燃料电池/氢能世界发展最新动态 连载篇(美国)

2017年12月,日本制定了全球首个国家级《氢能源基本战略》。2018年10月23日,首届国际氢能部长级会议在东京举行,并发表了《东京宣言》。2019年3月12日,日本发布了新版《氢能与燃料电池路线图》,以确保《氢能源基本战略》及《东京宣言》的实施。

如今,日本孤注一掷的氢能产业已不再孤独。虽然当前日本在氢能/FC领域仍世界领先,但越来越多国家加入发展氢能产业的大军,全球氢能发展势头迅猛。

自此篇起,将以连载方式向您介绍2018年至2019年初世界其他各国在发展燃料电池及氢能上的最新动态。

美国加利福尼亚州

图片来自:CaFCP官网

即使在对环境政策持消极态度的特朗普政府执政期间,加利福尼亚州仍严格执行了零排放汽车(ZEV)法案。

加州燃料电池合作伙伴联盟(CaFCP:California Fuel Cell Partnership)在2018年7月底发布了“加利福利尼亚燃料电池改革”文件,其中进一步提出了2030年零排放汽车目标。该改革文件是由CaFCP与美国能源部、加利福尼亚州政府、企业相关人士组成的专门小组(详见表1)经过反复讨论后制定的,体现了加利福尼亚州FCV及加氢站的发展愿景。表2出示了该愿景的要点:到2030年,实现100万辆FCV和1000座加氢站的目标,这与日本、德国的目标几乎一致。

图片来自:CaFCP官网

表1 加利福尼亚燃料电池改革专项小组

会议

主持

Mercedes-Benz Research and Development

North America

成员 ・Air Liquide

・American Honda Motor Company

・General Motors

・Hyundai-Kia America

・Toyota Motor North America

・Shell New Energies

・Governor’s Office of Business and Economic Development

・California Energy Commission

・California Air Resources Board

・South Coast Air Quality Management District

・US Department of Energy

・US Environmental Protection Agency

秘书处 Strategy Consultants

 

表2 加利福尼亚燃料电池改革目标

FCV普及数量 100万辆(2030年)
加氢站 1,000座(2030年)

15分钟车程的人口覆盖率达94%

氢能 现状:1/3来自再生能源

目标:100%来自再生能源

节约汽油量 6亿9350万加仑/年

(26亿2500万公升/年)

CO2减排量 270万吨/年
NOX减排量 3,900万吨/年

TOTO等日本四家企业合力研发燃料电池

9月27日,全球最大规模陶瓷企业集团森村集团宣布,旗下的日本特殊陶业、TOTO、日本碍子、株式会社则武四家企业共同出资成立了新公司,将合力研发固体氧化物燃料电池(SOFC)。

四家企业的社长(图片来自yahoo.jp)

固体氧化物燃料电池(SOFC)通过使空气中的氧和氢等燃料发生反应来发电,有望应用于家庭或工业发电机。本次是森村集团旗下四家企业首度携手合作,并将整合各方自有技术来推动实用化。

新公司名为“森村SOFC科技”,于8月9日成立于日本爱知县小牧市,员工数预计为50~100人。出资比例为日本特殊陶业67%、TOTO20%、日本碍子8%、以及株式会社则武5%。据悉正式业务将于12月上旬启动。

SOFC环境负荷低,作为新一代技术备受关注。然而,存在量产困难的问题,且森村集团各企业的技术尚处于研究和试验阶段。因此,尚未确定商业化的时机及销售额目标。

参考日本报道原文:

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO50307560X20C19A9916M00/

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丰田将向巴黎交付500辆氢燃料电池出租车

丰田公司负责电动化技术等业务的副总寺师茂树先生于9月18日公布,丰田计划于2020年底前向法国巴黎市交付500辆MIRAI氢燃料电池汽车,用于投入零排放氢动力出租车车队。丰田公司在扩大混合动力汽车及电动汽车等的商业用途外,也在积极开展氢燃料电池出租车的商用化。

丰田MIRAI氢燃料电池汽车(图片来自YAHOO.JP)

据悉,丰田公司欧洲子公司与法国工业燃气巨头液化空气等企业合资成立了HysetCo公司。该公司致力于以巴黎为中心提供氢燃料电池出租车服务。丰田向该公司供应氢燃料电池汽车,并在探索普及氢燃料电池车的可能性。

寺师茂树先生表示,丰田公司将于2020年发布搭载有全固态电池的交通工具。他同时还透露,丰田公司在考虑超小型电动车的租赁业务,这种超小型电动车比轻型汽车更小且方便老年人驾驶。

