什么？01氫能的認(rèn)識01氫能的認(rèn)識

Ir視頻中可以反應(yīng)出氫氣的特性有哪些？氫的密度低氫氣易爆炸氫氣可以和氧氣反應(yīng)生成水氫氣的爆炸極限是4.0％～75.6％（體積分?jǐn)?shù)）01氫能的認(rèn)識2.氫的特點氫氣的應(yīng)用場景有哪些？01氫能的認(rèn)識氫的應(yīng)用012.氫的應(yīng)用氫能的利用方式主要有以下三種1）通過燃料電池轉(zhuǎn)化為電能。2）直接燃燒。3）核聚變。類別用途舉例全能源系統(tǒng)支持大規(guī)模可再生能源的整合和發(fā)電，化石能源制氫＋CO2捕捉和儲存大規(guī)模儲能，其優(yōu)勢可超過蓄水電站區(qū)域能源系統(tǒng)跨部門和地區(qū)分布式能源熱電聯(lián)供提高能源系統(tǒng)彈性的緩沖器中等規(guī)模儲能氫的終端利用脫碳運(yùn)輸燃料車、船、飛機(jī)、火箭等脫碳工業(yè)能源工業(yè)用電、熱等脫碳的建筑熱、電和冷聯(lián)供家居、辦公室、數(shù)據(jù)中心清潔的工業(yè)原料合成氨、天然氣、甲醇。無碳煉鐵氫能的認(rèn)識01

3.氫的來源

氫在地球上屬于最豐富的元素之一，但是它不能以其自然形式存在，例如在大氣中，氫是和氧共同作用形成水存在的。在很多自然界的礦物中也能找到氫，例如天然氣、煤、石油等。要把氫存儲起來用作燃料，必須進(jìn)行一系列工序把這些物質(zhì)分離出來。氫能的認(rèn)識013.氫的來源氫能的認(rèn)識02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理在結(jié)構(gòu)上燃料電池汽車與純電動汽車有哪些不同，又有哪些相似點？02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理燃料電池發(fā)展02典型燃料電池外觀燃料電池（FuelCell）是一種不經(jīng)過燃燒過程直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料（氫氣）和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的高效發(fā)電裝置，是繼水力發(fā)電、火力發(fā)電、化學(xué)發(fā)電之后的第四種發(fā)電方式。燃料電池可以持續(xù)發(fā)電，且生成物主要是水，基本不排放有害氣體，因此更加清潔環(huán)保。2.1燃料電池的概念燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02

2.2燃料電池的優(yōu)點

燃料電池產(chǎn)生電能，并且由于氫和氧提供電能給燃料電池，所以燃料電池本身不會產(chǎn)生任何碳排放，排放的只有水和熱量。燃料電池的能量也比一般內(nèi)燃機(jī)更高，由內(nèi)燃機(jī)提供動力的車輛效率只有15%~20%，而燃料電池汽車的效率能達(dá)到40%以上。此外，如果利用燃料電池作為汽車動力來源，其運(yùn)動部件非常少，穩(wěn)定性更強(qiáng)。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理022.3燃料電池類型燃料電池的類型很多，主要的區(qū)別在于所用的電解質(zhì)種類不同。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池基礎(chǔ)知識燃料電池分類（依據(jù)電解質(zhì)）質(zhì)子交換膜電池輸出功率密度高，可在室溫條件下工作同時起動迅速，主要應(yīng)用于新能源汽車。02氫燃料電池的基本結(jié)構(gòu)由電極（氫氣陽極和氧氣陰極）、電解質(zhì)隔膜和雙極板組成。電極：燃料氧化和還原的電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場所，分為陰極與陽極兩部分。電解質(zhì)隔膜：分隔氧化劑與還原劑并同時傳導(dǎo)離子。雙極板：收集電流的作用。2.4質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理陽極陰極02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理FuelCellLithium-ionbatteryVS電極電解質(zhì)隔膜陰極（正極）：氧氣陽極（負(fù)極）：氫氣質(zhì)子交換膜質(zhì)子交換膜LiPF6負(fù)極：？正極：？PE/PP02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理相似點：產(chǎn)生電能的本質(zhì)相同不同點：產(chǎn)生電能的來源不同F(xiàn)uelCellLithium-ionbattery電池（化學(xué)電池）：又稱化學(xué)電源，是一種將物質(zhì)的化學(xué)能通過化學(xué)氧化還原反應(yīng)直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置或系統(tǒng)。VS02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理2.5燃料電池結(jié)構(gòu)組成02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理質(zhì)子交換膜（PEM）02質(zhì)子交換膜（(ProtonExchangeMembrane,PEM）

