12月3日，工信部發(fā)布《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》明確，加快氫能技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動氫能多元利用。
氫燃料電池汽車作為氫能利用的重要方式，近年來發(fā)展迅速。在即將到來的北京冬奧會期間，張家口賽區(qū)共將投入625輛氫燃料電池車，為賽事提供交通運輸服務(wù)保障。
氫燃料電池與鋰電池相比，具有哪些優(yōu)勢?何時能夠大規(guī)模使用?本報記者進行了采訪。
有啥優(yōu)勢?
——續(xù)航更久、更環(huán)保，在固定路線、中長途及高載重場景下更有優(yōu)勢
隆冬時節(jié)，400多輛氫燃料電池公交車已在張家口忙碌地運行著。據(jù)悉，這批氫燃料電池公交車已經(jīng)實現(xiàn)零下30攝氏度極寒環(huán)境下的儲存和冷機啟動以及開啟暖風(fēng)空調(diào)場景下300-450公里的長續(xù)駛里程。北京冬奧會期間，更多氫燃料電池車將為張家口賽區(qū)提供交通運輸服務(wù)保障，助力綠色冬奧。
“雙碳”目標驅(qū)動下，氫能源得到更多關(guān)注。國際氫能委員會預(yù)測，到2050年，全球氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，創(chuàng)造2.5萬億美元的市場規(guī)模，并在全球能源消費占比達到18%。
氫燃料電池汽車是目前交通領(lǐng)域利用氫能的重要方式，以氫氣為燃料，通過電化學(xué)反應(yīng)將燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，具有能量轉(zhuǎn)換效率高、零排放等特點。中國汽車工業(yè)協(xié)會秘書長助理兼技術(shù)部部長王耀對本報記者表示，與鋰電池電動車相比，氫燃料電池汽車續(xù)航足、加氫快、綠色環(huán)保。
“鋰電池自身并不能發(fā)電，屬于二次電池。而氫燃料可以直接作為汽車動力來源，且加氫方便快速，平均5-8分鐘就能加滿。”王耀介紹，氫燃料電池的能量消耗、碳排放比鋰電池更環(huán)保，不僅沒有氮氧化物等有害氣體，甚至不會產(chǎn)生二氧化碳。此外，氫能源最大的優(yōu)勢就是可再生。除了工業(yè)副產(chǎn)品制氫外，還可通過煤制氫以及利用光伏、風(fēng)電等可再生能源電解水制氫。
對于消費者來說，最直觀的感受就是續(xù)航更久了。“氫的能量密度更高，在超高能量密度的支持下，氫燃料電池車輛的續(xù)航里程很容易就達到或者超過現(xiàn)有燃油汽車。以在北美市場銷售的豐田Mirai為例，新車型在海外測試中的實測續(xù)航里程達到了1003公里。”王耀說，此外，氫燃料電池的低溫適應(yīng)性更強。在嚴寒天氣下，氫燃料電池不會受到低溫帶來的續(xù)航縮減、補能焦慮的影響。
王耀表示，氫燃料電池的特征決定了其在港口、物流園等相對封閉和固定路線，里程超過純電續(xù)航上限的中長途場景以及高載重場景下將更有優(yōu)勢。“純電車型由于當(dāng)前技術(shù)條件下電池能量密度提升空間有限，重卡匹配長續(xù)航里程的需要，增加電池必然導(dǎo)致自重更重，因此氫燃料在載重量具有更大需求的場景上將更有優(yōu)勢。”
為啥火了?
