氢发动机、动力电池、电机新能源汽车项目建设项目可行性研究报告.doc

动力电池、新能源汽车项目 可行性报告

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氢发动机、动力电池、电机

新能源汽车项目

可 行 性 研 究 报 告

XX投资有限公司
2011年04月

前沿
氢能源介绍

氢能源汽车
当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。随着石化燃料耗量的日益增加，其储量日益减少，终有一天这些资源将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源。氢正是这样一种在常规能源危机的出现和开发新的二次能源的同时，人们期待的新的二次能源。 氢位于元素周期表之首，原子序数为1，常温常压下为气态，超低温高压下为液态。作为一种理想的新的合能体能源，它具有以下特点：
重量最轻的元素
　　标准状态下，密度为 0.8999g/l，－252.7℃时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢可变为金属氢。
导热性最好的气体
　　比大多数气体的导热系数高出10倍。
自然界存在最普遍的元素
　　据估计它构成了宇宙质量的 75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。
理想的发热值
　　除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。
燃烧性能好
　　点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。
无毒
　　与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化

氢能源系统
碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。产物水无腐蚀性，对设备无损。
利用形式多
　　既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为能源材料用于燃料电池，或转换成固态氢用作结构材料。
可以多种形态存在
　　以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。
耗损少
　　可以取消远距离高压输电，代以远近距离管道输氢，安全性相对提高，能源无效损耗减小。
利用率高
　　氢取消了内燃机噪声源和能源污染隐患，利用率高。
运输方便
　　氢可以减轻燃料自重，可以增加运载工具有效载荷，这样可以降低运输成本从全程效益考虑社会总效益优于其他能源。
减少温室效应
　　氢取代化石燃料能最大限度地减弱温室效应
氢能源的开发与利用
　　时至今日，氢能的利用已有长足进步。自从1965年美国开始研制液氢发动机以来，相继研制成功了各种类型的喷气式和火箭式发动机。美国的航天飞机已成功使用液氢做燃料。我国长征2号、3号也使用液氢做燃料。利用液氢代替柴油，用于铁路机车或一般汽车的研制也十分活跃。氢汽车靠氢燃料、氢燃料电池运行也是沟通电力系统和氢能体系的重要手段。

氢能源动力自行车
目前，世界各国正在研究如何能大量而廉价的生产氢。利用太阳能来分解水是一个主要研究方向，在光的作用下将水分解成氢气和氧气，关键在于找到一种合适的催化剂。如今世界上有50多个实验室在进行研究，但至今尚未有重大突破，但它蕴育着广阔的前景。 　　发展氢能源，将为建立一个美好、无污染的新世界迈出重要一步。 　　在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。 　　氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里能够燃烧，氢气火焰的温度可高达2500℃，因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。 　　在大自然中，氢的分布很广泛。水就是氢的大“仓库”，其中含有11％的氢。泥土里约有1.5％的氢；石油、煤炭、天然气、动植物体内等都含有氢。氢的主体是以化合物水的形式存在的，而地球表面约70％为水所覆盖，储水量很大，因此可以说，氢是“取之不尽、用之不竭”的能源。如果能用合适的方法从水中制取氢，那么氢也将是一种价格相当便宜的能源。 　　氢的用途很广，适用性强。它不仅能用作燃料，而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如，储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领，可将热量储存起来，作为房间内取暖和空调使用。 　　氢作为气体燃料，首先被应用在汽车上。1976年5月，美国研制