PEM是質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件，是一種厚度僅為數(shù)十微米的薄膜片。

它是一種選擇透過性膜，僅為質(zhì)子（H+）傳輸提供通道，同時作為隔膜將陽極的燃料與陰極板的氧化劑隔開。

目前最常用的商業(yè)化PEM是全氟磺酸膜。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理電催化劑02電催化劑

電催化劑（Catalyst）是燃料電池的關(guān)鍵材料之一，其作用是降低反應(yīng)的活化能，促進(jìn)氫、氧在電極上的氧化還原過程，提高反應(yīng)速率。目前主要為Pt/C催化劑。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理氣體擴(kuò)散層02氣體擴(kuò)散層

氣體擴(kuò)散層(GasDiffusionLayer，GDL），其作用是支撐催化層，穩(wěn)定電極結(jié)構(gòu)，并具有質(zhì)/熱/電的傳遞功能，且必須能夠傳輸氣體。GDL必須具有良好的機(jī)械性能、合適的孔結(jié)構(gòu)、良好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性。

主要材料為碳紙。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理膜電極組件（MEA）02膜電極組件（MEA）

MEA是集膜、催化層、擴(kuò)散層于一體的組合件，是燃料電池的核心部件之一。膜位于中間，兩側(cè)分別為陰極、陽極的催化層和擴(kuò)散層，通常采用熱壓方法黏結(jié)使其成為一個整體。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理Sandwich-likeStructure02雙極板雙極板（BipolarPlate，BP）是電堆的多功能部件，其主要作用是傳導(dǎo)電子、分配反應(yīng)氣并帶走生成的水，也就是通過表面的流場給膜電極輸送反應(yīng)氣體，同時收集和傳導(dǎo)電流（多個單體電池通過雙極板串聯(lián)）并排出反應(yīng)的熱量及產(chǎn)物水。主要成分為石墨。燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理022.6燃料電池堆

單個燃料電池本身沒有多少用途，因為它產(chǎn)生的電動勢小于1V。運(yùn)用在汽車上的燃料電池通常是把數(shù)百個燃料電池組合在一起做成一個燃料電池堆。在這種布置中，燃料電池串聯(lián)在一起，這樣的電池堆的總電壓是每個單電池電壓的總和。汽車用燃料電池堆由數(shù)百個單電池串聯(lián)而成燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理022.7甲醇燃料電池由于采用氫作為燃料電池燃料時，存儲氫需要使用高壓氣缸的成本和安全性均不是很理想，因此另一種改進(jìn)的PEM燃料電池方法是用液態(tài)甲醇替代氫氣。甲醇燃料電池用甲醇取代了氫氣作為燃料燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理02燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理03

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，燃料電池汽車可以有效緩解因燃油車油耗及碳排放較高帶來的環(huán)保壓力，同時續(xù)航里程長、快速加注、高功率密度、低溫自啟動等技術(shù)特點賦予其在長程、重載、商用領(lǐng)域和寒冷地區(qū)良好的應(yīng)用場景，可有效補(bǔ)足純電動汽車短板，共同推動我國交通電動化進(jìn)程。3.1發(fā)展燃料電池汽車的必要性燃料電池汽車概述03燃料電池汽車概述燃料電池汽車優(yōu)勢燃料電池03 燃料電池汽車是指以氫氣或甲醇等為燃料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電動機(jī)驅(qū)動的汽車。燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍，燃料電池汽車是一種理想的新能源汽車。燃料電池汽車驅(qū)動原理圖3.2

