“前不久,,我們?cè)趶埣铱诮桓读?9輛氫燃料電池公交車,。下一步,,張家口市計(jì)劃結(jié)合2022年冬奧會(huì),,將相當(dāng)比例的公交車替換為氫燃料電池客車,?!?/p>
日前,,在清華大學(xué)召開的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新論壇上,,北汽集團(tuán)總經(jīng)理張夕勇透露,,面向2022年北京冬奧會(huì),,北汽正在開發(fā)續(xù)駛里程超過450公里的第四代氫燃料電池客車,以及續(xù)航里程超過350公里的第二代氫燃料電池物流車,。
與之相關(guān)的另一則新聞是,,《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道稱,日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開發(fā)燃料電池車的計(jì)劃,,將力量集中于發(fā)展電動(dòng)汽車,。曾經(jīng)備受熱捧的氫燃料電池技術(shù),在其大本營(yíng)日本遭遇了發(fā)展瓶頸,。
氫燃料電池車的逐步發(fā)力,,會(huì)對(duì)發(fā)展勢(shì)頭正火的電動(dòng)汽車形成威脅嗎?為何氫燃料電池汽車在國(guó)外會(huì)被“拋棄”,?它在商業(yè)化應(yīng)用中又遭遇了哪些“攔路虎”,?
并非替代 燃料汽車可補(bǔ)電動(dòng)汽車短板
我國(guó)從2009年開始推廣新能源汽車,截至2017年底,,中國(guó)累計(jì)推廣新能源汽車超180萬輛,,已成全球新能源汽車推廣量最大的國(guó)家。如同純電動(dòng)汽車一樣,,氫燃料電池車也屬于新能源汽車,,目前只處于示范運(yùn)營(yíng)階段。燃料電池包括但不限于氫燃料,、甲烷燃料,、甲醇燃料電池等,當(dāng)前行業(yè)普遍認(rèn)可的是質(zhì)子交換膜氫燃料電池,。
值得注意的是,,燃料電池也不是新晉“網(wǎng)紅”,,早在上世紀(jì)60年代,堿性燃料電池就被用于宇宙飛船和登月飛行,。而在國(guó)內(nèi),,2006年,北汽福田和清華大學(xué),、億華通科技公司組建了聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì),,承擔(dān)了國(guó)家863計(jì)劃氫燃料電池客車研發(fā)工作,兩年后成功推出第一代氫燃料電池客車,,服務(wù)于2008年北京奧運(yùn)會(huì),。
為何在電動(dòng)車已成主流技術(shù)路線時(shí),重提發(fā)展燃料電池汽車,?業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,,電動(dòng)汽車存在充電耗時(shí)長(zhǎng)、續(xù)航里程短的短板,,而燃料電池車輛適合應(yīng)用在重載,、長(zhǎng)途交通領(lǐng)域,正好彌補(bǔ)電動(dòng)汽車的不足,。
“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,,氫燃料是汽車能源的一種終極解決方案,我國(guó)對(duì)氫燃料電池車的研發(fā)一直沒有停頓,?!敝袊?guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰說,氫能的開發(fā)利用中,,難度最大,、最典型的應(yīng)用場(chǎng)景就是氫燃料電池汽車,把它作為氫能利用的技術(shù)突破口是很好的選擇,。
在陳清泰看來,,氫燃料汽車與純電動(dòng)汽車并非替代關(guān)系,這兩種新能源汽車都能實(shí)現(xiàn)零排放,,且在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中各有所長(zhǎng),兩者將實(shí)現(xiàn)并行發(fā)展,,不可顧此失彼,。
那么,純電動(dòng)汽車與氫燃料電池汽車在成本優(yōu)勢(shì)上,,誰會(huì)更勝一籌,?中科院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高坦言,,續(xù)航里程在500公里以內(nèi),,氫燃料電池轎車沒有成本優(yōu)勢(shì),;續(xù)航里程在100公里以上,氫燃料電池商用車就具備成本優(yōu)勢(shì),。因此,,鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī),氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī),。
前景可觀 技術(shù)與成本掣肘商業(yè)化
近年來,,氫燃料汽車在全球范圍內(nèi)發(fā)展迅速。國(guó)際氫能委員會(huì)在2017年11月發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢(shì)調(diào)研報(bào)告》顯示,,到2050年,,氫能源需求將是目前的十倍。預(yù)計(jì)到2030年,,全球燃料電池乘用車將達(dá)到1000萬—1500萬輛,。
中國(guó)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出,要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,,到2020年,,實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用,?!豆?jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》則明確了時(shí)間表,到2020年,、2025年和2030年,,中國(guó)燃料電池汽車的發(fā)展目標(biāo)分別為5000輛、5萬輛以及百萬輛,。
