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(huì)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(yùn)輸服務(wù)保障。
氫燃料電池與鋰電池相比，具有哪些優(yōu)勢(shì)？何時(shí)能夠大規(guī)模使用？本報(bào)記者進(jìn)行了采訪。
有啥優(yōu)勢(shì)？
——續(xù)航更久、更環(huán)保，在固定路線、中長途及高載重場(chǎng)景下更有優(yōu)勢(shì)
隆冬時(shí)節(jié)，400多輛氫燃料電池公交車已在張家口忙碌地運(yùn)行著。據(jù)悉，這批氫燃料電池公交車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)零下30攝氏度極寒環(huán)境下的儲(chǔ)存和冷機(jī)啟動(dòng)以及開啟暖風(fēng)空調(diào)場(chǎng)景下300-450公里的長續(xù)駛里程。北京冬奧會(huì)期間，更多氫燃料電池車將為張家口賽區(qū)提供交通運(yùn)輸服務(wù)保障，助力綠色冬奧。
“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，氫能源得到更多關(guān)注。國際氫能委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2050年，全球氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3000萬個(gè)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(chǎng)規(guī)模，并在全球能源消費(fèi)占比達(dá)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)殡娔埽哂心芰哭D(zhuǎn)換效率高、零排放等特點(diǎn)。中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長助理兼技術(shù)部部長王耀對(duì)本報(bào)記者表示，與鋰電池電動(dòng)車相比，氫燃料電池汽車?yán)m(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(dòng)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(huì)產(chǎn)生二氧化碳。此外，氫能源最大的優(yōu)勢(shì)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(duì)于消費(fèi)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(dá)到或者超過現(xiàn)有燃油汽車。以在北美市場(chǎng)銷售的豐田Mirai為例，新車型在海外測(cè)試中的實(shí)測(cè)續(xù)航里程達(dá)到了1003公里。”王耀說，此外，氫燃料電池的低溫適應(yīng)性更強(qiáng)。在嚴(yán)寒天氣下，氫燃料電池不會(huì)受到低溫帶來的續(xù)航縮減、補(bǔ)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(duì)封閉和固定路線，里程超過純電續(xù)航上限的中長途場(chǎng)景以及高載重場(chǎng)景下將更有優(yōu)勢(shì)。“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(chǎng)景上將更有優(yōu)勢(shì)。”
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(jìn)《政府工作報(bào)告》。2020年9月，財(cái)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(duì)燃料電池汽車的購置補(bǔ)貼政策調(diào)整為燃料電池汽車示范應(yīng)用支持政策，對(duì)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(jiǎng)勵(lì)。
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(jì)，目前，國內(nèi)已有50多個(gè)地級(jí)市發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)規(guī)劃，北京、山東、河北、河南等省份相繼出臺(tái)“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(biāo)。
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(jì)實(shí)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(duì)完善，京津冀區(qū)域累計(jì)實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模1000億元以上。
同時(shí)，各地還出臺(tái)了不同程度的氫能補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)政策。北京市在建設(shè)環(huán)節(jié)上對(duì)規(guī)模以上加氫站給予一次性定額補(bǔ)貼；在運(yùn)營環(huán)節(jié)給予加氫站每千克氫氣運(yùn)營補(bǔ)貼；燃料電池汽車按照中央與地方1∶0.5比例安排市級(jí)財(cái)政補(bǔ)助。上海、重慶、河南等地近期也陸續(xù)出臺(tái)氫能地方補(bǔ)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?xì)庹荆鳛榻o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(jī)構(gòu)發(fā)布的《中國氫能行業(yè)市場(chǎng)前景及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)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(duì)于鋰電池為主的新能源路線產(chǎn)品提供了大量的市場(chǎng)補(bǔ)貼后，促成了我國目前在全世界獨(dú)特的新能源領(lǐng)先勢(shì)頭，實(shí)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(chǎng)份額，不僅需要政策支持，還需要面對(duì)使用成本更低的柴油商用車市場(chǎng)以及對(duì)價(jià)格更為敏感的營運(yùn)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(chǎng)空間大，但規(guī)?；瘧?yīng)用需突破核心材料及成本障礙
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)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(cè)，到2030年，中國氫氣需求量將達(dá)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(dá)到6000萬噸。在終端能源體系中占比為10%，預(yù)計(jì)產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達(dá)12萬億元。其中，交通運(yùn)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(chǎng)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(jìn)口。“燃料電池技術(shù)一直在發(fā)展，技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)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(jìn)口產(chǎn)品，仍需要進(jìn)行一定時(shí)間的產(chǎn)品驗(yàn)證，以確認(rèn)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(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)整車價(jià)格的有效競(jìng)爭(zhēng)。”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(duì)此，王耀解釋，氫氣具有高逃逸性，在相對(duì)開放環(huán)境及有效的儲(chǔ)存裝置的保障下，氫氣不存在明顯燃爆的風(fēng)險(xiǎn)。“車載儲(chǔ)氫技術(shù)在目前相對(duì)成熟的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫模式下，已比較安全，同時(shí)技術(shù)還在不斷進(jìn)步，安全性將進(jìn)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(yùn)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(shí)大家對(duì)于氫氣的安全將有更加直觀的感受和理解。”