云南醇氢能源动力汽车项目
出一种以氢作燃料的汽车；后来，日本也研制成功一种以液态氢为燃料的汽车；70年代末期，前联邦德国的奔驰汽车公司已对氢气进行了试验，他们仅用了五千克氢，就使汽车行驶了110公里。 　　用氢作为汽车燃料，不仅干净，在低温下容易发动，而且对发动机的腐蚀作用小，可延长发动机的使用寿命。由于氢气与空气能够均匀混合，完全可省去一般汽车上所用的汽化器，从而可简化现有汽车的构造。更令人感兴趣的是，只要在汽油中加入4％的氢气。用它作为汽车发动机燃料，就可节油40％，而且无需对汽油发动机作多大的改进。 　　氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，因而将它用铁罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料，也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭，都是用液态氢作燃料的。 　　另外，使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在宇宙飞船和潜水艇上得到使用，效果不错。当然，由于成本较高，一时还难以普遍使用。 　　现在世界上氢的年产量约为3600万吨，其中绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取的，这就得消耗本来就很紧缺的矿物燃料；另有4％的氢是用电解水的方法制取的，但消耗的电能太多，很不划算，因此，人们正在积极探索研究制氢新方法。 　　随着太阳能研究和利用的发展，人们已开始利用阳光分解水来制取氢气。在水中放入催化剂，在阳光照射下，催化剂便能激发光化学反应，把水分解成氢和氧。例如，二氧化钛和某些含钌的化合物，就是较适用的光水解催化剂。人们预计，一旦当更有效的催化剂问世时，水中取“火”——制氢就成为可能，到那时，人们只要在汽车、飞机等油箱中装满水，再加入光水解催化剂，那么，在阳光照射下，水便能不断地分解出氢，成为发动机的能源。 　　本世纪70年代，人们用半导体材料钛酸锶作光电极，金属铂作暗电极，将它们连在一起，然后放入水里，通过阳光的照射，就在铂电极上释放出氢气，而在钛酸锶电极上释放出氧气，这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。

氢能源与化石能源成本变化曲线
科学家们还发现，一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物，通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。前苏联的科学家们已在湖沼里发现了这样的微生物，他们把这种微生物放在适合它生存的特殊器皿里，然后将微生物产生出来的氢气收集在氢气瓶里。这种微生物含有大量的蛋白质，除了能放出氢气外，还可以用于制药和生产维生素，以及用它作牧畜和家禽的饲料。现在，人们正在设法培养能高效产氢的这类微生物，以适应开发利用新能源的需要。 　　引人注意的是，许多原始的低等生物在新陈代谢的过程中也可放出氢气。例如，许多细菌可在一定条件下放出氢。日本已找到一种叫做“红鞭毛杆菌”的细菌，就是个制氢的能手。在玻璃器皿内，以淀粉作原料，掺入一些其他营养素制成的培养液就可培养出这种细菌，这时，在玻璃器皿内便会产生出氢气。这种细菌制氢的效能颇高，每消耗五毫升的淀粉营养液，就可产生出25毫升的氢气。 　　美国宇航部门准备把一种光合细菌——红螺菌带到太空中去，用它放出的氢气作为能源供航天器使用。这种细菌的生长与繁殖很快，而且培养方法简单易行，既可在农副产品废水废渣中培养，也可以在乳制品加工厂的垃圾中培育。 　　对于制取氢气，有人提出了一个大胆的设想：将来建造一些为电解水制取氢气的专用核电站。譬如，建造一些人工海岛，把核电站建在这些海岛上，电解用水和冷却用水均取自海水。由于海岛远离居民区，所以既安全，又经济。制取的氢和氧，用铺设在水下的通气管道输入陆地，以便供人们随时使用。
中国氢能行业发展分析
　　氢燃料电池技术，一直被认为是利用氢能，解决未来人类能源危机的终极方案。上海一直是中国氢燃料电池研发和应用的重要基地，包括上汽、上海神力、同济大学等企业、高校，也一直在从事研发氢燃料电池和氢能车辆。随着中国经济的快速发展，汽车工业已经成为中国的支柱产业之一。2007年中国已成为世界第三大汽车生产国和第二大汽车市场。与此同时，汽车燃油消耗也达到8000万吨，约占中国石

氢能源
油总需求量的1/4。在能源供应日益紧张的今天，发展新能源汽车已迫在眉睫。用氢能作为汽车的燃料无疑是最佳选择。 　　虽然燃料电池发动机的关键技术基本已经被突破，但是还需要更进一步对燃料电池产业化技术进行改进、提升，使产业化技术成熟。这个阶段需要政府加大研发力度的投入，以保证中国在燃料电池发动机关键技术方面的水平和领先优势。这包括对掌握燃料电池关键技术的企业在资金、融资能力等方面予以支持。除此之外，国家还应加快对燃料电池关键原材料、零部件国产化、批量化生产的支持，不断整合燃料电池各方面优势，带动燃料电池产业链的延伸。同时政府还应给予相关的示范应用配套设施，并且支持对燃料电池相关产业链予以培育等，以加快燃料电池车示范运营相关的法规、标准的制定和加氢站等配套设施的建设，推动燃料电池汽车的载客示范运营。有政府的大力支持，氢能汽车一定能成为朝阳产业。