燃料電池汽車的概念及結(jié)構(gòu)燃料電池汽車概述03燃料電池汽車概述03燃料電池汽車的主要結(jié)構(gòu)是燃料電池堆及相應(yīng)的附屬裝置，右圖所示為本田FCX燃料電池汽車的動力傳動示意圖。燃料電池汽車概述氫氣罐03其各個部件的功能是：

（1）增濕器增濕器位于燃料電池系統(tǒng)盒內(nèi)，在通往電池堆陰極的空氣管道里面。

PEM燃料電池的水管理系統(tǒng)非常重要，水太多會妨礙氧氣與正極接觸，水太少會讓電解質(zhì)變干，降低其電導(dǎo)性。增濕器的作用是平衡，通過讓正在陰極蒸發(fā)的水分循環(huán)給燃料電池提供充足的水分。燃料電池汽車概述03

（2）燃料電池冷卻系統(tǒng)正常工作過程中燃料電池會產(chǎn)生熱量。余熱會導(dǎo)致聚合物電解質(zhì)膜損壞，所以必須用液體冷卻系統(tǒng)把余熱從燃料電池堆中帶走。燃料電池產(chǎn)生的熱屬于低品位熱能，在冷卻液與周圍空氣之間的溫度差別很小，這種情況下，熱轉(zhuǎn)移會很慢，必須用表面積非常大的散熱器。本田FCX用一個大散熱器冷卻燃料電池，兩個小散熱器冷卻傳動機(jī)構(gòu)。燃料電池汽車概述03

（3）空氣泵在所有行駛條件下，必須以適當(dāng)壓力和流速給燃料電池堆送風(fēng)使電池堆正常工作。車載空氣泵把大氣壓縮后輸送給燃料電池的正極就能達(dá)成此功效。

（4）二次電池在燃料電池汽車中設(shè)計二次電池，可以提高汽車的駕駛性能。因為電存儲設(shè)備能夠立即提供能量給驅(qū)動電機(jī)，并且克服了燃料電池部分的加速滯后情況。燃料電池汽車概述03

1）動力電池

大多數(shù)燃料汽車設(shè)計中用鋰離子電池或鎳氫電池作為二次電池，通常安裝在汽車后部，二次電池的構(gòu)造與燃料電池堆相似，由很多單個電池串并聯(lián)構(gòu)成一個高壓電池組。高壓電池組燃料電池汽車概述03

2）超級電容器電池中存儲電能的另一種形式是超級電容器。電容器是一種能阻止直流電、允許交流電通過的電氣設(shè)備。然而，電容器也能利用正負(fù)電荷之間的靜電吸引存儲電能。

超級電容器能夠快速、高效地充放電，這個特點使得超級電容器很適合使用在燃料電池汽車上作為輔助二次電池用。超級電容器模塊及單個電池的結(jié)構(gòu)燃料電池汽車概述03

（6）驅(qū)動橋用于燃料電池汽車的驅(qū)動橋非常簡單，幾乎沒有運(yùn)動件，這使它極其耐用、安靜及穩(wěn)定。燃料電池汽車概述03儲氫罐對安全性及輕量化有較高要求。車載儲氫瓶由多層特殊材料組成氫燃料車的儲氫罐，不僅要重量輕、硬度高，還需通過特殊材料防止?jié)B漏。燃料電池汽車概述（7）氫氣罐03

（8）電源控制單元（PCU）燃料電池汽車的傳動機(jī)構(gòu)由電源控制單元（PCU）控制，它控制燃料電池的輸出功率，并讓電在各種不同部件之間流動。充當(dāng)逆變器就是PCU的作用之一，它把燃料電池堆輸出的直流電轉(zhuǎn)變成三相交流電，供汽車的驅(qū)動電機(jī)使用。燃料電池汽車概述02不同汽車的動力系統(tǒng)對比燃料電池結(jié)構(gòu)與工作原理03燃料電池汽車運(yùn)行原理燃料電池汽車概述03本田FCX的運(yùn)行模式