寺师茂树先生指出,针对电动化及自动驾驶等CASE大趋势以及各国日益严格的环保政策,当前尚有许多难题有待解决;并强调在汽车业界内外处理好竞争与合作的关系至关重要。

※注解

CASE:取自互联(Connected)、自动(Autonomous)、共享、(Sharing)、电动(Electric)的首字母缩写。

参考日本报道原文:

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO49941940Y9A910C1L91000/

氢时代拉开序幕 氢动力原型车将亮相勒芒24小时耐力赛

举办勒芒24小时耐力赛的法国西方赛车俱乐部(ACO)和GreenGT联合推动的“Mission H24”项目将从9月20日开始拉开神秘序幕。

ACO和GreenGT共同研发的氢动力原型车“Green GT LMPH2G”将参加在比利时斯帕赛道上举行的勒芒比赛中的自由练习赛,以便积累竞赛经验。另外,此次将在斯帕赛道上首次使用移动式加氢站。


氢动力原型车LMPH2G以氢和氧为原料发电并由电动机驱动;该原型车于2018年在斯帕赛道上首次亮相,并在赛后又历经12个月的改装。该原型车已成功完成了萨尔特赛道的示范圈,正为未来正式参加勒芒24小时耐力赛做准备。

ACO正在不断开发氢动力赛车相关的新技术,其目标是在2024年勒芒24小时耐力赛上推出一个全新的组别氢动力组。

参考日本报道原文:https://www.as-web.jp/sports-car/521645

台湾保来得 大力发展燃料电池新业务

台湾保来得股份有限公司是粉末冶金生产企业,主营汽车、家电、游戏机等中的机械零部件及小型精密马达的含油轴承。该公司于20世纪60年代在台湾创立并一直积极扩张海外市场。目前在台湾设有3家工厂、在海外以亚洲为中心设有8家工厂。

据悉,包括海外子公司在内的整个集团的销售总额约485亿日元,其中机械零部件占比约70%。粉末冶金的基本工序是将金属粉末混合,并固化成形,再进行烧结。与金属切削相比,其耐用性相当、但效率更高且可量产。

最近,该公司的小型精密马达用含油轴承业绩持续增长,达到了销售额的25%。小型精密马达广泛用于家电、个人电脑、智能手机、汽车电子装备等,轴承极大地影响马达的耐用性和安静性等。该公司的含油轴承与使用滚珠轴承的轴承相比,具有体积小、重量轻、可量产特点,从而带来成本优势。因轴承中渗透有油,所以也无需添加润滑油。

在汽车工业中,随着驱动马达及电动制动等的普及,小型精密马达的需求不断增加,与此同时轴承的生产量也持续增长。然而趋势正在变化,虽然每辆汽车的马达数量在增加,但全球汽车生产总量却在减少。青木茂夫社长说:“全球汽车市场低迷看不到未来,美中关系的恶化正在加速发展。”

因此该公司正在积极开展新支柱业务——燃料电池电极的支撑板。燃料电池电极的支撑板需要精细的不平整表面以允许气体通过,因此粉末冶金比刮削金属更容易制造。该公司大约10年前开始生产,自燃料电池在海外迅速发展以来,从2~3年前开始订单激增。

该公司具有坚毅的企业文化,菊池会长说:“接到很难的订单后会拼命地研发。即使不能马上盈利,也相信总有一天会以某种形式生存下去。”

参考日本报道原文:

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO49637510Q9A910C1L72000/

日本铁道总研 新型燃料电池混合动力列车研发成功

8月28日,日本铁道综合技术研究所(铁道总研)宣布完成新型燃料电池混合动力试验列车。

该列车是一种利用氢能实现节能、减轻环境负荷的铁路车辆。与使用轻油等化石燃料的传统列车不同,该列车利用了能减少温室气体排放的燃料电池作为动力源。

其原理是通过燃料电池及蓄电池的输出功率进行加减速时降低燃料电池的输出功率并通过制动时产生的再生电力为蓄电池充电。停车后通过提高燃料电池的输出功率为蓄电池充电。

自2008年以来,铁道总研试制配置燃料电池及蓄电池的混合动力列车的原型,并在所内的测试线路上进行了运行试验。据悉,燃料电池的能源转换效率比柴油发动机高出20%至25%。虽然当时已确认其作为铁路列车的基本性能,但因其搭载设备较大并且加速性能类似于传统列车,这曾是一大瓶颈。

本次完工的试验列车,通过燃料电池的高输出密度及冷却装置的分散式配置等使列车的输出功率提高了50%,每组燃料电池的体积减小了20%。据悉,通过使用碳化硅(SiC)元件和小型断路器,燃料电池的电力变换器的体积减少了45%。