——政策支持下獲得快速發(fā)展，加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施積極建設(shè)中
2019年，氫能被首次寫進《政府工作報告》。2020年9月，財政部等五部委發(fā)布關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知，提出將對燃料電池汽車的購置補貼政策調(diào)整為燃料電池汽車示范應(yīng)用支持政策，對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎勵。
在政策支持下，全國多地加快氫能發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前，國內(nèi)已有50多個地級市發(fā)布氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，北京、山東、河北、河南等省份相繼出臺“十四五”氫能發(fā)展規(guī)劃或扶持政策，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、企業(yè)數(shù)量、燃料電池汽車、加氫站等方面明確階段目標。
如北京市明確，2023年前培育5-8家具有國際影響力的氫能產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)，京津冀區(qū)域累計實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破500億元、減少碳排放100萬噸;2025年前，產(chǎn)業(yè)體系、配套基礎(chǔ)設(shè)施相對完善，京津冀區(qū)域累計實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模1000億元以上。
同時，各地還出臺了不同程度的氫能補貼和獎勵政策。北京市在建設(shè)環(huán)節(jié)上對規(guī)模以上加氫站給予一次性定額補貼;在運營環(huán)節(jié)給予加氫站每千克氫氣運營補貼;燃料電池汽車按照中央與地方1∶0.5比例安排市級財政補助。上海、重慶、河南等地近期也陸續(xù)出臺氫能地方補貼政策。
加氫站也在積極建設(shè)中。加氫站是給燃料電池汽車提供氫氣的燃氣站，作為給燃料電池汽車提供氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施，加氫站的數(shù)量近年來也在不斷增長。有關(guān)機構(gòu)發(fā)布的《中國氫能行業(yè)市場前景及投資機會研究報告》顯示，截至今年6月初，國內(nèi)共建成加氫站141座，73座正在建設(shè)，118座規(guī)劃建設(shè)中。
“國家對于鋰電池為主的新能源路線產(chǎn)品提供了大量的市場補貼后，促成了我國目前在全世界獨特的新能源領(lǐng)先勢頭，實現(xiàn)了彎道超車。”王耀分析，與鋰電池新能源汽車不同，氫燃料電池汽車要想搶占市場份額，不僅需要政策支持，還需要面對使用成本更低的柴油商用車市場以及對價格更為敏感的營運用戶。因此，氫燃料電池車的發(fā)展之路還很漫長。
怎么發(fā)展?
——市場空間大，但規(guī)模化應(yīng)用需突破核心材料及成本障礙
業(yè)內(nèi)普遍認為，氫燃料電池車具有較大發(fā)展空間。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，到2030年，中國氫氣需求量將達到3500萬噸，在終端能源體系中占比為5%;到2050年，需求量有望達到6000萬噸。在終端能源體系中占比為10%，預(yù)計產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達12萬億元。其中，交通運輸領(lǐng)域用氫2458萬噸，約占該領(lǐng)域用能的19%。這意味著氫能產(chǎn)業(yè)鏈未來有望與鋰電產(chǎn)業(yè)鏈形成“雙雄”市場格局。
不過，當(dāng)前氫燃料電池車的發(fā)展仍面臨一些阻礙。
部分核心材料仍依賴進口。“燃料電池技術(shù)一直在發(fā)展，技術(shù)進步帶動了更持久、性能更好、更高效和更大規(guī)模的燃料電池系統(tǒng)。但其中部分核心材料尚未完全取代進口產(chǎn)品，仍需要進行一定時間的產(chǎn)品驗證，以確認國產(chǎn)替代品的可靠性和耐久性能否滿足需求。”王耀表示，這也是制約部分零部件成本高居不下的原因。
成本制約了氫燃料電池車實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。在制造環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)的氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)大多尚未實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，企業(yè)研發(fā)投入較高，產(chǎn)品產(chǎn)量較小，制造成本居高不下。產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)高成本疊加，導(dǎo)致氫燃料電池汽車成本居高不下。“從整體來看，雖然主要核心零部件已實現(xiàn)國產(chǎn)化、自主化，但仍需要一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化才能夠有效降低產(chǎn)品成本，實現(xiàn)整車價格的有效競爭。”王耀表示。
氫氣的易燃屬性，導(dǎo)致一些人“談氫色變”，影響著氫燃料電池汽車的應(yīng)用。對此，王耀解釋，氫氣具有高逃逸性，在相對開放環(huán)境及有效的儲存裝置的保障下，氫氣不存在明顯燃爆的風(fēng)險。“車載儲氫技術(shù)在目前相對成熟的高壓氣態(tài)儲氫模式下，已比較安全，同時技術(shù)還在不斷進步，安全性將進一步提高，讓大家放心使用。部分民眾的‘談氫色變’需要通過科普的方式來提升信任感和接受度。國內(nèi)已有數(shù)千輛氫燃料公交物流車輛在安全運營當(dāng)中，未來將有更多這類公交車等市政用車出現(xiàn)在普通民眾身邊，屆時大家對于氫氣的安全將有更加直觀的感受和理解。”
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