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XXX投资有限公司 2011年04月

企业介绍
一、 XX投资有限公司

名称
XX投资有限公司

住所
福州鼓楼区五四路157号新天地大厦17楼B

法定代表人
叶敦奇
注册资本
人民币500万元
企业类型
有限责任公司
主营业务
对工业，农业、矿业、房地产业、旅游业建筑业的投资；日用百货，
电子产品，化妆品，体育用品批发、五金交电、纺织品、代购代销；企业管理信息咨询。
营业期限
自2010年3月1日---2030年2月28日
资料来源：XX投资公司工商执照

二、福州盛隆交通技术服务有限公司
本企业成立于1993年是福建省首家专业研发、改装新能源（含LPG、CNG、LNG、CH2G、纯电动、太阳能、风能）汽车的企业。是福州市政府科技局最早批准成立的节能环保型新能源汽车改装企业。并已获得注册号350100100074707号的企业法人营业执照。经营范围是开发新能源（含LPG、CNG、LNG、CH2G、纯电动、太阳能、风能）的汽车改装技术服务。根据过去种种原因和实际情况我省的新能源也只有液化气一种，所以本企业过去只接受LPG汽车改装。从1997年以来只准备在长乐市的出租汽车（车牌号：闽ATE030）进行改装，另外还给驻军后勤部的生活保障车进行过过功能的改装取得较好的成绩。2000年给南京军区福州驻军后勤部的保障车改装成汽油、LPG两种燃料卡车外还能在行军途中不停车的情况下用LPG做饭，得到南京军区的重视。为深入研发新能源汽车，本企业成立本企业的分支机构：“新能源汽车技术研究所”，聘请有关企业和院校的老工程师技术人员、科学家、发明家，为本企业指导研发新能源汽车技术。

研究所专家组人员名单如下：
姓名
性别
专业
职称
郭孔辉
男
汽车
中国工程院院士教授
张秉培
男
汽车
原上海大众汽车公司总经理 高级工程师
翁沅庆
男
汽车
原中国重汽公司高级工程师
朱延璋
男
汽车
原江苏理工大学教授
赵云
男
汽车
福州大学副教授
李复员
女
环保
原福州市环保局高级工程师
李梅
女
制氢工艺
山东化工研究所高级工程师
王震铎
男
电子
原长春一汽车身厂工程师
刘航冰
男
燃气汽车
原长春朗第燃气设备公司经理 调试工艺师
朱幼凤
男
汽车
吉林大学汽车学院副教授
阎世荣
男
汽车
原福州大学汽车系主任 博士教授
郑钦霖
男
汽车
原长春第一汽车厂车身分厂 高级工程师
陈德宜
男
汽车
原福建交通职业技术学院副院长 教授
张师华
男
汽车
原福州交警支队副支队长 高级技师
张艺
男
LNG汽车
省闽运连江分公司副经理 高级工程师
陈鼎凌
男
太阳能
高驰门控科技（中国）公司高级工程师
王海波
男
汽车
原南京军区空军部队装备工程师

