8月26日,2022世界新能源汽車大會“氫能與燃料電池汽車商業化”主論壇會場裡,彌漫着濃濃的氫能産業發展“春天的氣息”。
在領導緻辭、主題報告和專題演講環節,與會專家表達得最多的是,氫能産業已成為戰略性新興産業和未來産業重點發展方向,正面臨重大曆史發展機遇期。
也許隻是巧合,與會場裡大家一緻看好氫能産業相呼應,當天的資本市場上,氫能源闆塊也在股市震蕩中被投資者追捧,表現亮眼,多隻個股拉升漲停。
在“雙碳”目标的大背景下,氫能源産業發展似乎在新賽道上搭載了商用汽車的新“引擎”。
2022世界新能源汽車大會“氫能與燃料電池汽車商業化”主論壇。圖片來源:中國科協信息中心
引領國際潮流
“總體來看,全球氫能産業尚處于初期示範和商業模式探索階段。”國家能源局總工程師向海平緻辭中說,“從我國國情和能源發展實際出發,氫能在能源革命中有重要的戰略地位。”
氫能作為二次能源,具有來源多樣、終端零排、用途廣泛等優勢。氫能能夠實現電力、熱力、液體燃料等各種能源品種之間的跨能源網絡協同優化。因此,發展氫能産業對于碳中和目标有着非常重要的戰略意義。
一方面,我國“雙碳”目标的提出為氫能産業發展提供了前所未有的曆史機遇;另一方面,氫能相關技術近年來不斷發展成熟,氫能制備、儲運的經濟成本持續降低。随着應用場景的不斷豐富,必将進一步牽引氫能應用的産業需求,為氫能提供廣闊的發展空間。
“氫燃料電池商用車是中國氫能燃料電池的特色和優勢,與10年前純電動車的發展情況類似,我們正在引領國際潮流。”在當天的主題報告上,中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高說。
據國際能源機構(IEA)統計,全球燃料電池商用車基本都是在中國推廣的。尤其巴士和卡車,其他國家基本沒有,而在中國卻有着成功的推廣使用。
“能取得引領全球的地位,得益于中國在燃料電池汽車技術方面的進步和一系列應用示範。”歐陽明高說,“和六七年前相比,目前我國燃料電池的壽命、經濟性、安全性等各項指标都有大幅度提升。”
2008年北京奧運會時,我國開始氫能燃料電池示範應用,從國外進口了十幾輛最先進的燃料電池大巴,并建成國内首座加氫站。到2022年冬奧會、冬殘奧會上,中國已有超過1200輛各類氫燃料電池車參與示範應用,累計運營裡程超375萬公裡。同時,冬奧會示範運營車輛全部使用綠氫,減排二氧化碳2700噸。
國家能源局公布的數據顯示,截至2022年上半年,我國建成運營加氫站269座,除甘肅、青海、西藏外,其餘各省份至少有一座加氫站,目前加氫站總數已經是世界第一。
截至2022年7月,我國燃料電池車保有量達10561輛,是全球燃料電池車保有量最多的國家。車輛運行涉及全國68座城市,基本上從原來小規模示範進入商業化推廣初期。
“整體來說,在‘雙碳’目标和各項新能源政策支持下,在資本助力、産業協同發展、技術進步、基礎設施建設帶動下,我國很有可能成為全球第一個實現燃料電池汽車産業化、商業化的國家。”北京億華通科技股份有限公司董事長張國強說。
抓住重要窗口期
“這次冬奧會開始前我們擔心氫的安全問題,壓力很大,還專門請國際氫安全國際咨詢委員會來把關。”歐陽明高說,“但事實證明,氫能利用是安全、可實用化、可商業化、可規模化的技術。”
作為2008年奧運會氫能燃料車保障組成員之一,張國強對比兩次奧運會氫能燃料車使用情況後認為,冬奧會氫燃料電池汽車的示範有兩方面意義:一是讓全世界看到氫能可以作為一種能源保障人類大規模出行需求;二是通過複雜路況(最低溫度零下28攝氏度,最大坡度16度,最高海拔2198米)實現零事故,驗證了當前氫燃料電池技術的成熟度。
