鉅大LARGE | 點擊量:680次 | 2021年10月18日
我國氫燃料動力電池車離普及還有多遠(yuǎn)?
氫,宇宙中分布最廣的元素,易燃,也易爆炸。
它是不少人心中的新世紀(jì)“最終能源”。
氫和氧反應(yīng),釋放出化學(xué)能,這便是氫能,能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、可電可燃。而且,氫能源有利于對抗全球變暖,減碳減排,世界氫能協(xié)會預(yù)計,到2050年全球環(huán)境20%的二氧化碳的減排要靠氫氣來完成。這意味著,氫能汽車要占到全球車輛的20%到25%,并承擔(dān)18%以上的能源需求,主導(dǎo)脫碳社會。
未來的機會,激勵著當(dāng)下的努力。
日前,上汽集團(tuán)旗下上海捷氫科技有限公司燃料動力鋰電池項目,在上海正式啟動,計劃2021年實現(xiàn)12000臺套燃料動力鋰電池電堆和系統(tǒng)的產(chǎn)量。幾乎同一時間,奇瑞汽車在氫燃料動力鋰電池汽車領(lǐng)域也有了新動作。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
前不久,成立5年的氫燃料重卡制造初創(chuàng)公司尼古拉(Nikola)宣布將在納斯達(dá)克上市,這意味著全球首個IPO的氫燃料整車制造公司將正式誕生。
各國也在加緊氫能的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計,近十年來以歐洲、美國、日本以及我國為代表的國家和地區(qū)已在氫能與燃料動力鋰電池領(lǐng)域投入近50億美元,各國政府也相繼制定了較為完備的氫燃料汽車發(fā)展規(guī)劃。
技術(shù)在發(fā)展,政府也在扶持,新能源車的舞臺上,氫能源的身影越發(fā)顯眼,但距離舞臺中央,依然有著不小的距離。
從“談氫色變”到最終能源
氫能源要普及,首先要解決安全問題,打破公眾的顧慮。
“氫氣比天然氣安全!”廣東國鴻氫能科技有限公司董事長馬東生曾感嘆,只要按照規(guī)范去做氫能產(chǎn)業(yè),安全程度是很高的。隨著氫能源突破“概念性”的階段,公眾才逐漸放下芥蒂并開始接受。
豐田為了消除公眾對高壓的儲氫瓶的安全擔(dān)憂,曾做過用一顆5mm口徑的子彈射擊儲氫瓶的實驗,實驗表明,子彈雖然射穿儲氫瓶外壁,但儲氫瓶整體性保持完好,氫氣只從很小的孔洞溢出,并沒有發(fā)生爆炸。
不過,安全問題的解決,只是讓氫能源有資格來到起跑線上,眼前的跑道還很漫長。
我國已經(jīng)起跑一段時間。2006年,氫能源和燃料動力鋰電池已經(jīng)出現(xiàn)在國家的規(guī)劃文件里,發(fā)展氫能燃料動力鋰電池技術(shù)也被“劃重點”,2019年《政府工作報告》首次寫入氫能源,表示要推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè),隨后各地政府也相繼加強氫能產(chǎn)業(yè)的培育。
我國有足夠的底氣發(fā)展氫能源。目前我國是世界上最大的產(chǎn)氫國,年產(chǎn)氫將近2200萬噸,占到世界產(chǎn)氫量的34%。
頂層設(shè)計振臂高揮,我國車企隨之跟進(jìn)。
長城汽車是較早布局燃料動力鋰電池的車企之一。長城汽車副總裁唐海鋒曾公開表示,長城汽車將會在2020年展示首款燃料動力鋰電池樣車,計劃在2023實現(xiàn)SOP,推出成熟的燃料動力鋰電池乘用車車型。目前長城汽車已經(jīng)在保定建立氫能技術(shù)中心,具備燃料動力鋰電池汽車核心部件的測試、試制,以及整車集成與測試能力。