1）起步和加速時輸出由燃料電池堆和超級電容提供。超級電容在極短的時間內(nèi)輔助燃料電池達(dá)到最大的性能。起步和加速時燃料電池汽車概述3.3

燃料電池汽車的能量流03

2）輕微加速和巡航時輸出只由燃料電池提供。燃料電池負(fù)責(zé)給電動機(jī)提供必須的動力，電容不用輔助。輕微加速和巡航時燃料電池汽車概述03

3）減速時

能量被回收存儲在超級電容里。超級電容能回收在制動時產(chǎn)生的能量，有效地提高能源效率。減速時燃料電池汽車概述03

4）停車時怠速停車。自動怠速停車系統(tǒng)將切斷從燃料電池輸送過來的輸出，以節(jié)省燃料消耗。系統(tǒng)在感應(yīng)到駕駛?cè)瞬倏v的起步信號后，可迅速由燃料電池和超級電容協(xié)同提供所需的動力。停車時燃料電池汽車概述033.4燃料電池汽車的挑戰(zhàn)（1）成本高PEM價格昂貴。稀有金屬Pt的大量應(yīng)用也制約著燃料電池汽車的推廣應(yīng)用。整體燃料系統(tǒng)占整車成本近7成。燃料電池汽車概述03（2）起動時間長，系統(tǒng)抗振能力還需提高

采用燃料電池的汽車加速性能相比普通活塞式發(fā)動機(jī)還有很大差距。當(dāng)燃料電池汽車，其受到振動或者沖擊時，各種管道的連接和密封的可靠性需要進(jìn)一步提高，以防止泄漏，降低效率，嚴(yán)重時還會引發(fā)安全事故。（3）經(jīng)濟(jì)且無污染地獲取純氫燃料仍存在技術(shù)難點過重整或改質(zhì)技術(shù)轉(zhuǎn)化傳統(tǒng)的化石燃料來獲取純氫，不僅要消耗大量的能量，而且沒有從根本上擺脫對化石能源的依賴，也沒有從根本上消除對環(huán)境的污染。燃料電池汽車概述03燃料電池汽車概述03（4）氫燃料的供應(yīng)仍有大量需解決的技術(shù)問題常用的儲氫技術(shù)主要包括物理儲氫、化學(xué)儲氫與其它儲氫。由于氫氣是最小的分子，很容易引起泄漏。而在-253℃的條件下儲存液氫的深度制冷技術(shù)目前還不成熟。燃料電池汽車概述03按照氫在輸運(yùn)時所處狀態(tài)的不同,可以分為氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送。其中前兩者是目前正在大規(guī)模使用的兩種方式。燃料電池汽車概述03（5）供應(yīng)燃料輔助設(shè)備復(fù)雜質(zhì)量和體積較大普遍采用氫氣燃料的燃料電池汽車，因需要高壓、低溫和防護(hù)的特種儲罐，導(dǎo)致體積龐大，也給燃料電池汽車的使用帶來了諸多不便。(6)加氫站等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建設(shè)遲滯配套設(shè)施需要國家政策、產(chǎn)業(yè)鏈條、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等多方面的準(zhǔn)備，并及時制定完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，既涉及城市規(guī)劃、交通和電力等問題，又要解決投資和經(jīng)營者的獲利問題，同時還要有效解決加氫的核心技術(shù)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等問題。燃料電池汽車概述03加氫站是氫能供應(yīng)的重要保障加氫站的工作流程一般為氫源供氫、壓縮、儲存、加注。燃料電池汽車概述03燃料電池汽車概述04國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀

日本燃料電池商業(yè)化應(yīng)用處于全世界領(lǐng)先地位，加氫站基礎(chǔ)設(shè)施全世界相對來說最完善，目前已經(jīng)在乘用車、客車、物流車和叉車等領(lǐng)域應(yīng)用燃料電池，建立了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，除了少數(shù)原材料需要進(jìn)口外，全部關(guān)鍵零部件都已實現(xiàn)自主化。（1）日本燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀4.1日本燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04《國家新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略》，將燃料電池列為國家重點推進(jìn)的七大新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)之首，從國家層面上著力推進(jìn)?！稓淠芘c燃料電池示范運(yùn)行計劃》，投入2.32億美元進(jìn)行燃料電池技術(shù)研究與市場化推廣《日本再復(fù)興戰(zhàn)略》把發(fā)展能源提升為國策，并啟動加氫站建設(shè)的前期工作《氫能基本戰(zhàn)略》明確了中期（2030年）、長期（2050年）氫能發(fā)展目標(biāo)?！稓淙剂想姵仄囃茝V目標(biāo)》，將在2040年普及燃料電池汽車。2004年2008年2013年2017年2018年日本氫能發(fā)展主要政策與戰(zhàn)略2014年《第四個能源基本計劃》將氫能源定位為與電力和熱能并列的核心二次能源，并提出建設(shè)“氫能社會”愿景。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04（2）日本燃料電池主要車型1)豐田燃料電池汽車2014年12月，豐田推出燃料電池汽車第一代Mirai，向征著燃料電池技術(shù)應(yīng)用于汽車動力的新紀(jì)元。第一代Mirai燃料電池系統(tǒng)最高輸出功率113kW，電堆最高輸出功率114kW。2020年12月，豐田發(fā)布了新一代Mirai，二代Mirai搭載全新的氫燃料電池系統(tǒng)，燃料電池堆峰值功率128kW，由330節(jié)燃料電池發(fā)電單體串聯(lián)組成。一代Mirai二代Mirai國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀042)本田燃料電池汽車本田FCXClarity燃料電池汽車2016年，本田公司推出了旗下最新燃料電池汽車FCVClarity，所搭載的電堆體積功率密度約為3.1kW/L左右，達(dá)到國際先進(jìn)水平。該車采用雙儲氫罐，氫氣容量達(dá)到141L，可儲存5kg高壓氫氣，鋁襯里氫氣罐完美承受70MPa的內(nèi)部壓力，儲氫罐充滿氫氣僅需要3分鐘，續(xù)航可達(dá)750km。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04東京奧運(yùn)會的氫能示范(3)日本氫能產(chǎn)業(yè)的示范推廣日本超級加氫站福島氫能源研究基地在2021年的東京奧運(yùn)會上，日本政府向全球展示了一個完整的氫能基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，其中涵蓋了制造、儲存、運(yùn)輸?shù)浇K端應(yīng)用。首先，豐田為東京奧運(yùn)會提供了約4000輛氫能大巴，作為運(yùn)動員往返場館和奧運(yùn)村的交通工具。