燃料电池体积大幅缩小后可安装在座椅下方

目前该列车尚不能正式投入使用,但今后将在所内的测试线路上试运行,改进混合动力系统的控制方法,并继续研究和开发减轻燃料电池负荷的控制方式等。

参考日本报道原文:

https://response.jp/article/2019/08/28/325878.html

2030年日本氢燃料相关市场规模有望暴涨超50倍

2019年8月,富士经济发布了日本氢燃料相关市场的调查结果。2019年1月至4月富士经济对日本氢燃料、氢利用、氢运输、氢供应的相关机器设备进行了市场调查。

根据该调查,2030年日本氢燃料相关市场规模预计可达4085亿日元,是2018年的56倍。氢燃料、氢利用、氢运输、氢供应等领域将保持强劲,特别是氢燃料需求将显著增加。此外,以加氢站为主的氢供应需求有望增加。

富士经济预测,2030年日本氢燃料市场规模将达到1863亿日元,是2018年的372.6倍。目前,氢燃料主要用于FCV(燃料电池汽车);未来,氢燃料用于氢能发电领域的发展值得期待。据悉,日本正在开发大型氢能发电机,预计到2030年大型氢能发电系统已投入使用。

日本氢燃料相关市场规模 出自:富士经济

参考日本报道原文:

https://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1908/27/news054.html

丰田助力东京奥运会 力创奥运史环境影响新低

8月23日,丰田宣布将为2020年东京奥运会及残奥会提供约3700辆车,其中约90%为电动车,包括电动汽车(EV)及燃料电池汽车(FCV)等车型。这些车辆将在场馆周边为运动员及观众等提供出行服务,旨在助力此届东京奥运会将环境影响降至新低。

丰田为东京奥运会提供的车型(图片来自丰田官网)

其中,约有1350辆将是零排放的EV及FCV。除了为工作人员出行提供约500辆FCV“MIRAI”外,还将为安保及及医疗服务提供约300辆站立式代步EV。

图片来自丰田官网

目前丰田还在开发其他奥运会专用车辆,其中,将在场馆周边投入约200辆短途低速EV“APM”摆渡车,将在奥运村投入多用途EV“e-Palette”往返巴士。此外,还将投入搭载AI技术进行对话的自动驾驶EV“CONCEPT-爱i”,其将用于奥运圣火传递等。

摆渡用EV:APM(图片来自丰田官网)

奥运村用EV:e-Palette(图片来自丰田官网)

圣火传递用AI自动驾驶EV:CONCEPT-爱i(图片来自丰田官网)

丰田已与国际奥委会(IOC)及国际残奥会(IPC)签订了全球合作协议,成为最高级别的赞助商。丰田将为奥运会提供各种车辆及相关技术为赛事顺利运营作贡献,同时也将向世界展示其环保、安全领域的先进技术。

参考日本报道原文:

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO48935390T20C19A8L71000/

九州大学研发出沼气发电燃料电池 发电效率创历史新高

日本九州大学在越南开发了一种燃料电池,该燃料电池利用从食品废弃物中提炼的沼气发电,并实现了超60%的发电效率。如该技术能够投入实际使用,新兴国家将有望通过有效利用水产业及农业废弃物实现稳定供电。九州大学研究人员表示,今后将继续提高发电效率,并计划在越南城镇等地销售配备该燃料电池的相关设备。

利用养虾场废弃物发电(越南南部)

九州大学的白鸟祐介副教授项目组与日本燃料电池部件制造商Magnex公司合作研发了固体氧化物燃料电池(SOFC),并自2018年起一直在越南南部的槟知省开展SOFC示范试验。燃料电池发电用的沼气是由养虾场的淤泥及甘蔗渣等发酵而成。

九州大学研发的沼气发电燃料电池

通常沼气通过燃烧发电,沼气的化学能转化为动能,发电效率仅为20~30%。而SOFC采用的发电方式是从主要含有甲烷和二氧化碳的沼气中提取氢气并直接用于电极反应,因此发电效率很高。

通过堆叠电池组件提高了发电输出功率,且通过改良后杂质不会沉积在电池中。特别是发电效率创历史新高,可达62.5%。

SOFC试验场景(图片来自:JICA官网)

越南南部的养虾场产生大量淤泥并已造成河流污染。另一方面,随着经济的发展,用电需求不断攀升,构建不依赖火力发电的电力供应系统迫在眉睫。

此次实验研究得到了日本科学技术振兴机构等多方支持,白鸟副教授项目组将与越南国家大学等机构继续合作,并希望早日投入实际应用。

参考日本报道原文:

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO48553380U9A810C1LX0000/