二、 项目合作名称:
1、 氢电混合动力汽车项目 04页
2、 氢气发动机项目 12页
3、 锂离子电池项目 20页

氢电混合汽车
可行性研究报告

据国家环保中心预计，以现有的汽车增长趋势发展，到2010年，中国的空气污染源的64%将来自于汽车尾气的排放，每年因严重的大气污染造成的损失高达1100亿元人民币。为改善日益恶化的大气环境，世界各国都无一例外地把目光盯向汽车这一重大污染源。生产和使用清洁的动力汽车成为人类保护生存环境的重要的选择之一。中国是签署了《京都议定书》的国家，保护生存环境责无旁贷！
一、发展清洁氢电混合动力汽车的意义
1、“0”排放及能源结构的宏观调节，缓解汽车需求与环境污染及石油短缺的矛盾。
2、“波谷”产氢，“移峰填谷”， 有效调节波谷剩余电力能源,被免因不能储存而白白浪费掉。
3、高效回收动态的剩余能量和再生能量，节能优势明显。
4、电控高智能化的舒适安全驾驶，有效降低交通事故发生。
二、发展清洁动力汽车的国家政策
为保护生态环境，促进低污染排放汽车的生产和消费，推进汽车工业技术进步，经国务院批准，财政部和国家税务总局发出通知，对低污染排放汽车实行减征30%消费税的政策。并计划对加气站建设的投资方向调节税进行减免工作。对部分或全部改装双燃料（单燃料）汽车的改装费用提供政府财政补贴，燃气汽车的运行税费享受优惠，并运用行政手段调控燃气价格，控制油气之间的价差。为加大实施清洁汽车的力度，国家要求各级政府设立清洁汽车发展资金予以支持，引入新的机制，广泛吸纳国内外资金，共同参与相关基础设施的建设和开发。科技部有关科技计划和中小企业创新基金，向清洁汽车产业倾斜。目前国家税务总局正会同有关部门对清洁汽车产业进行深入考察，以进一步制定更为有效、合理的税收政策。
美国1992年10月美国国会通过的《能源政策法》（EPACT），规定2001年必须有10%是清洁汽车，2005年必须有25%以上，同时也应规定集团购车时必须够买一定比例的清洁汽车。私人拥有和营运20辆以上汽车者，必须购买一定数量的清洁汽车。
三、清洁的氢电混合动力汽车的技术介绍
所谓氢电混合动力汽车就是由氢气低速高效内燃机发电组电能和蓄电池组电能混合工作的动力车辆。氢气发动机是采用新研发的低速高效小马力发动机，小功率低成本组合。一般的行驶（启动）时只使用单个蓄电池组能量或单个氢气发动机发电机组的能量；加力全速开进（行驶）时，氢气发动机发电机组的能量＋蓄电池组的能量组合工作。动力车行驶所需的能量是动态万千的，氢气发动机发电机组提供的最佳能量减去行驶所需能量后的剩余能量时刻向蓄电池组充电储存，包括短暂停车、滑行、减速等的剩余能量；回收的制动能量（再生制动）同样也对蓄电池组进行充电储存。氢气发动机的低速高效特性＋剩余能量、再生能量回收，从而达到理想节能。
1、新研发的氢气发动机的技术结构
新型氢气发动机即是活塞从没有空间的上止点下行，由增压器增压空气 (约0.4-0.6MPA)在进气阀门根处与电喷射的燃料氢进行实时混合高速进入气缸，(缸内混合气压力约为0.2-0.4MPA)，下行到其行程的中间点，阀门瞬间关闭，足够强大的点火能量氢氧混合气体最大爆轰力作功行至下止点。从上止点－中间点（进气），作功－下止点，下止点－上止点（排气）。进气作功、排气两个行程完成一个工作循环。当爆轰的膨胀峰值最高时曲轴的结构力距是最大的，发动机运转扭矩大。低转速时效率高达61－79％。
2、氢燃料来源、成本，储存技术
氢燃料主要来源是工业副产品和水电解，工业副产品的氢相对便宜，低至几分钱立方米。以水电解为例，利用波谷电价，按4度电制1立方米氢气(每立方米氢气相当于0.1kg换算),平均每公斤氢气的价格仅在20元左右，加上30％加氢站经营成本约共计26元/kg。载重400kg氢电混合动力小型汽车,行程1000公里耗氢约4kg。“波谷”产氢，“移峰填谷”，有效调节波谷剩余电力能源,被免因不能储存而白白浪费掉。
采用碳类、MOFs（金属有机框架）等制备材料液氮降温储氢。通过制备减小孔隙直径、增加孔隙数目，孔隙大小为纳米级尺度，提供有效表面积和合适的孔结构材料，增加存储空间。多孔吸附材料具有重量轻，储氢量大（约7.6wt.%），吸放氢条件温和，成本低，物理吸附固态存储，循环使用寿命高,安全性好，无爆炸危险，特别适合汽车专用氢储存器。
3、氢安全
通过多次氢气洩漏和汽车洩漏点火实验对比证明，氢气汽车比汽油汽车还要安全。由于氢气的比重小，再加上燃点比汽油还高，因此在洩漏之后，会在非常短的时间之内就在大气当中稀释，并不会累积而造成燃烧或爆炸的危险。
4、蓄电池组选材
蓄电池组选择原则是取轻小而储电密度要高。可以选用HV蓄电池，锂电池，电容电池，锂铁电池或高铁电池。蓄电池组容量可根据用户需求特点设定，在加氢站基础设施没有系统建立之前，(中小型车)设蓄电池组为300kW左右或单靠电池可行驶200公里以上。蓄电池组设有外接市电快速充电装置。
5、专利保护
（1）、实用新型专利。
专利名称：燃气汽车 专利号：ZL200820008336.2
自有技术：①进气管装有防回火装置
②燃气储罐装有快速充气管
③燃气电脑控制流量计
（2）、发明专利
专利名称：车用环保氢气制备供应方法及氢气发动机
专利申请号：CN200810072513.8
① ：大规模生产纯氢气工艺流程
② ：“钢板冲压焊接结构”氢气发动机的主要件汽缸体，汽缸盖的生产主要工艺流程：
仅以顶置气门式发动机汽缸体为例：
汽缸体由壳体、缸套支持板、隔板、盖板组成。
钢板冲压焊接结构的汽缸体工艺流程