第二大應(yīng)用場景是氫能奧運(yùn)村，這是世界上首個運(yùn)用氫能進(jìn)行發(fā)電、供熱的小區(qū)，其中的戶數(shù)超過5600戶。第三大應(yīng)用場景是為本屆奧運(yùn)會提供能源的日本福島縣的制氫工廠，通過太陽能發(fā)電，然后電解水的方式制備氫氣。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀(1)韓國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策與戰(zhàn)略4.2韓國燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀《低碳綠色增長戰(zhàn)略》，對燃料電池研發(fā)項目投資金額達(dá)16.38億元?！栋偃f綠色家庭項目》,推廣家用燃料電池系統(tǒng)，計劃在2020年前安裝10萬套1kW的燃料電池系統(tǒng)?！毒G色氫城市示范項目》計劃在2012年到2018年間投入總額達(dá)到877億韓元建設(shè)綠色氫城市。《韓國貿(mào)易、工業(yè)和能源部聲明》,韓國政府和國內(nèi)相關(guān)企業(yè)決定未來5年投資2.6萬億韓元，建立公私合作伙伴關(guān)系。《韓國氫能產(chǎn)業(yè)路線圖》，預(yù)計到2040年，累計生產(chǎn)燃料電池車620萬輛，建設(shè)加氫站1200座，累計發(fā)電15GW。2008年2010年2012年2018年2019年韓國氫能發(fā)展主要政策與戰(zhàn)略2015年《貿(mào)易部和環(huán)境部聲明》,到2020年，上路燃料電池汽車增至9000輛；到2030年增至63萬輛。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04(2)韓國燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀整車：2018年，韓國燃料電池汽車達(dá)到900輛；韓國計劃2022年燃料電池車?yán)塾嫯a(chǎn)量達(dá)8.1萬輛，其中6.7萬輛供國內(nèi)需求；2040年燃料電池車?yán)塾嫯a(chǎn)量達(dá)620萬輛，其中290萬輛供國內(nèi)需求，330萬輛出口其他國家。加氫站：韓國目前加氫站64座，韓國計劃2022年建成加氫站310座，2040年建成加氫站1200座。建設(shè)初期加氫站補(bǔ)貼達(dá)建設(shè)費用的的50%。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀041)現(xiàn)代NEXO燃料電池汽車(3)韓國燃料電池主要車型現(xiàn)代NEXO燃料電池汽車2018年現(xiàn)代在CES展上公布了第四代燃料電池汽車NEXO。項目豐田Mirai現(xiàn)代NEXO續(xù)駛里程850km800km氫瓶容積141L，5.6kg156.6L,5kg電堆體積功率密度4.4kW/L3.1kW/L電堆單體數(shù)量370片440片電堆功率128kW95kW最高車速175km/h179km/h低溫冷啟動時間(s)7747豐田Mirai和現(xiàn)代NEXO燃料電池汽車的參數(shù)對比國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀042)現(xiàn)代XCIENTFuelCell燃料電池重卡現(xiàn)代XCIENTFuelCell燃料電池重卡2020年，現(xiàn)代旗下全球首款氫燃料電池重卡XCIENTFuelCell正式推出搭載190kW級燃料電池系統(tǒng)和7個350L大型儲氫罐，一次充滿氫氣可行駛約400km。其7個大型儲氫罐可儲存約31kg氫燃料，同時3個高壓電池組成總?cè)萘?2kWh的電池系統(tǒng)提供了額外的動力來源，其350kW的電機(jī)可輸出2237Nm的最大扭矩。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀(1)歐洲氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策與戰(zhàn)略4.3歐洲燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀《至2005年歐洲的研發(fā)與示范戰(zhàn)略》，提出了2005年歐盟燃料電池研發(fā)所要達(dá)到的目標(biāo)推出《氫能和燃料電池我們未來的前景》,制定了歐洲向氫經(jīng)濟(jì)過渡的三個階段主要的研發(fā)和示范路線圖氫能源和燃料電池聯(lián)合會成立。在2008年至2013年至少斥資9.4億歐元用于燃料電池和氫能的研究和發(fā)展。《歐洲氫能路線圖》，預(yù)計到2050年氫能可占最終能源需求的24％，創(chuàng)造8200億歐元的市場《歐洲氫能戰(zhàn)略》，計劃未來10年內(nèi)向氫能產(chǎn)業(yè)投入5750億歐元。2000年2003年2008年2019年2020年歐洲氫能發(fā)展主要政策與戰(zhàn)略2018年H2BusEurope項目，旨在將600輛燃料電池城市公交車投入使用。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀《歐洲氫能路線圖》主要規(guī)劃國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀(2)歐洲燃料電池主要車型奔馳GLCF-CELL1)奔馳GLCF-CELL奔馳自20世紀(jì)80年代開啟燃料電池技術(shù)研發(fā)，2018年推出GLCF-CELL，是世界第一款燃料電池插電式混合動力車。燃料電池支持續(xù)航437km，鋰電池支持續(xù)航49km，氫氣加注時間3分鐘。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀寶馬iX5Hydrogen2)寶馬iX5Hydrogen寶馬iX5Hydrogen采用了氫燃料電池技術(shù)與最新一代寶馬eDrive電力驅(qū)動技術(shù)集成的驅(qū)動系統(tǒng)。氫能系統(tǒng)可為這臺寶馬iX5Hydrogen提供275kW的最大功率。在儲能系統(tǒng)方面，寶馬iX5Hydrogen擁有兩個壓力達(dá)到700bar的碳纖維壓力罐，總共可容納6kg的氫。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀4.4我國燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀（1）我國燃料電池汽車市場現(xiàn)狀燃料電池汽車從2016年的29輛增長到2019年的3190輛，產(chǎn)量復(fù)合年均增長率達(dá)到379%。2020受疫情影響略有滑坡，2021年銷量回升，達(dá)到1862輛。燃料電池汽車近五年銷量整體呈上升趨勢。1）燃料電池汽車銷量國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2）燃料電池汽車車型結(jié)構(gòu)

