純電動車增長勢頭喜人 退役動力電池遇處理難題

上個月（5月），純電動汽車產(chǎn)銷分別完成7.7萬輛和8.2萬輛，比上年同期分別增長75.9%和112.8%；插電式混合動力汽車產(chǎn)銷分別完成1.9萬輛和2.0萬輛，比上年同期分別增長138.8%和196.8%。按照這樣的增長勢頭，今年新能源車產(chǎn)銷有望雙雙突破100萬輛。

雖然純電動車的增長勢頭的確令人欣喜，但是仍有不少人提出質(zhì)疑：退役的電池怎么辦？截止目前也沒有拿出有效的解決方案。如果廢舊電池當下得不到妥善處理，可以預想，一場新的環(huán)境災難正在從量變到質(zhì)變。我們來看一組數(shù)據(jù)：預計到2020年，中國汽車動力電池累計報廢量將會達到20萬噸的規(guī)模。廢舊動力電池回收市場將從2018年開始爆發(fā)，到2020年就將有19 GWh的電動汽車廢棄電池。新能源汽車固然是未來最重要的出行方式，但如果這個問題解決不好，或許就會成為埋在我們身邊的一顆巨型核彈。

動力電池主要采用化學電池，比如眾多國產(chǎn)純電動車常用的三元鋰電池和特斯拉使用的18650鋰電池。這類電池以化學物質(zhì)作為儲能介質(zhì)，隨著使用次數(shù)的增加，化學物質(zhì)將不斷衰減，直至無法滿足車輛對電池的需求，最后的結果就是被換掉。

動力電池退役之后，必然要面臨怎么處理的問題！就目前來看，并沒有形成一個有效，環(huán)保的解決機制。首先，國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)都還沒有形成一套切實可行的鋰電池回收利用技術方案；其次，國內(nèi)至今仍沒有回收廢舊動力電池的主體，工信部希望由車企來主導退役電池的回收，但是很多廠商并不具備回收動力電池的能力。

如果無法合理地處理這些退役電池，那么其帶來的污染風險或?qū)⒋笥趥鹘y(tǒng)燃油汽車。正如外媒所言，只是把污染從一個地方轉(zhuǎn)移到了另一個地方。

氫燃料汽車關鍵技術難解決 業(yè)內(nèi)專家警惕“過熱”

燃料電池汽車是新能源汽車技術路線的一種，也被譽為新能源汽車的終極發(fā)展方向，氫燃料電池技術在國內(nèi)正在變得炙手可熱。自從5月份李克強總理參觀日本豐田汽車公司，豐田社長豐田章男親自講解氫燃料電池汽車、自動駕駛等先進技術以后，氫燃料電池汽車在國內(nèi)也隨之升溫。盡管國家層面和企業(yè)層面都對氫燃料汽車抱有很大希望，但一些專家似乎對此并不感到樂觀。

“關鍵技術還沒解決，應該回到實驗室里繼續(xù)研究，在膜和催化劑這兩大關鍵問題沒解決前，呼吁發(fā)展氫燃料汽車是不合理的?！痹谌涨?a class='link' target='_blank'>北汽新能源舉辦的首屆“三里屯沙龍”上，清華大學汽車研究所所長、博士生導師陳全世教授直言不諱地表示。

在陳教授看來，原因無它，主要是關鍵技術沒解決，不具備產(chǎn)業(yè)化的條件?！暗谝?，目前全世界能夠商業(yè)化供應氫燃料電池質(zhì)子交換膜材料的只有美國杜邦公司一家，日本的一家公司也能做，但是不對外銷售。第二，在目前技術條件下氫燃料電池的催化劑是鉑金。鉑金全世界產(chǎn)量很低且價格貴（大概是黃金的2倍），目前鉑金的全球產(chǎn)量是每年大概兩百多噸，60%以上是做首飾，20%左右是做工業(yè)催化劑。如果要普及燃料電池汽車鉑金的價格肯定會翻番上漲；而且鉑這個催化劑很嬌嫩，要求氫氣純度達到99.99%以上。另外，相關的技術指標體系也并不明確，國內(nèi)氫燃料電池有些技術指標現(xiàn)在都不知道怎么去測?！标惾勒f。

在陳全世看來，目前國內(nèi)的氫燃料電池同樣有些熱的過頭了，都熱衷于造車，而不是做基礎研究攻克關鍵技術?！艾F(xiàn)在國內(nèi)燃料電池研究挺熱，但據(jù)我所知，不少車企的燃料電池都是從加拿大買的，想從日本買但是買不到，加拿大目前也只有兩家公司能做燃料電池。加拿大是全球公認燃料電池技術領先的國家之一，他們也沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。兩大關鍵技術都沒解決，怎么做產(chǎn)業(yè)化？政府和車企應該聯(lián)合大學等研究機構，把膜、催化劑、極板等基礎問題解決了，而不是做多少輛車?！?/p>

除此之外，陳全世認為加氫站的安全也是很重要的問題。豐田公司用的氫燃料電池汽車里使用了70個兆帕壓力的儲氫罐，氫站加氫裝置的工作壓力是比這一數(shù)據(jù)高1.3倍左右，大概1000個大氣壓，這么大的壓力，加氫站萬一發(fā)生爆炸等事故怎么辦？安全問題需要慎重考慮。對于加氫基礎設施問題，中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員衣寶廉也認為氫燃料電池汽車技術如要進行大規(guī)模市場推廣，要滿足的條件也包括“有充足的廉價氫燃料供給，加氫站能滿足加氫的需求，消除或盡量減少加氫焦慮”。