陳清泰表示,,2017年,全國(guó)燃料電池商用車的產(chǎn)量達(dá)到1226輛,,燃料電池電動(dòng)車開始進(jìn)入試運(yùn)行階段,。可喜的是,,中國(guó)大型能源公司開始高調(diào)進(jìn)入,,紛紛將氫能納入發(fā)展戰(zhàn)略,加大對(duì)氫能技術(shù)的研發(fā)投入,,氫燃料電池相關(guān)零部件和專業(yè)性公司也在快速增長(zhǎng),。
中國(guó)氫燃料電池汽車領(lǐng)域在快速發(fā)展的同時(shí),也暴露出一系列問題,。全國(guó)政協(xié)副主席,、中國(guó)科協(xié)主席萬鋼指出,燃料電池汽車的商業(yè)化,、產(chǎn)業(yè)化滯后,,特別是產(chǎn)業(yè)生態(tài)和市場(chǎng)還沒有建立,,具體來說有幾個(gè)比較顯著的問題:國(guó)內(nèi)氫燃料汽車部分關(guān)鍵技術(shù)難題久攻不下,且與國(guó)外差距明顯,;產(chǎn)業(yè)化,、商業(yè)化進(jìn)度顯著落后。此外,,產(chǎn)業(yè)鏈較薄弱,,工程化能力不足,企業(yè)主體作用缺失,;制氫,、供氫和加氫的系統(tǒng)較落后,造成氫成本劇增,;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),、檢測(cè)體系嚴(yán)重滯后等。
但涉及氫燃料電池汽車的商業(yè)化,,張夕勇直言要闖過“三道關(guān)”,,首先是技術(shù)關(guān)。目前氫燃料電池汽車的電堆體積功率密度,、低溫性能,、氣瓶壓力等核心指標(biāo)還有很大提升空間。質(zhì)子交換膜,、雙極板,、高壓氣瓶等核心部件,從目前領(lǐng)先和追趕的企業(yè)指標(biāo)上就能看出差距,。
“目前氫燃料電池汽車的發(fā)展階段,,與10年前的純電動(dòng)汽車的發(fā)展階段基本相似?!睆埾τ抡f,,第二關(guān)是成本關(guān)。從材料購(gòu)置成本和使用成本的角度來看,,氫燃料電池汽車都高于純電動(dòng)汽車,,更無法和傳統(tǒng)燃油汽車競(jìng)爭(zhēng)。
第三關(guān)則是商業(yè)模式,,即場(chǎng)景關(guān),。“氫燃料電池汽車在300公里以上長(zhǎng)續(xù)航里程的使用場(chǎng)景更具優(yōu)勢(shì),。從制氫、儲(chǔ)備,、加注來看,,在制氫場(chǎng)所100公里內(nèi)集中布局加氫站比較科學(xué)合理,。”張夕勇稱,,氫燃料電池車更適合用于中遠(yuǎn)途和小范圍物流,,如公交車、班車,、擺渡車,、出租車等。
目前,,我國(guó)運(yùn)營(yíng)的加氫基礎(chǔ)設(shè)施約有12座,。中國(guó)工程院院士干勇認(rèn)為,雖然我國(guó)加氫站當(dāng)前規(guī)模較小,,但已暴露出一些問題,。我國(guó)加氫站尚無法按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)3—5分鐘快速加氫,達(dá)不到商業(yè)化運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn),;壓縮機(jī),、加氫機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備選型追求低價(jià),無法滿足長(zhǎng)期連續(xù)可靠運(yùn)營(yíng)要求……
打通“堵點(diǎn)” 構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)
從頂層設(shè)計(jì)到規(guī)格,,燃料電池汽車從來沒有輸給純電動(dòng)和插電式混動(dòng)兩類新能源汽車,,在政策加持下,資本正在涌入氫燃料電池車市場(chǎng),。當(dāng)國(guó)外車企在燃料電池面前打退堂鼓時(shí),,國(guó)內(nèi)車企卻在加大研發(fā)力度。
“從運(yùn)用期向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型是一個(gè)十分艱難的過程,,一些發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)公司對(duì)此已經(jīng)做了長(zhǎng)期的努力,,有的半途退出了,我國(guó)企業(yè)對(duì)此要有充分的準(zhǔn)備,?!标惽逄┨嵝选?/p>
顯然,,要構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng),,專家們直陳的問題怎么也繞不開,需要政府,、企業(yè),、研究機(jī)構(gòu)等多方共同努力。干勇表示,,氫能產(chǎn)業(yè)較為復(fù)雜,,要充分發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)。氫能的應(yīng)用牽扯到一系列的綜合技術(shù),從材料到運(yùn)輸,、加氫,,乃至最后運(yùn)行的全生命周期,需要一個(gè)清晰的操作路徑,,國(guó)家頂層設(shè)計(jì)尤為重要,。
在業(yè)界專家看來,破解對(duì)氫氣燃料電池車的恐慌和技術(shù)難題只是時(shí)間問題,。為加速氫燃料電池汽車的發(fā)展,,張夕勇建議,可通過組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,,設(shè)立專項(xiàng)基金,,支持基礎(chǔ)共性技術(shù)和核心關(guān)鍵技術(shù)研究。
“綜合考慮氫能和氫燃料電池汽車在全生命周期的能源效率,、減排效果,,利用補(bǔ)貼、稅收,、碳交易等政策杠桿,,支持加快推廣氫燃料電池汽車?!睆埾τ陆ㄗh,,選擇一批城市開展氫燃料電池汽車的推廣試點(diǎn),從細(xì)分市場(chǎng)確定商業(yè)推廣,、加氫設(shè)施建設(shè)等方面,,從政策引導(dǎo)、推廣規(guī)劃,、推廣運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼等方面加強(qiáng)引導(dǎo)和支持,。