目前,我國氫燃料電池車保有量超過1萬輛,而且正通過“以獎代補”的形式,形成總規模萬輛級的5個氫燃料電池車城市群。也就是說,今後兩三年,還有1萬輛氫燃料電池車“正在趕來”。
“未來幾年是燃料電池車發展最重要的窗口期。”歐陽明高說,“但我們同時也面臨燃料電池效率低、壽命短、成本高等問題。”
歐陽明高解釋說,提高效率、降低損耗可以減少氫瓶數量、減輕熱管理負擔,尤其對商用車來說,不但要面對國外廠商的競争,還要面對來自純電卡車的壓力。所以,燃料電池領域要改進材料、電堆和推進系統,通過技術創新來解決壽命問題,也要通過規模化和國産化來降低成本。
近年來,不少中國企業通過“剝洋蔥”的方式,解決了發動機技術、電堆技術、模電極技術難題。歐陽明高說,雖然在某些方面還有些差距,但金屬闆電堆、石墨闆電堆等技術路線都取得了突破,一些典型産品的技術指标已經跟豐田、巴拉德差不多了。
“經過這麼多年發展,我們基本掌握了燃料電池相關核心技術,後期随着量的增長,成本會指數級下降。”張國強說,“未來産業發展會面臨很多挑戰,但目前最急缺的是基礎設施保障。”
豐田汽車(中國)投資有限公司高級執行副總裁董長征同樣認為,要實現燃料電池普及,基礎設施建設十分重要。
“現在我國能對應70兆帕的加氫站隻有19座,其中能正常商業運營的70兆帕加氫站僅8座。這個數字對于行業來說是遠遠不夠的。再環保的技術,隻有普及後才能為環保做貢獻。”董長征說,“再如,目前經銷商或4S店都不能更換或維修氫瓶,必須返回工廠進行作業,這給客戶帶來極大不便。今後希望能加快立法、完善監管體系,允許滿足安全條件的4S店開展這方面業務。”
以車用為“引擎”
數據顯示,目前交通領域用能占能源使用總量的11%,其中大部分為化石燃料;碳排放也占全國碳排放的11%左右。談及氫能源産業的發展,歐陽明高認為,可以通過應用端帶動基礎設施,“氫能燃料電池汽車隻是一個先導和突破口”。
未來新能源革命,氫和電是兩個主要能源載體。氫電可以互相轉換,既是物質基礎又是動力基礎。歐陽明高認為,可再生能源、電網、制氫、轉換、儲氫、運輸、儲能、應用,每個環節都有很多選擇。
“現在我們要攻克重卡和長途客車,再擴展到各種重載交通工具,然後是火車、船舶、飛機。這是發展氫能源的路徑。”歐陽明高說。
在本屆大會的技術展上,各類氫燃料動力汽車也成為展會的亮點。福田汽車搭載了億華通240千瓦氫燃料電池發動機的49噸重型卡車吸引了衆多參會者的目光。這款車最高滿足1000公裡以上續航需求,被業内專家認為是我國重卡領域燃料電池的技術突破。
展會上亮相的,還有捷氫科技自主設計的大功率質子交換膜燃料電池系統——捷氫啟源P4H,系統采用了PROME Smart智能算法,讓系統效率大大提升,最高效率可達60%,在25s内實現-30℃無輔熱的低溫啟動。具有高可靠性、高效率、長壽命等優勢。捷氫啟源P4H燃料電池系統可應用于燃料電池乘用車、客車和中重卡等領域。
現代汽車帶來的NEXO中國版也吸引衆多觀衆駐足。這款氫燃料動力汽車在續航裡程及補能方面有着優異的表現,在充滿氫的情況下,CLTC-P工況下續航裡程可達550公裡,加滿氫僅需5分鐘,完全解決了新能源汽車補能時間過長和續航焦慮等問題。
無論是本屆大會的專題報告還是技術展,都能看到氫能正在新能源汽車領域發力,未來車用引擎将進入“氫”時代。
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