2006年11月8日必定将在我国新能源交通发展史上留下浓重的一笔,是一个永远值得我们记住的日子。今天我国第一座以新能源交通为主题的示范园-北京新能源交通示范园一期正式投入使用。
北京新能源交通示范园位于北京中关村科技园区永丰高新技术产业基地,距北京奥运主会场直线距离约为15公里,占地约1.3万平方米,包括三个部分:即新能源交通产业创新中心及新能源教育馆、加氢示范站和新能源车辆示范运行维护基地。
当今世界能源与环境问题已成为人类关注的焦点,人类急需寻找一种清洁、高效、无污染并满足需要的能源。氢能可由化石能、核能、可再生能源等多种一次能源制取,促成多元化的一次能源供给结构,有利于摆脱对石油的过分依赖。与传统能源相比,氢能的主要优点包括能量与质量比最高、无污染、化学简单性。因而,氢能被认为是人类未来理想的能源之一。人们对氢能的开发,从基于对高效过程的追求,正发展到侧重于对清洁交通的引导。在各类清洁汽车(清洁燃气汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、各类燃料电池汽车等)中,氢燃料电池汽车以其“高效节能、零污染”的特征优势,被认为是未来的清洁、低噪音车辆的最终归宿。
以美、日、欧为代表的发达国家将氢能和燃料电池提升到国家能源战略层面加以规划并持续增加研究开发投入。相应的示范计划有美国加州燃料电池合作计划(California Fuel Cell Partnership,简称CaFCP)、欧洲清洁城市运输计划(Clean Urban Transport for Europe,简称CUTE)、日本氢燃料及燃料电池示范计划(JHFC)和澳大利亚的STEP(Sustainable Economic Project)计划等。在这些示范计划中,政府机构与私营公司携手合作,共同探索氢能交通系统的商业化途径。例如为推动燃料电池汽车产业化,欧盟从2003年开始,在10个核心城市开始了33辆戴姆勒燃料电池客车的商业化示范运营。2004年,加拿大总理宣布建立“氢高速公路”,计划在温哥华和维斯勒之间建设由加氢站连接的高速公路,并在2010年温哥华冬奥会时开通。美国加州州长宣布将在加州主要高速公路上建设加氢设施,计划到2010年每隔20英里就有1座加氢站。此外,新加坡,澳大利亚等国也在开展燃料电池车辆的示范运行。
为了推动氢能和燃料电池领域的国际合作,2003年11月,包括中国、美国、日本、加拿大、印度、巴西等在内的15个国家和欧盟共同发起“氢能经济国际合作伙伴(IPHE)”计划,以协调和促进世界各国在氢能和燃料电池方面的研发工作,加速全球氢能经济时代的到来。鉴于全球大气环境和石油资源日趋严峻,联合国发展署(United Nations Development Programme, 简称UNDP)、全球环境基金(Global Environment Facility简称GEF)为了帮助和促进发展中国家在环境友好、可持续交通领域的进步,减少汽车排放温室和有害气体,提出“燃料电池巴士示范”项目。在联合国开发计划署和全球环境基金的资助下,科技部、北京市和上海市政府联合实施了“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”, 2006年6月在北京3辆Citaro燃料电池公共汽车已开始正式示范运营。
我国政府高度重视氢能等新能源的开发和利用并已在某些领域取得重大突破。2005年,科技部在氢能燃料电池领域立项25项,总投资额超过一亿一千万元。主要包括可再生能源制氢;燃料电池车用高压氢气加注站;燃料电池发动机;燃料电池客车的研制;电动汽车的测试和示范;氢能和燃料电池相关标准的制定等方面。目前,我国开展的氢能交通领域内的主要项目包括:国家863燃料电池汽车重大专项;由中国科技部、北京市政府和GEF/UNDP共同支持的“中国燃料电池公共汽车商业化示范项目”等。特别是由我国清华大学联合北京清能华通公司自主研发的5辆燃料电池城市客车,累计运行里程已超过40000公里,关键技术指标大大优于国际主流车型,引起了国内外的广泛关注。
在这样的背景下,建设北京新能源交通示范园,对于整合上述相关项目,促进项目之间的协调合作,有着迫切的现实意义。2004年11月,在科技部及北京市的支持下,北京新能源交通示范园项目开始启动,示范园一期工程于去年10月破土动工。北京新能源交通示范园建设分为两期。一期包括加氢示范站外供氢气贮存、加注系统和新能源车辆示范运行维护基地,已于2006年10月建成。二期包括新能源产业创新中心、新能源交通教育馆、现场制氢装置等,将于2008年北京奥运会以前建成并投入使用。新能源产业创新中心作为新能源交通产业发展的孵化器,建筑面积约1.6万平方米,具有科研、展示、会议、办公、产品生产等多种功能,同时在此加速各种新能源技术的产业化进程。加氢示范站占地面积近4000平方米,由北京清能华通科技发展有限公司和英国BP公司共同建设,加氢站全部建成后将包括外供氢、天然气重整制氢及清洁能源制氢装置。由我国政府牵头申请的北京氢能示范园项目被国际氢能组织IPHE选为2006全球十大氢能研发项目之一。北京新能源交通示范园是我国氢能经济发展战略启动阶段的重要项目,其宗旨是展示清洁、安全和实用的氢能汽车及氢能基础设施,促进氢能与氢能汽车技术的发展,推动氢能汽车实现产业化。我们在此也热情地欢迎国内外从事燃料电池、燃料电池汽车、氢能技术研究与开发的机构和企业积极加入到今后建设北京氢能示范园的合作之中,共同推动和促进氢能事业在中国的发展。
提起氢气,人们往往习惯先想到它的安全性,事实上无论是加氢站还是氢能燃料电池汽车,它们的安全性都是有充分保障的。虽然氢在空气中着火和爆炸的浓度范围较宽,但氢气的密度最低,扩散速度快,为天然气的2.8倍,很容易稀释,空气中爆炸速度为汽油的2/3。一但氢气外泄,氢气将会往上扩散被大量的空气稀释,很难达到其可燃浓度。而汽油易混凝不易扩散,还会产生浓烟。氢气爆炸与汽油爆炸所产生的杀伤力也有很大差别,由于氢气与氧气燃烧产生水蒸气,两倍体积氢气与一倍体积的氧气产生两倍体积的水蒸气,因此氢气爆炸了火焰是往内收缩并往上,杀伤力不大,若是汽油爆炸,其火焰是往外扩张,除了爆炸以外,其延烧的范围也很广;相反的,氢气爆炸产生比热很高的水,可以很快带走热量,避免延烧。因此作为燃料,只要使用得当,氢气并不比汽油、天然气等更危险,反而氢气的安全性比汽油高很多,这在美国能源部所做的一系列试验中已得到充分证实。另外氢能燃料电池汽车的氢气储存和供应系统都设计了完备的安全连锁和监控装置,一旦出现意外,将自动切断气源并将氢气压力释放,确保万无一失。对于加氢站而言,在其设计建设过程中严格遵守相关的标准、规范。并且还采用了“定量风险分析”(Quantitative Risk Analysis,简称QRA)的方法,将各种风险做到定量化,并确保加氢站发生严重故障的几率低于人们日常生活中遭受意外的几率,一般为10-6数量级。目前世界上已经建成了134座加氢站,还从未发生过安全事故。简言之,人们完全可以消除对氢安全性的恐惧和担心。
由我国作为并列牵头单位的CUTE-ECTOS-STEP-BEIJING燃料电池客车商业化示范项目获得首届IPHE年度技术成就奖。但鉴于燃料电池公共汽车尚未实现商业化,如何进行示范运行,是一个摆在我们面前迫切而又现实的问题。我们期望能借鉴国外的成功经验并得到政府从政策、资金等方面的支持,统一整合相关资源,对包括燃料电池汽车和各种基础设施等进行全方位的示范。同时收集、积累相关基础数据,对氢能体系的全生命周期成本、效率、可靠性等进行全面评估,积累燃料电池公共汽车示范运行的经验,探索燃料电池汽车商业化运营可行性。这种模式将大大推动我国燃料电池汽车商业化的进程。
另外,为了充分拓展北京新能源交通示范园的内涵及外延,今后可以借鉴国外的成功经验,筹备成立以示范园为活动基地的国际氢能交通示范联盟。以北京新能源交通示范园为纽带,通过吸收来自政府组织、相关机构与企业三个领域的合作伙伴加入示范联盟(入驻示范园),充分整合三方的优势力量,在示范园这一活动基地的基础上建立一个高效的合作平台。通过国家科技投入和利用国际资金,采取各种灵活的合作方式,积极吸引国内外大的能源公司和汽车厂商,在北京初步建立加氢站初级网络和燃料电池汽车示范车队,同时制订并完善相关标准、规范。
在2000年悉尼奥运会上,燃料电池汽车已经用于比赛引导车。我国自主研发的燃料电池城市客车作为比赛用车已经连续两届参加北京国际马拉松比赛,经受了考验,得到了国家体育总局领导的充分肯定。我们坚信2008年北京奥运会期间也完全有理由使用国产自主知识产权的燃料电池汽车,为奥运会提供清洁交通服务,从而实践“科技奥运、绿色奥运”的理念。
作为中国第一个新能源交通示范园,北京示范园将成为我国政府重视能源和环境协调发展的一个标志,也有助于提升北京的城市形象。实际上,把氢能交通示范园作为对外展示的平台,提升城市形象的手段,已经在很多国家进行了实践。目前,已经建有氢能交通示范园(包括加氢站在内)的国家就有16个,而大多数国家都选择在首都等大城市建设氢能交通示范园,比如美国华盛顿特区、德国柏林、英国伦敦、日本东京等。北京建成新能源交通示范园后,我国将会成为第17个展示氢能交通系统的国家。
北京新能源交通示范园将最终建设成为一个集氢能等新能源的研发及展示为一体的示范基地,并通过示范、运行氢能燃料电池汽车等新能源汽车,向人们展示新能源交通发展的美好未来。其功能定位包括基础功能、科技功能和社会功能三个方面方面:
1) 承担联合国开发计划署(UNDP)和全球环境基金(GEF)“中国燃料电池公共汽车商业化示范”项目和国家863计划“电动汽车重大专项”氢能燃料电池客车以及奥运会期间氢能燃料电池汽车及HCNG车队示范运行的气体加注任务;积累氢能源汽车示范运行的经验和相应数据;
2) 联合相关机构,制定相应的标准、规范,进行技术经济分析、掌握核心技术,促进氢能基础设施的规范化,产业化;
3) 建成氢能燃料电池汽车和氢能等新能源的示范基地、技术平台和国内、国际相关领域交流与合作的基地;
4) 向公众普及氢能利用和燃料电池汽车技术的知识,提高公众对氢能等新能源的认知度,并向世人展示中国努力发展清洁能源和环保汽车的决心和良好形象;
在城市污染日益严重的情况下,“零排放”的氢燃料电池汽车技术为我们展示了一个非常美好的前景。北京氢能示范园将是我国第一座以新能源交通为主题的示范园,北京加氢站也将是我国第一座正式启用的车用加氢站,具有里程碑式的重大意义。北京氢能示范园的建设和加氢示范站的正式运行将为实现2008年北京“绿色奥运、科技奥运”的目标起到积极的推动作用,也必将极大地推动氢能及新能源交通研发、利用与示范等相关领域在中国的发展。