新能源汽车背景下的氢燃料电池汽车探析

杨艳华 刘桂芸

摘 要：随着各国经济和综合实力等方面的迅速提升，人们对于低碳经济和降低污染等的追求也在逐渐发展。同时，近几年由于世界各个国家对于低碳经济的发展进行研究以及逐渐进行新能源汽车的探索和研发。在本文中主要针对于现阶段新能源汽车发展的大背景下的氢燃料汽车进行综合论述，以及对于其生产和未来的发展方向进行综合探究。氢燃料汽车的提出，主要是由于氢是宇宙中含量最多的元素，并且具有清洁和高能的优点，其也成为了二十一世纪中最具有发展潜力的能源。并且随着当前国家对于新能源汽车的大力支持，相关政策也向氢能源有一定程度的倾斜，相信在未来其会有更好的发展。

关键词：新能源;氢燃料汽车;低碳

在现阶段，我国推行政策大力发展新能源汽车不仅仅是对于环境的保护，同时也是我国在持续发展过程中的一条必经之路。同时，现在这种情况下，氢燃料是最具有前景的汽车燃料之一，因此我国对其的发展极其重视。

1 新能源汽车发展背景

随着人们生活品质的逐渐提升，对于环境的要求已经成为了当前这个阶段的主要矛盾。为了保持我国的长久的持续性的发展，对于新能源汽车的研究进程就必须要落实。我国能源战略的主要内容就是对于新能源汽车的研发，并且其对于更加良好的解决我国的能源和环保之间的问题具有极其重要的意义。当前，新能源汽车的研发已经进行了相关的市场开发，并且在未来可能获得高速的发展，同时其对于我国的低碳生活的推行以及节能型社会的发展具有很大的推动作用。但是在现阶段的发展过程中，新能源汽车的发展关键技术相对较为落后以及其消费市场相对较为狭窄等问题也是亟待解决的。并且现阶段，新能源汽车还并没有实现全面的产业化，其大规模生产和应用还需要进行进一步的研究和发展。

2 我国氢燃料汽车发展现状

由于国家政策对于氢燃料汽车的研究提供了大力的支持，使得其可以获得稳步发展。我国的氢燃料电池汽车商业化运营的省份也在近几年迅速增长，直到2020年3月份，已经有17个省份加入其中。在这些省份中，广东和上海的氢燃料汽车运营量已经突破了1000台的大关。但是我国现阶段所具备的氢燃料汽车技术相对于日本和韩国这些已经推行新能源汽车的国家来说还相对较为落后，并且我国在燃料电池电堆以及质子交换膜领域仅仅实现了小规模的制造和研发。除此之外，我国的氢燃料汽车的销售途径主要是政府部门，个人购买氢燃料汽车的数量极少。

3 氢燃料汽车发展可行性分析

氢燃料电池在工作过程中主要依靠氢氧结合来产生电力，从而几乎不会产生任何的污染，对于环境不会造成负担，并且其在进行能量转化过程中的效率相对于内燃机来说大大增加。氢燃料在汽车生产中的应用是一个新的变革，具体的部分包括以下三个方面。

3.1 氢的生产

在工业生产中制备氢的方法主要通过化工原料或者是化石原料以及工业尾气等来进行还可以使用电解水的方法制备氢。但是，尽管我国每年可以生产两千万吨的工业制氢，但是利用的氢仅仅占据大概70%，其余的30%被放空排放，并没有实现对于氢的有效利用。并当前我国具有大量的未并网的电能，在未来可能会大量采用电解水的方法来制备氢。

3.2 氢的储存运输

氢燃料汽车的大量应用，氢的储存和运输问题也是需要解决的重要问题。重要的运输氢的方法包括三种，分别是气氢拖车运输、液氢罐车运输和气氢管道运输。這三种方法中，气氢拖车运输过程中，由于氢的密度相对较低，而储氢罐的资种相对较高，因此在进行运输过程中总重量中氢只占到了2%左右。也就是说，采用拖车进行运输仅仅适合短距离和小批次的。而采用液氢罐车运输的话，其运输效率相对较高，并且单次运量可以达到4000kg，因此这种方法仅仅适合长距离的运输。但是在进行氢的液化时会消耗大量的能量，并且对于储氢罐的质量要求相对较高，所需要对其进行的投资力度就相对较大。也就是说，在三种运输过程中，气氢管道运输具有相对较高的发展潜力。并且有相关的一些研究发现，如果向天然气管道中加注20%体积的氢气，并不需要对其自身的管道进行任何改动。并且，我国现阶段已经形成了一个较为完整和规范的天然气管道，这对于进行氢的运输过程中的成本问题可以大大降低。同时，管道运输氢的限制因素主要是需求端，现阶段我国对于氢能源的需求较低的是下游，而我国的管道运输工程也仅仅是处于一个刚刚起步的阶段。在未来，还需要根据现实的需求和各方面的限制因素等等进行合理的调整。

3.3 氢燃料汽车和加氢站

加氢站对于使用氢燃料汽车来说是极其重要的，目前根据相关统计发现一座城市的日供氢量保持在200kg的加氢站，其所需要的成本要大于1000万人民币。并且加氢站所需要的占地面积相对较大，这对于寸土寸金的大城市来说，所建设的数量不会太多。对于氢燃料汽车所需要进行的氢能源产业链来说，加氢站的建立是保证氢燃料汽车可以良好发展的关键问题之一，而其中燃料电池系统和高压储氢罐是其核心问题。同时在燃料电池系统中所采用的催化剂也是相当重要的影响因素，其对于铂的需求量相当高，如果是一台氢燃料汽车消耗30g左右的铂，则根据现阶段的氢燃料电池系统对于铂的需求量进行计算可以发现，铂的储存量并不能维持氢燃料汽车在全球范围内的大规模生产和使用，不能满足人们的生活需求。

4 结束语

综合以上几个方面可以发现，在我国进行新能源汽车的发展探索过程中，尽管有政策上的大力支持，但是还需要针对其在发展和应用过程中以及能源的储存和利用还有其对于其他资源的需求等方面进行综合的分析，从而才能进一步得出新能源汽车是否可以推广的结论。由于氢燃料是现阶段所接触到的清洁并且具有大量能量的新型能源，因此将其应用在汽车方面进行研究探索。但是在这个过程中，氢燃料运输、储存以及应用过程中都存在一些问题还没有解决。也就是说，可能在未来的发展过程中，新能源汽车不仅仅只有氢燃料电池汽车这一种形式。通过上文的综合分析可以发现，氢燃料电池相对于传统的柴油机来说具有更大的能量，并且可以安装在商用车上，并且我国具有发展氢燃料汽车的优良条件，希望在未来可以尽快实现汽车系能源汽车的大规模生产和使用。

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