中国の燃料電池車の未来は？

現在、地球規模のエネルギー・環境問題はますます深刻化しています。世界のすべての国が積極的に解決策を模索しています。自動車分野で新エネルギー車を積極的に推進する目的についても同様です。新エネルギー車にはさまざまな種類があり、FuelCell Cars（FCV）は燃料を完全に代替するだけでなく、将来の自動車産業の持続可能な発展を実現するための重要な方向性の1つと考えられています。 。また、地球規模のエネルギーおよび環境問題に対する理想的なソリューションの1つでもあります。

現在、燃料電池自動車の技術はまだ成熟していませんが、各国の注目度は絶えず高まっており、進歩への取り組みが強まる傾向にあります。日本、米国、欧州連合、韓国は、燃料電池自動車の研究に多額の資金と人的資源を投資してきました。トヨタ、ホンダ、GM、フォード、メルセデスベンツ、ヒュンダイなどの企業が燃料電池モデルを開発し、実用化の初期段階での運用を実証しました。

中国の場合、自動車の所有権が増加し続けるにつれて、自動車産業からのエネルギーと環境への圧力が高まっています。

一方で、石油の外国資源への依存度は、今世紀初頭の26％から2016年には65％以上へと年々増加しています。これはエネルギー安全保障に深刻な課題をもたらし、実施が急務です。エネルギー代替。

一方、化石エネルギーはエネルギー構造において絶対的な役割を果たしており、環境保護の圧力は非常に大きいです。エネルギー構造を最適化することも急務です。

水素エネルギーは、高い発熱量、豊富な埋蔵量、多様な供給源、および幅広い用途を持っています。特に環境への配慮に優れています。これは、人間のエネルギーが水素に脱炭素化し、炭素排出を完全に回避する可能性のある見通しを表しています。これは、理想的な長期代替エネルギー候補の1つです。

水素エネルギーアプリケーションの観点から、燃料電池車は重要な方向性の1つです。水素エネルギーを大規模に利用でき、自動車産業に大きな影響を与えることができれば、大きな影響を与えるでしょう。言い換えれば、燃料電池車の開発は、中国のエネルギー構造を改善し、輸送における低炭素変換を促進し、主要産業の国際競争力と技術革新を強化するために特別な戦略的重要性を持っています。このため、「中国製造2025」などのプログラム文書では、中国政府が燃料電池車とその関連技術の明確な開発計画を提示しており、注目度が高まっています。

この観点から、本稿では、燃料電池車のコア技術、重要な問題、開発状況をまとめ、特に中国の燃料電池自動車産業の特徴を分析して考察し、この段階でいくつかの関連する開発提案を提示します。

燃料電池自動車技術の応用における進歩

1、燃料電池自動車技術の簡単な紹介

燃料電池は、燃料（水素）と酸化剤（空気）の化学エネルギーを電気化学反応によって電気エネルギーに変換するエネルギー変換装置です。 1830年代に、人々は燃料電池の最初の概念を提案しました。それ以来、技術の発展に伴い、図1に示すように、さまざまなレベルの燃料電池が導入され、軍用から民間用に徐々に拡大されてきました。

20世紀後半以降、大手自動車メーカーが燃料電池車の研究を行っており、日本が最もリードしています。現在、世界には高性能の燃料電池自動車製品が数多くあり、当初は商品化の段階に入っています。さまざまな電解質に応じて、燃料電池はアルカリ形燃料電池、プロトン交換膜燃料電池、リン酸形燃料電池、溶融炭酸形燃料電池、固体酸化物形燃料電池などに分けることができます。使用する燃料と適応のためのアプリケーションシナリオは次のとおりです。違います。プロトン交換膜燃料電池には、高い比出力、速い始動、非腐食性、低い反応温度、および低い酸化剤需要という利点があります。これは現在、燃料電池車の最初の選択肢です。

燃料電池車は、搭載されている水素をエネルギー源として使用します。燃料電池は水素の化学エネルギーを電気に変換し、電気モーターで車両を駆動します。明らかに、これには2つのまったく新しい要素が含まれます。燃料電池車自体と水素エネルギー供給です。

燃料電池車には、車載水素貯蔵システム、燃料電池システム、電気駆動システム、車両制御システム、補助エネルギー貯蔵装置などの新しい要素が含まれます。

水素エネルギーの供給には、水素の製造、貯蔵、輸送から充填、使用までの全プロセスが含まれます。燃料電池車の普及と応用は、自動車自体であれ、水素の準備、貯蔵、輸送、応用であれ、幅広い分野をカバーしています。より高い要件があります。水素の準備には、主に水素を生成するための石炭ガス化、水素を生成するための水の電気分解、水素を生成するための天然ガス改質ガス、水素を生成するためのメタノール分解などのプロセスが含まれます。水素の貯蔵には、主に高圧ガス貯蔵、固体水素化物貯蔵、低温液体水素貯蔵などが含まれます。これに対応して、その輸送方法には主に車両船輸送とパイプライン輸送が含まれます。

水素のアプリケーションレベルでは、水素燃料補給ステーションやその他のインフラストラクチャの建設が将来の開発の焦点です。燃料電池自動車自体は、図2に示すように、機械、化学、材料、電子制御などの多くの分野で学際的な分野です。各国は、アプリケーションの促進を加速するために、パフォーマンスの段階的な向上とコストの削減に取り組んでいます。

燃料電池車の技術とその工業化

燃料電池車の有望な未来に基づいて、各国はそれらにますます注目を集めています（表1を参照）。国の戦略的方向性の1つとして、水素エネルギーおよび燃料電池関連産業の発展を非常に重要視しています。政府、科学研究機関、および企業は、燃料電池および燃料電池自動車技術の開発と応用に多くの投資を続けてきました。トヨタ自動車株式会社が開発したみらいと本田技研工業のクラリティは、世界をリードする燃料電池セダン製品です。

米国はまた、燃料電池および燃料電池自動車技術の開発を非常に重要視しています。早くも2005年には、水素エネルギーが主流のエネルギーオプションに含まれ、水素エネルギーと燃料電池プログラムが次々とリリースされました。米国は主に、材料輸送などの特殊分野での燃料電池車の適用を推進してきました。 2015年までに、34社で8,000台以上の燃料電池フォークリフトが稼働し、良好な商品化が達成されました。同時に、路上デモ車両も採用されています。

欧州連合は、欧州産業委員会や欧州研究コミュニティなどの組織の推進力により、燃料電池および燃料電池車で多数の研究および実証アプリケーションを実施してきました。同時に、燃料電池と燃料電池車への資金投資、燃料電池フリートプロジェクトの推進、水素燃料補給所の建設などの体系的な計画が実施されました。

一般的に、燃料電池車は技術開発から商品化への移行期にあり、技術への注目と投資が高まっています。対照的に、政府は燃料電池と燃料電池車の技術をさらに積極的かつ技術的に推進しており、その高度な燃料電池乗用車モデルが商品化され始めており、燃料電池車で世界をリードしています。

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