任子威短道速滑1000米項(xiàng)目冠軍，谷愛凌挑戰(zhàn)超高難度動(dòng)作成功逆轉(zhuǎn)，2022北京冬奧會(huì)的賽場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)健兒們勇敢拼搏，向全世界展示風(fēng)采。同樣在這個(gè)舞臺(tái)上展示風(fēng)采的還有本屆冬奧會(huì)的重要能量源——氫能。

本次冬奧會(huì)投入一千多輛搭載氫燃料電池的汽車，基本全部為客運(yùn)車輛，車型覆蓋公交車、團(tuán)體班車等，在冬奧會(huì)期間作為接駁嘉賓、運(yùn)動(dòng)員、現(xiàn)場(chǎng)觀眾、媒體記者、各國(guó)政要的交通工具。這也是全球首次大規(guī)模投入氫燃料電池汽車作為接駁工具的重大嘗試。

記者梳理發(fā)現(xiàn)，國(guó)家電投、中石油、中石化等眾多企業(yè)參與了這場(chǎng)“氫能盛會(huì)”，北京億華通科技股份有限公司（下稱“億華通”）是本屆冬奧會(huì)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商之一。

面對(duì)本屆冬奧會(huì)超低溫環(huán)境、16%山地行車等場(chǎng)景，氫燃料電池如何保障正常運(yùn)行和安全性？氫能汽車可以減排多少二氧化碳？此次大規(guī)模應(yīng)用對(duì)氫燃料汽車的未來發(fā)展會(huì)起到什么作用？記者對(duì)億華通相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了深入采訪。

無污染和碳排放

氫燃料電池工作原理是氫氣、氧氣的電化學(xué)反應(yīng)，輸出物為水、電、熱，全過程無污染物和碳排放，是交通領(lǐng)域踐行能源革命和實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要應(yīng)用方式之一。

即便與其他新能源相比，氫能也具有一定優(yōu)勢(shì)，比如長(zhǎng)續(xù)航與優(yōu)越的低溫性能。氫燃料電池實(shí)際是一套發(fā)電裝置，在有氫氣的前提下，可持續(xù)運(yùn)行，例如本次冬奧會(huì)使用的團(tuán)體車，單次加氫的續(xù)航里程約為500公里。而且加氫時(shí)間在10-15分鐘，相對(duì)于鋰電池，可大大節(jié)約燃料加注時(shí)間。另外，相比于鋰電池在低溫、超低溫環(huán)境下的電力衰減，氫燃料電池低溫性能優(yōu)越，可實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動(dòng)，-40℃低溫儲(chǔ)存，電力衰減問題能夠有效解決。

億華通副總經(jīng)理于民告訴記者：“在碳中和背景下，新能源長(zhǎng)期發(fā)展是實(shí)現(xiàn)碳減排的核心路徑和手段，氫氣作為二次能源，如以風(fēng)能、光伏等可再生能源發(fā)電+電解水制氫，可以從源頭保障燃料電池汽車所用氫氣清潔無污染，是實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的最佳路徑，零碳電力+氫能，也是能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的必由之路。”

此次服務(wù)于冬奧的氫能汽車車型覆蓋公交車、團(tuán)體車等車型，億華通氫燃料電池公交車單次加注續(xù)航里程約為300公里，團(tuán)體車單次加注續(xù)航里程約為500公里，單次加注可保障車輛正常行駛一天。

據(jù)于民介紹，氫燃料電池公交車單次加注續(xù)航里程約為300公里，旅游大巴單次加注續(xù)航里程約為500公里。

可實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動(dòng)

氫能應(yīng)用也面臨一些挑戰(zhàn)和難題。本次冬奧會(huì)時(shí)可能出現(xiàn)極寒天氣，另外還有16%的山地行車場(chǎng)景，這對(duì)燃料電池的低溫耐受性、安全性都是一種考驗(yàn)。

在低溫環(huán)境下啟動(dòng)和儲(chǔ)存，氫燃料電池有天然的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動(dòng)，-40℃低溫儲(chǔ)存。針對(duì)冬奧環(huán)境，億華通的技術(shù)團(tuán)隊(duì)先后攻克燃料電池電堆冷啟動(dòng)、高性能電驅(qū)動(dòng)及能量綜合管理、燃料電池余熱回收等技術(shù)，冬奧環(huán)境下，燃料電池汽車取暖不需要額外消耗氫氣，增加了燃料電池汽車的續(xù)航里程。技術(shù)適用于60kW以上的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，可以保障低溫環(huán)境下燃料電池電堆的溫度快速穩(wěn)定在80——90℃的范圍，確保氫燃料電池汽車在極寒環(huán)境下正常啟動(dòng)、行駛。

“針對(duì)冬奧賽場(chǎng)16%山地行車場(chǎng)景，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)建立了高功率密度低成本燃料電池設(shè)計(jì)制造與集成技術(shù)體系，提出了基于卷對(duì)卷工藝的低成本國(guó)產(chǎn)膜電極制備與流道設(shè)計(jì)方法，大幅提高了電堆的電流密度。提出基于柔性膨脹石墨雙極板的設(shè)計(jì)方法，利用膨脹石墨連續(xù)的石墨相，將燃料電池單體厚度大幅縮小，提高了電堆體積功率密度，從而大大提升燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率、質(zhì)量功率密度、體積功率密度等核心參數(shù)性能，同時(shí)匹配燃料電池整車的設(shè)計(jì)開發(fā)，使得搭載車輛有足夠的動(dòng)力可以在山地、陡坡地勢(shì)環(huán)境下正常行駛。”于民向記者詳細(xì)介紹了億華通氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新。

燃料電池的安全性至關(guān)重要，億華通氫燃料電池汽車氫系統(tǒng)在安全保障方面遵循不泄露、檢測(cè)泄露后及時(shí)停止、泄露后不堆積的設(shè)計(jì)原則。

百公里可減碳94.8kg

氫能汽車的減排效果是非常可觀的。以公交車為例，其百公里油耗為35L，百公里碳排放為94.8kg。如使用燃料電池公交車進(jìn)行替換，每車每百公里減少排放的二氧化碳數(shù)值為94.8kg。

這對(duì)推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)和推廣氫燃料電池汽車應(yīng)用都有重要的示范意義。

于民認(rèn)為，基于氫燃料電池汽車的幾大優(yōu)勢(shì)，其在冬奧會(huì)后將迎來更廣闊的市場(chǎng)空間。一是氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)反應(yīng)過程中產(chǎn)物僅為電、水和熱，被稱為新能源汽車的終極方案；二是氫燃料電池汽車能量轉(zhuǎn)化效率、比功率、低溫性能參數(shù)優(yōu)異，作為新型交通工具，有諸多優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)汽車相比，氫燃料電池車能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)到65%以上，為內(nèi)燃機(jī)的2——3倍；氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度在85℃以下，相比傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度更低，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)損耗；三是氫燃料電池汽車功率大，適合中長(zhǎng)途、中重載運(yùn)行場(chǎng)景，在商用車領(lǐng)域能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，可與純電動(dòng)汽車形成有效互補(bǔ)，共同推進(jìn)我國(guó)新能源汽車健康快速發(fā)展。

本次冬奧會(huì)是迄今為止全球最大規(guī)模投入氫燃料電池汽車示范運(yùn)營(yíng)。在這場(chǎng)具有全球影響力的體育盛會(huì)上，氫燃料電池汽車大規(guī)模示范運(yùn)行，可讓綠色奧運(yùn)的理念深入人心，為碳達(dá)峰、碳中和做出表率，氫燃料電池汽車將迎來更廣闊的發(fā)展空間。