陳全世并不認為氫燃料電池技術是最終的技術解決方案，而是終極方案之一。事實上，燃料電池的發(fā)展離不開動力電池技術。國際上已經(jīng)把燃料電池與蓄電池技術結合起來的技術方案，叫燃料電池增程式。即便是開發(fā)燃料電池技術最為積極的車企豐田，去年也明確其新能源規(guī)劃，未來10-15年之后，混合動力已經(jīng)成標配時，再大力發(fā)展純電動和氫燃料電池技術。

陳全世提醒那些看到國家總理考察豐田氫燃料電池技術以后就開始摩拳擦掌的國內(nèi)企業(yè)。

水氫技術輕松助力新能源汽車

針對陳全世教授認為氫燃料電池的膜和催化劑這兩大關鍵問題沒解決，應該回到實驗室里繼續(xù)研究的問題，筆者認為，氫能與燃料電池的發(fā)展還沒有這么悲觀，雖然國內(nèi)在燃料電池基礎材料這塊，研發(fā)則相對落后，畢竟國內(nèi)的研發(fā)起步比較晚，但是通過多年的發(fā)展，國內(nèi)已經(jīng)實現(xiàn)了趕超。另外國內(nèi)對于燃料電池的發(fā)展路線并不是跟風歐美日等國家走“罐氫”路線，已經(jīng)有企業(yè)在十年前就提倡用小型化可移動的氫能轉(zhuǎn)換裝置替代傳統(tǒng)大化工廠制氫，并且取得了突破性的成果。

目前燃料電池膜和催化劑，已經(jīng)都達到了可以商業(yè)化的地步，只是目前能開發(fā)這樣材料的企業(yè)比較少?，F(xiàn)在已經(jīng)商業(yè)化的質(zhì)子交換膜和催化劑，使用壽命都達到5000-10000小時以上，用于交通運輸領域基本都是沒有問題的。據(jù)了解，催化劑鉑的采用有了新的突破，使成本顯著下降。鉑雖為貴金屬，但在車輛上的實際用量并不大，每千瓦僅為0.2克，而且鉑可以從工業(yè)副產(chǎn)品中收集，對能源的二次利用有很大好處。國外用量已從1克/千瓦降到0.2克/千瓦，接近0.125克/千瓦的產(chǎn)業(yè)化目標。

燃料電池技術的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化需要整合多項技術，動力電池技術只能算是其中的一種。廣東合即得能源科技有限公司早在幾年前就實現(xiàn)了“燃料電池增程式”的汽車動力解決方案，并且做到純綠色電力的電電混合，無需電網(wǎng)給鋰電池補電。

而該解決方案就是在電動車上裝上了自主研發(fā)的“水氫動力模塊”，水氫動力模塊是“水氫機”在汽車領域的應用，是針對電動車、燃料電池汽車面臨的充電、加氫難題設計的一款新型燃料電池發(fā)電裝置，高度集成水氫動氫模塊、水氫燃料電池模塊及水氫智能控制模塊，形成一套高效環(huán)保的車用供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用水循環(huán)原理實現(xiàn)甲醇水原料的自動配液功能，通過催化重整技術將其轉(zhuǎn)化成氫氣，再利用水氫燃料電池模塊發(fā)電，整個過程為電化學反應，無污染，轉(zhuǎn)化效率高，是傳統(tǒng)內(nèi)燃機的2倍以上。

水氫機是采用催化重整及純化多項技術從醇水中獲得高純氫，通過質(zhì)子膜系統(tǒng)產(chǎn)生電、熱等多種能源的系統(tǒng)裝置。它高度集成了制氫系統(tǒng)、高純氫生成系統(tǒng)、氫燃料電池系統(tǒng)、超級電容、控制系統(tǒng)等，其中制氫系統(tǒng)實現(xiàn)了動氫，高純氫生成系統(tǒng)實現(xiàn)了高純氫，氫燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)了高壽命、高穩(wěn)定性、高效率、高安全的供電，超級電容實現(xiàn)了高倍充放儲電能力，保證了發(fā)電與用電的適應性并成倍增加大功率用電可行性?？傊?，水氫機包含氫燃料電池上游的氫氣制備、氫燃料電池、其下游的電量管理及關聯(lián)輔助系統(tǒng)，而氫燃料電池在有氫燃料的前提下還需要進行系統(tǒng)集成才可發(fā)電。基于“動氫”理念，水氫機解決了氫燃料電池的氫源問題（安全問題和成本問題），實現(xiàn)氫氣的可移動、高純度及設備微型化等便利特性。

目前水氫機制備氫氣的純度高達6個9，高純氫可以提高燃料電池的系統(tǒng)壽命和效率。它采用了尾氣循環(huán)利用技術，唯一排放的二氧化碳又可以回收，因此它是零排放的。此外，水氫機制氫過程中不需要氧氣，因為水氫機的原料甲醇中含有氧氣，直接利用氧化和催化就可以實現(xiàn)無空氣移動制備高純氫。氫氣高純化、尾氣循環(huán)利用等關鍵技術使水氫機具有“動氫”、“高純動氫”、“無排放高純動氫”等優(yōu)勢。水氫機在制氫上的優(yōu)勢與當前最高效的氫燃料電池進行高度集成，可以實現(xiàn)氫燃料電池的最長壽命化、最高效化、最清潔化。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >