全球气候暖化问题迫在眉睫,香港特区政府为争取于2050年前实现碳中和,正推动社会发展节能绿色运输,减低碳排放。汽车科技研发中心(APAS)一向积极与业界、大学和创科机构合作研发技术,建构更环保高效的交通配套,并协助将科研成果商品化,促进汽车科技业发展。APAS更是最早在香港展开氢能技术研发及应用的机构,现正进行氢能产业的调研,协助本地业界转型升级,迎接氢能时代。在技术方面,APAS亦投放研发资源于氢能产业链的各个环节,透过创新科技基金等政府资助,支持新技术研发项目。作为国际间炙手可热的新能源,到底氢能有何发展优势,于云云新能源选项中突围而出?具体应用又是怎样呢?
氢能原理:何谓氢能?氢气发电危险吗?
根据APAS专家的解释,氢(Hydrogen)是最轻的一种化学元素,氢能是一种来源丰富并且应用广泛的绿色清洁能源。氢本身无色无味,坊间所谓的「绿氢」、「蓝氢」和「灰氢」,并非指其呈现的颜色,而是依据制造氢气过程中,按照环保耗能的水平区分和命名。氢气燃烧的产物仅有水,不会产生有毒气体或粉尘颗粒等对环境有害的污染物,减低温室效应。随着碳中和以及能源转型逐渐成为全球共识,氢能产业正成为世界各主要经济体争相发展的新兴产业。氢燃料电池不但是真正零碳排放的洁净能源,更可以为汽车、轮船、海军舰艇(如潜艇)甚至太空穿梭机提供动力。
「氢能危险吗?用作发电容易爆炸吗?」外界一直十分关注氢能的安全性,而事实上,氢能是一种极高能量密度与质量比值的能源,其发电过程中毋须点火燃烧,仅约摄氏70度至80度温度即可产生化学反应。再者,氢气胜在重量轻,容易在大气中挥发,要在密闭空间累积一定浓度才有爆炸危险,所以只要以适当的方式储存氢气,氢能发电仍是相对安全。
香港首个充电器以氢气作发电能源 解决业界痛点
在实现「双碳」目标的带动下,近年来零碳排放的燃料电池汽车发展迅速,加上国家以至全球战略均将氢能源视为达致碳中和的重要措施,作为目前最有潜力的技术,它的高效益发电可有效推动商用车,特别是重型商用车电动化,更快实现汽车减排。
APAS针对物流运输业应用,研发了多项氢能相关的先行技术,包括「适用于电动叉车的高效率氢燃料电池混合动力系统」,将氢燃料电池混合动力系统解决方案整合到电动叉车上,成功克服了传统电动叉车存在的问题,同时提供更清洁环保的解决方案,具有广泛的应用前景。该混合动力系统采用了氢燃料电池,可维持电动叉车持续稳定的运作。系统只需三分钟便能完成整个加氢过程,大大减少叉车的停机时间,而配备锂电池可为叉车进行加速、爬坡和提升重物提供额外动力,即使在氢气耗尽的情况下,叉车仍可利用电能驶至加氢站补给燃料。系统可适应不同吨位及类型的电动叉车、电动高尔夫球车以及电动清扫车使用。此系统早前更勇夺全球氢能产业领域中的最高荣誉─由中国科学技术协会指导、世界绿色设计组织与氢20峰会组委会合办的《2022氢天奖─最佳示范项目奖》。
「氢燃料电池电动车充电器」为APAS另一氢能相关研发,是香港首个利用氢气作为发电能源,为电动车提供行驶所需电能的充电器,也可以作为流动电源提供电力。充电器应用了质子交换膜燃料电池技术,将氢能转化为电能,毋须额外功率转换,更不用连接电网,能为电动车快速充电,甚至供电予其他用电设备。此充电器能解决物流运输业界的高碳排放问题,更为发展应用于未来智慧工地的流动电站,提供了研究改良方向。
早年成功开发电动车 已落地行走
除了聚焦氢能研发外,APAS也致力发展重型电动车,例如协助运送固体废料或大型垃圾用的「16吨纯电池电动斗车」,不像传统柴油车辆般产生大量的废气,在环境保护方面具有明显优势。纯电池电动斗车由于没有内燃机及相关部件,改为采用永磁电机耐用程度更高,能有效解决传统车辆维修成本高和维修工作繁重的痛点。在能源效益方面,利用电能驱动较传统燃油成本低,能源使用效率更高,而且充一次电便可行驶200公里。现时「16吨纯电池电动斗车」透过创新科技署创新及科技基金的公营机构试用计划(PSTS),已获香港特别行政区政府环境保护署于新界西堆填区试用,亦正与业界代表—香港废物协会合作试用,反应正面。APAS期望透过试用计划,收集各方意见,进一步改良电动斗车。
氢燃料市场潜力巨大 先行试用可释除业界疑虑
国家「十四五规划」在新能源发展上大力着墨,而香港特区政府的《香港创新科技发展蓝图》中,亦重视氢能产业发展,推动新能源汽车及智慧出行措施。APAS行政总裁张梓昌博士表示:「APAS多年来一直担当推动本地汽车科技研发及应用的重要角色,得益于与各大技术伙伴的合作,累积了丰富经验,由2023年初至今已和多间香港及内地机构,包括中汽研广州检验中心(广州)有限公司、上海重塑能源集团股份有限公司、佛山仙湖实验室等签订合作备忘录或协议,推动氢能汽车和新能源产业的高质量发展。」
APAS亦积极透过实际行动配合政府政策,推动氢能发展,引领绿色运输。张博士表示:「氢能发电是全球炙手可热的应用项目,为落实城市可持续发展作出关键贡献。业界可透过先行项目,了解氢能的实际运作,打破固有观念、消除疑虑。我们亦乐于协助企业申请PSTS,加强业界对氢能项目的体验,从而加速及推广氢能落地应用,为业界如何响应『双碳』政策带来新的思维,创造协同效应。」
未来,APAS将继续驱动香港汽车科技发展,包括研发和鼓励利用新能源及氢能等方案,发挥在汽车科技领域的实力和创新能力,打造香港成为环保及宜居的智慧城市。
来源:am730
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