壳体
（1件/台）
缸套支持板（1件/台）
隔板（3件/台）
盖板（1件/台）
汽缸体
落料冲孔
√
√
√
√

翻孔整形
√
√

翻边
√
√
√
√

装配焊接
√
√
√
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消除焊接应力
(按工艺需要)

√
整形

√
防锈前处理

√
表面喷涂

√
机加工

√
表面防锈贴膜

√
包装待装配

√
③ ：为实现新能源汽车的企业生产规模大，技术高，质量优，保先进。则必须做到：
A:有自己的能源开发中心。即设立本企业的“新能源汽车技术研究所。专业研究新能源汽车实用功能和产品。如快速加气站，充电站，防回火安全装置，燃油、燃气、充电、放电的电脑计量器等。本企业有专业科学家、高级技术人员、有丰富经验的能工巧匠结合的技术团队。
B：有自己的汽车组装厂以外能生产自己专利权的产品车间如防回火安全阀，电脑燃料计量器，燃气快速加气的工艺装备等。
C：有自己的燃气加气技术服务站。保证能以符合标准化学成分的燃气提供给燃气汽车使用。达到安全、可靠、高效、经济的目的。
四、发展氢电混合动力汽车投资效益分析
1、市场需求分析
A 、汽车市场需求
根据新华信调查公司发布数据表明：预计2007年中国汽车市场产销将双双突破800万辆，2010年将达到1000万辆的规模。其中预计狭义乘用车2007年销售量将达505万辆，2010年则将增至666万辆，2006年到2010年平均增长率达12％。另外，据新华信预测，增长最快的将是轿车，2007年预计销量达449万辆，比2006年增长76万辆，2010年预计销售660万辆，2006年到2010年平均增长率达13％。
B 、氢电混合动力汽车产品定位
高智能电控现代车型，环保、未来、先驱。特出她轻便雅观气派，酷与时尚结合，动力与实用科学搭配，以超便利操作而著称，超动力、超安全、超时尚，领先的科学技术。小型车目标客户是中档收入上班族、白领人士、环保爱好人士、超前时尚青年、退休休闲一派、环保城市形象指定出租车等；大型车型目标客户是各城市大中型公交车客车,铁路机车等。
2、投资与效益
A投资规模
组装、测配生产线一条约300万，年产量是3600辆；车身，发动机，蓄电池组，电机及控制器与系统等部件的代工300万；办公、管理、技术200万；营销渠道100万。共计900万。
年产量18万辆的规模，组装、测配生产线50条。
900万×50条生产线＝4.5亿
投资资金需4.5亿元人民币。
B制造成本控制
小型车造价控制在5－6万。其中电机（4X5kw）4000，控制器（1个）2000，氢发动机组（15KW）6000，轮子（4个）2000，车身架2000，人工管理场租4000，储氢器10000，电池10000，其他1－2万，总重约600-700kg。大中型的公交车客车造价控制在15-20万,铁路机车(略)。
C效益分析
小型车售单价约7－10万，大中型的公交车客车25-30万，营销成本5-10%，利得均约30%。
3、风险分析
A、政府扶持政策协调效率和有效政策持续时间，在没有形成产业气候之前一定的程度上会影响到氢电汽车产业的正常发展。
B、加氢站基础设施的普及程度，网点甚少或氢燃料产业链失控，造成车辆加氢困难。
C、与传统汽车产业相比成本偏高。
D、人们没有得到正确理会氢的安全，恐惧的心理在一定时期里影响购车欲望。
E、电力物价上调，电解氢成本上升，氢燃料价格影响氢电汽车产业发展。
五、发展氢电混合动力汽车的保障措施
1、政策保障
政府机构下发红头文件，签订试点城市，同步建设基础设施。政府明确补贴政策和税收政策，定制目标客户。
2、产业链保障
政府牵头，“制氢”、“加氢”、“用氢”各方互利互作，签订产业联盟合作协议，稳定氢源，形成产业链。
3、技术保障
新型的氢气发动机专利技术优势特出，氢固态储存新材料技术应用，电控智能系统技术，氢电混合节能技术和氢安全保障技术。
4、强化政府协调
发展清洁氢电混合动力汽车产业是件利国利民的社会公益事业，但从生产企业、基础设施、到消费客户，都是市场的供求体系，对于项目实施过程中出现问题，积极争取当地政府的支持，发挥协调和指导作用。在国家政策范围内，对发展氢电混合动力汽车的各方面都给予最大条件的支持。
六、结论
通过改变内燃机结构增大扭矩，并适应氢氧爆轰反应完全做功，高效转换能量，与相比之的当前燃料电池成本和寿命较经济实用；同时结合蓄电池组集中智能电控动力运行，一方面储存剩余能量，回收再生能量，氢电的混合高能量动力使汽车加速自如，驾驶舒适、安全；另一方面也利于氢发动机发挥低速高效特性和整合节能；新材料、新技术氢储存结合，以技术、成本、安全、市场、科学推进氢经济发展。