日前,奇瑞上報了名為“奇瑞燃料動力鋰電池電極反應(yīng)式系統(tǒng)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目,其總投資額達(dá)到3億元,項目建成后,可實現(xiàn)年產(chǎn)氫燃料動力鋰電池總成440套。根據(jù)官方信息,基于艾瑞澤5打造的氫燃料動力鋰電池車,續(xù)駛可達(dá)540公里。此外,上海捷氫科技有限公司的一期燃料動力鋰電池項目將于明年八月投產(chǎn),官方表示,預(yù)計到2024年可實現(xiàn)12億元的產(chǎn)值。
根據(jù)我國汽車工程學(xué)會制定的氫燃料動力鋰電池發(fā)展戰(zhàn)略,2030年我國將實現(xiàn)百萬輛級別的氫能燃料動力鋰電池汽車在路上行駛,2050年氫能燃料動力鋰電池汽車能夠和純電動汽車共同實現(xiàn)汽車的零排放。
仍在起步階段
達(dá)成這個目標(biāo)并非易事。
雖然和純電動汽車相同都是新能源汽車,不過受制于成本、技術(shù)、儲存運輸困難等原因,氫燃料汽車在普及程度上一直落后于純電動汽車,而且與后者之間的差距不斷拉大。
就在二月份我國新能源汽車遭遇“八連跌”時,燃料動力鋰電池的產(chǎn)銷直接拿到“零蛋”的成績。有關(guān)已經(jīng)出售的燃料動力鋰電池車,目前大部分也集中在公共交通、商業(yè)客車等領(lǐng)域,私家車相對而言非常少。我國電動汽車百人會副秘書長王賀武曾公開表示,燃料動力鋰電池轎車“也就幾十輛”。
氫燃料動力鋰電池車的補給也是一大問題。相較于快速發(fā)展的充電樁,加氫站的發(fā)展幾乎陷入停滯。根據(jù)新興產(chǎn)業(yè)研究與顧問公司TrendBank數(shù)據(jù),截至2019年年底,我國建成加氫站僅為51座。美國能源部的數(shù)據(jù)顯示,2012年全美有58個加氫站(包括公用和私用),到2019年底這一數(shù)字僅上升至61個。
氫燃料動力鋰電池來源:現(xiàn)代汽車
Autotrader和KelleyBlueBook的執(zhí)行出版人卡爾·布勞爾(KarlBrauer)表示,燃料動力鋰電池技術(shù)10年前面對的挑戰(zhàn),如今隨著純電動汽車的不斷普及而變得更加復(fù)雜。特斯拉CEO埃隆·馬斯克(ElonMusk)更是直言不諱地說道,該項技術(shù)愚蠢極了,是個“愚蠢的燃料”。
此外,有關(guān)我國氫燃料動力鋰電池車市場來說,雖然在整車、氫燃料動力鋰電池系統(tǒng)及上下游產(chǎn)業(yè)均有布局,但零部件方面的相關(guān)公司仍較少,尤其是最基本的關(guān)鍵材料和部件,如質(zhì)子交換膜、催化劑等大部分關(guān)鍵零部件及關(guān)鍵材料仍依賴進(jìn)口。
“國內(nèi)有的做氫燃料動力鋰電池電堆的公司號稱很大,但所有的原材料都依賴進(jìn)口。”清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授王誠曾在一次采訪中談道,國內(nèi)公司重要是買來膜和催化劑,再組裝,關(guān)鍵技術(shù)和原材料都被國外壟斷。
氫氣儲存國內(nèi)也處于弱勢。目前國外液氫儲運較為成熟,據(jù)低溫裝備制造商北京中科富海低溫科技有限公司銷售經(jīng)理寧永強透露,美日等國已將液氫的運輸成本降低到高壓氫氣的八分之一。然而國內(nèi)在液氫技術(shù)、液氫廠以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)化上幾乎處于空白,國內(nèi)液氫廠還處在為航天火箭發(fā)射服務(wù)的階段,受法規(guī)所限,還不能應(yīng)用在民用領(lǐng)域。