目前燃料電池車型以大型車輛為主。隨著燃料電池汽車示范政策的導(dǎo)向向中遠(yuǎn)途、中重型載貨車傾斜，2021年燃料電池貨車及專用車銷量占比大幅提升，占燃料電池汽車銷量的49%，燃料電池客車占燃料電池汽車銷量的50%，此外，還有19輛燃料電池乘用車投入運(yùn)營。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀（2）

我國燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1）車用燃料電池基礎(chǔ)材料和零部件我國車用燃料電池的關(guān)鍵零部件如空壓機(jī)、氫氣循環(huán)泵、電堆、雙極板已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化替代?；A(chǔ)材料方面，國內(nèi)已有公司可以開發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的SEC系列電催化劑。電堆方面，一些主要電堆企業(yè)均推出了在-30?C環(huán)境中低溫啟動燃料電池電堆，其中一些自主化開發(fā)和生產(chǎn)的車用水冷型燃料電池電堆能實現(xiàn)-30?C低溫啟動。關(guān)鍵零部件方面，一些企業(yè)的空壓機(jī)和氫氣循環(huán)泵國產(chǎn)化率可達(dá)90%，除油封、軸承兩個關(guān)鍵部件為進(jìn)口外，其余全部國產(chǎn)化。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀2）燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)品型號YHTG120鏡星十二+P3XHYSYS-120生產(chǎn)廠家億華通重塑科技捷氫科技新源動力額定功率(kW)120130117115系統(tǒng)功率密度(W/kg)701702631-冷啟動溫度(?C)-35-30-30-30設(shè)計壽命(h)-3000010000100002021年代表性企業(yè)推出燃料電池系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)在燃料電池系統(tǒng)方面，得益于國家在燃料電池汽車發(fā)展上的大力支持，燃料電池系統(tǒng)集成技術(shù)發(fā)展迅速，自主程度逐漸加大。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀3）燃料電池整車在燃料電池整車方面，我國燃料電池汽車以商用車為主，以北汽福田、鄭州宇通等為代表的燃料電池客車正在逐步市場化。4）燃料電池物流車在燃料電池物流車方面，我國也有多年的技術(shù)積淀，目前已具備商業(yè)化發(fā)展條件。福田氫燃料電池客車東風(fēng)氫芯燃料電池物流車國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04與純電動汽車錯位發(fā)展就當(dāng)前技術(shù)現(xiàn)狀而言，動力電池電動汽車更適用于城市、短途、乘用車，燃料電池汽車更適用于長途、重載、商用車。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04工業(yè)用氫制取技術(shù)相對成熟，低成本氫氣供給較充足中國是世界上最大的制氫國，可為氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期階段提供低成本氫氣供給。2018年制氫成本比較我國氫氣供給預(yù)測國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04著重發(fā)展大中型客車及重中型燃料電池貨車我國燃料電池汽車發(fā)展路徑：通過商用車發(fā)展，規(guī)?；档腿剂想姵睾蜌錃獬杀?，同時帶動加氫站配套設(shè)施建設(shè)，后續(xù)拓展到乘用車領(lǐng)域。優(yōu)先發(fā)展商用車的原因在于：公共交通平均成本低，而且能夠起到良好社會推廣效果，待形成規(guī)模后帶動燃料電池成本和氫氣成本下降；商用車行駛在固定線路上且車輛集中，建設(shè)配套加氫站比較容易。當(dāng)加氫站數(shù)量增加、氫氣和燃料電池成本降低時，又會支撐更多燃料電池汽車。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀044.5我國燃料電池汽車發(fā)展挑戰(zhàn)1．支持政策仍需加強(qiáng)提高氫能的戰(zhàn)略優(yōu)先地位可以促進(jìn)氫產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模推廣，提高公眾對燃料電池汽車的接受度和氫能的競爭力。氫能的整體發(fā)展戰(zhàn)略，特別是強(qiáng)制性法律法規(guī)以及推廣目標(biāo)和時間表等支持政策，還需要進(jìn)一步明確。2．核心技術(shù)仍需突破燃料電池相關(guān)技術(shù)將是促進(jìn)氫燃料電池汽車商業(yè)化的重中之重，但在催化劑、質(zhì)子交換膜和碳紙等關(guān)鍵材料上，我國仍需加強(qiáng)技術(shù)突破。其他材料，如膜加濕器、雙極板、空氣壓縮機(jī)、氫循環(huán)泵的生產(chǎn)也有待進(jìn)一步加強(qiáng)。3．使用成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不完善我國氫能使用成本仍然偏高，成本價格同發(fā)達(dá)國家還有較大差距。在基礎(chǔ)設(shè)施方面，我國建成并正式運(yùn)行加氫站僅占世界總站數(shù)的12.5%左右，無法滿足大規(guī)模商業(yè)運(yùn)營的要求。4．標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)仍不完善由于日本在燃料電池汽車技術(shù)方面的領(lǐng)先地位，聯(lián)合國即將出臺的關(guān)于燃料電池汽車的全球技術(shù)法規(guī)將在很大程度上采用日本標(biāo)準(zhǔn)，這對我國氫能發(fā)展會產(chǎn)生一定影響。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04關(guān)鍵技術(shù)相對國際先進(jìn)水平差距仍存國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀044.6我國燃料電池汽車發(fā)展對策（1）

