2026-04-11 13:19:45
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1 概述 隨著世界汽車工業的不斷發展壯大,汽車工業在世界經濟發展中的地位越來越突出,汽車工業已成為現代經濟支柱產業之一,並對世界經濟的發展和社會的進步產生巨大的作用和深遠的影響。 燃料電池發電是繼水力、火huo力li和he核he能neng發fa電dian等deng之zhi後hou的de新xin一yi代dai發fa電dian技ji術shu。它ta是shi一yi種zhong不bu經jing過guo燃ran燒shao直zhi接jie以yi電dian化hua學xue反fan應ying方fang式shi將jiang燃ran料liao和he氧yang化hua劑ji的de化hua學xue能neng轉zhuan變bian為wei電dian能neng的de高gao效xiao連lian續xu發fa電dian裝zhuang置zhi。因yin這zhe種zhong裝zhuang置zhi的de基ji本ben原yuan理li是shi原yuan電dian池chi反fan應ying而er不bu涉she及ji到dao燃ran燒shao,因此其能量轉換效率不受“卡諾循環”的限製,理論效率可達90%,實際使用效率則是普通內燃機的2~3倍。另外,它還具有燃料多樣性、噪音低、對環境汙染小、可靠性與維修性好等優點。燃料電池作為新一代汽車動力源,已被世界各大工業國視為戰略產品。 氫被稱為“21世紀的能源”,是今後世界、也是我國解決麵臨的能源危機的一條重要途徑。科學家和社會學家預言,下一次工業革命將從氫能源開始,現在全世界的科學家都在積極尋求一種既清潔又無汙染的能源,氫是科學家們看好的最理想的燃料。隨著以氫為主要燃料的燃料電池技術和產品不斷發展,並逐步進入推廣和應用階段。世界各主要國家都已認識到氫燃料電池技術潛在的巨大市場,紛紛斥巨資進行技術開發,擴大應用領域,氫燃料電池技術將給人類社會的建設和發展帶來積極影響。 中國對發展燃料電池汽車產業高度重視,已出台了一係列計劃和政策。科技部已將燃料電池汽車列入“十五”期間的“863”關鍵高科技攻關項目之一。研發燃料電池汽車,用高新技術改造傳統汽車工業,實現我國汽車工業的跨越發展,目前已麵臨著極佳的機遇。
2 國內外研究現狀 2.1 國外發展狀況 20世紀90年代以來,燃料電池技術在全球的開發活動異常活躍。以日本、美國和歐盟為代表的主要國家和地區,特別是豐田、寶馬、通用、本田、大眾等主要汽車廠商根據本國和公司的實際情況,先後采取了不同的新能源汽車技術發展策略,研發成功了多款新能源概念車型和應用車型,其中一些成熟的技術已經成功實現了產業化。 當前,世界20多個國家的1000多家公司和機構正投入巨資加緊進行燃料電池技術和產品的研究與商業化工作。截至2005年12月,已有14500多個燃料電池係統安裝在世界各地,分布於不同的應用領域。圖1為《FuelCellToday》網絡雜誌2005年底對全球燃料電池安裝數量所做的一個調查結果。圖2為2005年不同技術類型的燃料電池安裝數量比例餅圖。 日本在混合動力汽車方麵技術最為先進;美國將新能源汽車研發重點放在氫能和燃料電池汽車,同時大力推動生物燃料汽車的產業化。美國加州已頒布的汽車排放法規要求在2003年加州出售的所有汽車中,零排放車的數量必須占到10%;歐洲在混合動力、純電動汽車、氫能和燃料電池汽車方麵都有設計,在產業化領域也大力推廣生物燃料汽車;巴西在生物燃料汽車應用方麵處於世界領先水平,是目前最大的乙醇汽油和生物柴油汽車應用國家之一;挪威和加拿大積極發展氫能源,提出了建設“氫高速公路”計劃,並已經取得了重要進展。 按現在的發展速度看,燃料電池電動汽車批量生產階段越來越近,本世紀可提前實現燃料電池汽車商業化。預計到2010年,燃料電池在價格上將具備與內燃機競爭的能力。屆時美國市場上以燃料電池為動力的機動車將占美國汽車市場4%的份額,日本和西歐燃料電池汽車將分別占市場份額的15%和17%。到2020年,燃料電池汽車將占世界汽車市場的25%。 2.2 國內發展狀況 我國新能源汽車總體上起步較晚,與世界先進水平存在較大差距,但在部分領域也處於較為先進的水平。目前我國在混合動力、氫能和燃料電池汽車方麵遠遠落後於世界先進水平,沒有在關鍵技術研發領域取得重要突破。在純電動汽車和二甲醚汽車方麵,我國已經成功研發一係列轎車和客車產品,並進行了示範運行和產業化發展嚐試,步入了國際領先行列。 我國在產業政策製定方麵起步也較晚,從2001年起,為維護我國能源安全,改善大氣環境,提高加入WTO後我國汽車工業的競爭力,經過多方論證和廣泛征求意見,中國科技部在“十五”國家863計劃中啟動了國家、地方和企業配套資金合計約16億元人民幣的電動汽車重大科技專項。盡管從目前來看中國產業政策的績效尚難以評估,但是與美國、歐盟和日本等發達國家的產業政策相比較,我國新能源汽車產業政策仍存在很大的改進空間。