氢气能源燃气发动机
可行性研究报告
一、 技术背景
目前所有使用的机动车，船有少部分使用石油液化气或氢气作燃料，大部分都采用汽油、柴油作燃料。随着车辆发展使用的普及和地球石油资源的减少，依靠石油化工产品汽油、柴油。大规模使用化工燃料出现了资源的日益枯竭，环境不断恶化，还诱发了不少国与国之间、地区之间的政治经济纠纷，甚至冲突和战争；以及人们对环境保护意识的强化认识。因此，必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续能源系统。
石油液化气作能源的内燃机将急需寻找替代品。而且以氢气作能源的内燃机目前是依靠工厂集中制取氢气，经150—350个大气压压缩温度为-253℃冷冻成液态装罐使用，且冷藏罐的保温非常复杂，象加油站一样普及建设加氢站成本过于高昂，极大的遏制了氢气发动机的普及。近来，氢气发动机的热度明显上升，它既是清洁能源应用的一个好契机，同时人们看好的是，和燃料电池电动汽车，使用氢气有着同根同源的关系，在氢能源社会建设工程方面，是一个非常合适的过渡，从而分别于汽车进入一个新能源的汽车时代。
氢气发动机的应用BMW算是开路先锋。BMW的750HL，5升汽缸发动机轿车上，开发出汽油和氢气需用发动机轿车，这属于第5代的产品。BMW在2000年汉诺威世博会上，有15辆750HL轿车作交通等，令人耳目一新。这证明：氢气发动机汽车从原理上实用是可行的，液态氢的燃料可以在汽车上应用；即使使用双燃料的油箱，也不会影响到汽车的正常应用，开起来一样方便；在汽车制造方面的进一步改进，对氢气发动机的批量应用，前景非常的好。
当前，750HL发动机在使用汽油和氢气时，性能上有差距，当排当在5379cm3V12发动机，燃用汽油时，功率为240KW，加速100Km/h,只需6.8秒，最高车速250 Km/h；而燃用氢气时，功率为150KW，加速时间9.6秒，最高车速226 Km/h，百十里耗氢气40L，一次充气140L，可行驶350Km。当前BMW对下一代氢气发动机的效率和比功率正在继续的挖潜工作中。
目前，氢的储存方法，最简单的是使用高压氢气瓶，但体积太大，能在大客车上应用，而更先进的办法是应用含钛合金板制成的储氢箱，用以储存液态氢。BMW研制一种较实用的储氢箱，强度很高，结构很像保温瓶，箱体由两层隔热板制成，中间抽点空，并常有防撞装置和高受热时，少量的自动排出装置，而最先进的储氢是一种利用纳米碳素纤维求储存氢气，正在加速研制中。现有的氢气发动机的氢气来源是采用的是以市电供电以电解水产氢气和桶状结构电解池，无法满足内燃机移动的需要。
二、 技术可行性分析
1、 关键技术及创新点，关键技术的开发和效果论述。
⑴ 氢燃料特点
氢，是宇宙间含量最丰富的元素，它的原子核就是一个质子，外面环绕着一个电子。两个氢原子与一个氧原子结合，构成生命所必须的物质—水。爆炸极限4%～74%，最大爆炸压力740kpa，产生最大爆炸压力浓度32.3%，最小引燃能量0.019mJ。除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg,是汽油发热值的2.8倍。以氢气作能源的关键技术在于如何破坏水分子的化学键而大量析出水中的氢气和氧气；而现在发明的通过离子交换剂进行离子交换破坏水分子的化学键，使电解水产生的氢气直接做能源的技术变成了实际可行；其经济效益和社会效益非常显著。
⑵ 结构特征与技术亮点
以电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机上根据总体功率要求附加一个配套发电机，所发出的电流经整流控制器分配到氢气发生器的电极和对启动电瓶进行充电；氢气发生器用自然水为原料，加入适量氢氧化钾或是氢氧化钠以增强导电效率，氢氧化钾不会消耗，只需要补充水就可以长期使用。水溶液在直流电的作用下，通过离子交换剂进行离子交换破坏水分子的化学键而析出水中的氢气和氧气；
化学方程式：阴极 4H2O+4e==4OH+2H2
阳极 4OH-4e==2H2O+O2
经储存罐缓冲和再次水汽分离后，供给内燃发动机汽缸做功；使内燃机脱离对石油化工产品的依赖。本实用新型发明结构简单，在现有车船上改装容易，无环境污染。氧气还可以接给驾驶员补充氧气。
⑶ 氢气发动机的特点是适当调整进气混合比和点火延迟角，当活塞从上止点下行到其行程中点时使火花塞点火利用氢氧最大爆炸力作功行至下止点，氢4-32.3%低占比混合气体爆炸特性作功，爆炸的膨胀速度威力不但远远超于传统燃烧方式，而且氢气燃料（成本）消耗少。当爆炸的膨胀峰值最高时曲轴的结构力矩也是最大的，发动机运转扭矩大，动力强劲。而且只排放微量的水汽，对大气层没有任何的污染，是真正的环保绿色动力能源。
2、 项目技术指标与国内外同类技术全面综合对比情况。
1、 现在的氢气汽车，目前是在350公斤/平方厘米的压力条件下，用容积140升的储氢罐储存2公斤多的氢气，结构很像保温瓶，箱体由两层隔热板制成，中间抽点空，并装有防撞装置，一次加氢可行驶350公里。但建设加氢站成本过于高昂，且冷藏罐的保温非常不便。
2、 （氢）燃料成本更经济可观
根据调查目前轿车百公里经济耗石油液化气7升，按气体摩尔体积的膨胀与燃烧温度有关。V=(V1-V2)【(1+273+dt)/273】所以理论上轿车百公里耗氢气144.66升，折换耗水大约80毫升，以轿车动力120马力计，制造这些氢气需要电量为520*2大约为1.4马力。用发动机附带的发电机足以供给。
根据调查目前轿车百公里按耗油10升，按标准油气混合比为1:15折合得160升混合气，而一升水实际可以分解出1234升的氢气和622升氧气，共计1856升具有最佳燃烧比的标准混合气，经测量一升水实际可以分解出980升氢气和490升的氧气。980+490=1470/160可供行驶900多公里。
3、 技术的开发和技术依托
目前，已经向国家知识产权局申报了发明专利。
专利名称：车用环保氢气制备供应方法及氢气发动机
专利申请号：CN200810072513.8
① ：大规模生产纯氢气工艺流程