國家氫能與燃料電池汽車發(fā)展政策國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04燃料電池汽車補(bǔ)貼政策目前一臺10米燃料客車（80KW電堆+20千瓦電池）整車成本近200萬元，其中燃料電池系統(tǒng)成本占比超六成。該車型獲得的國家+地方補(bǔ)貼總數(shù)約在100萬元左右，占整車成本的一半。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀我國燃料電池汽車發(fā)展路線圖國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀（2）

燃料電池汽車示范應(yīng)用政策2020年9月，發(fā)布了《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，將對燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼政策調(diào)整為“以獎代補(bǔ)”方式，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給子獎勵，示范期暫定四年，中央財政對示范城市群按照示范目標(biāo)完成情況給予獎勵，獎勵資金由地方和企業(yè)統(tǒng)籌用于燃料電池汽車核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、人才引進(jìn)及團(tuán)隊建設(shè)，以及新車型、新技術(shù)的示范應(yīng)用等。燃料電池汽車示范應(yīng)用政策是我國新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策的創(chuàng)新之舉，明確了燃料電池汽車的政策支持方向。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀04職業(yè)能力二調(diào)研燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀（3）

氫能與燃料電池汽車發(fā)展對策展望圍繞氫能關(guān)鍵設(shè)備、燃料電池核心材料等方面的關(guān)鍵技術(shù)，布局開展研發(fā)攻關(guān)，推動技術(shù)創(chuàng)新成果落地。1.支持核心技術(shù)創(chuàng)新2.完善配套支持政策各城市群應(yīng)盡快明確燃料電池汽車示范應(yīng)用方案，制定發(fā)布城市群獎補(bǔ)政策重點支持范圍、資金分配機(jī)制和實施細(xì)則。3.適時擴(kuò)大燃料電池汽車示范區(qū)域在燃料電池汽車示范城市群基礎(chǔ)上，穩(wěn)步推進(jìn)燃料電池汽車示范應(yīng)用。4.強(qiáng)化車輛與加氫站運(yùn)營安全管理5.開展氫燃料電池汽車全過程信息化運(yùn)營監(jiān)管加快完善燃料電池汽車示范相關(guān)的氫能制、儲、運(yùn)、加、用全鏈條安全保障和應(yīng)急管理機(jī)制與體系。構(gòu)建覆蓋氫能制、儲運(yùn)、加以及終端應(yīng)用各環(huán)節(jié)的氫燃料電池汽車大數(shù)據(jù)監(jiān)管平合。國內(nèi)外燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀044.6我國燃料電池汽車相關(guān)企業(yè)介紹（1）

宇通客車細(xì)分產(chǎn)品8米公交10米公交12米公交8.9米公交車型ZK6856