② ：“钢板冲压焊接结构”氢气发动机的主要件汽缸体，汽缸盖的生产主要工艺流程：
仅以顶置气门式发动机汽缸体为例：
汽缸体由壳体、缸套支持板、隔板、盖板组成。
钢板冲压焊接结构的汽缸体工艺流程

壳体
（1件/台）
缸套支持板（1件/台）
隔板（3件/台）
盖板（1件/台）
汽缸体
落料冲孔
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翻孔整形
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翻边
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装配焊接
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消除焊接应力
(按工艺需要)

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整形

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防锈前处理

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表面喷涂

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机加工

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表面防锈贴膜

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包装待装配

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三、 市场需求
1、 国内市场状况及产品的发展前景，在国内市场的竞争能力和市场占有率。
以电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机在目前尚属空白。而且不仅可以缓解石油紧张，还减少废气的排放，是真正的环保绿色动力能源。
2、 国际市场状况及产品的发展前途，在国际市场的竞争能力。
能源是人类社会存在与发展的物质基础。然而，大规模使用化石燃料出现了资源的日益枯竭，环境不断恶化，还诱发了不少国与国之间、地区之间的政治经济纠纷，甚至冲突和战争。以及人们对环境保护意识的强化认识，因此，必须寻求一种新的、清洁、安全、可靠的可持续的能源系统。
四、 项目的投入、经济效益及社会效益分析
1、 项目的投入
总投资3亿元。
其中设备投资1亿，500亩土地购置费5000万，150000平方米厂房和办公楼建筑费1亿，流动资金5000万。
2、 项目产品的生产成本、销售收入估算。
以每套生产成本3000元计算（直接材料成本2000元，人工费加改装费1000元），销售收入9800元/套。
如年产10万套 ×6800元/每套== 年利润6.8亿
3、 分析结论
我国交通发达，机动车辆较多，且全球性资源紧张，以电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机在目前尚属空白；销售市场巨大；该项目经济效益好，抗风险能力较强，是一项低投入高产出的项目；能为城乡提供多个就业机会，能培育新的经济增长点，有效
推动我国的经济发展；经过客观与务实的简要分析后，证明此项目的运作是可行的，在领导的重视和技术人员的共同努力下，为项目的顺利实施提供强有力的保障，能确保项目成功实施和取得显著效益，并有可能带来更大的经济效益。
4、 社会效益分析
以小轿车为例，其用汽油的单台燃料消耗量及一年燃油使用成本如下：（注：汽油单价以5.0元/公升，以每天70公里一个月行驶2000公里，一年行驶24000公里计算，油耗以7升/百公里计算）
小轿车用汽油24000×0.07×5==8400元
小轿车用电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机的使用成本如下：
消耗自然水27升，价值27元，消耗NaOH大约2公斤价值4元，设备折旧费1000元，共计1031元。
小轿车用电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机的使用成本1031元减去小轿车用汽油的使用成本8400元，节约费用7369元。
以一个地区汽车10万辆计，每年可以节约燃油费用73690万元，而且没有任何污染，还可以节约环保治理费用若干，是真正的环保绿色动力能源。
以出租车每天跑400公里，耗油30升计，出租车每年跑300天120000公里，耗油9000升价值9000×5==45000元。
如果电解水产生的氢气直接做能源的燃气发动机的使用成本则只消
耗自然水134升，价值134元，消耗NAOH大约8公斤价值16元，设
备折旧费2000元，合计2150元；
每年可节约资金4500元-2150元==42850元。

锂离子电池项目可行性研究报告
目 录

第一章 项目投资总论 1
第二章 项目背景和发展概况 2
第三章 项目市场分析与建设规模 4
第四章 项目原料资源条件 13
第五章 建设内容和规模及产