相比之下,其它國家在氫燃料動力鋰電池車領(lǐng)域已經(jīng)開始了小步快跑。
由于資源短缺,日本政府對氫能和燃料動力鋰電池的推廣力度是最大的。早在2014年,日本政府就明確提出了加速建設(shè)和發(fā)展“氫能社會”的戰(zhàn)略方向。根據(jù)羅蘭貝格的統(tǒng)計數(shù)據(jù),截止到2018年年底,全球加氫站總數(shù)369座,其中日本以96座加氫站位居第一,占全球加氫站數(shù)量的26%。而日本車企豐田一直把氫燃料動力鋰電池車作為新能源車最終目標(biāo),其技術(shù)一直遙遙領(lǐng)先。
現(xiàn)代氫世界來源:現(xiàn)代汽車
美國則是在技術(shù)、成本控制方面擁有絕對優(yōu)勢。美國擁有世界最大的燃料動力鋰電池叉車公司PlugPower,目前已有超過2萬輛燃料動力鋰電池叉車。韓國氫燃料動力鋰電池車市場也開始蓬勃發(fā)展,2019年燃料動力鋰電池乘用車全球銷量超過7500輛,同比上升90%,其中韓國氫燃料動力鋰電池汽車銷量躍居全球第一。
2030年達(dá)到百萬輛
預(yù)期美好,但現(xiàn)實殘酷,眼下實現(xiàn)氫燃料動力鋰電池車的普及顯然還有很長的一段路要走。
清華大學(xué)公布一份報告曾預(yù)計,我國氫能及氫燃料動力鋰電池車將會在2025年迎來發(fā)展拐點。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,產(chǎn)業(yè)市場化推廣和發(fā)展有賴于政策驅(qū)動。在北京低碳清潔能源研究所新能源中心助理主任、氫能技術(shù)開發(fā)部經(jīng)理何廣利看來,行政審批政策也要給氫能的發(fā)展"開綠燈"。
早期燃料動力鋰電池車乘用車單車可以得到20萬的國家補貼,一輛客車得到國家和地方的財政補貼更是可以高達(dá)100萬,以上汽大通V80氫燃料動力鋰電池車為例,該車指導(dǎo)價130萬,補貼后售價僅為30萬。如今包括京津冀、長三角、珠三角等地區(qū)都在積極發(fā)展氫燃料動力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)。
不過單憑政策扶持能讓氫燃料動力鋰電池產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展嗎?政策催熟的純電動汽車市場在補貼滑坡后銷量隨即下降,如今“八連跌”仍然是揮之不去的陰影。
“國內(nèi)的燃料動力鋰電池商用車未形成可觀的規(guī)模,乘用車仍在技術(shù)探索階段,看不到市場利益的相關(guān)公司參與產(chǎn)業(yè)的熱情會降低。”清華大學(xué)汽車工程系教授田光宇坦言,單獨使用氫燃料動力鋰電池作為汽車驅(qū)動目前來看并不劃算。
加氫站來源:我國石化新聞網(wǎng)
他認(rèn)為,在加氫站設(shè)施稀少、氫燃料供給不足的情況下,將氫燃料動力鋰電池用作乘用車的發(fā)電單元是合理的,燃料動力鋰電池配套鋰離子電池可以使成本和耗氫量大幅下降,“至少在十年之內(nèi),都是較好的新能源燃料動力鋰電池車解決方法。”
同時,和當(dāng)前處于新基建風(fēng)口上的充電樁相比,加氫基礎(chǔ)設(shè)施并沒有跟上。長城汽車總裁王鳳英表示,國內(nèi)氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)極為緩慢,嚴(yán)重影響燃料動力鋰電池汽車發(fā)展。在王鳳英看來,目前急需加強氫能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展,理順整個氫燃料動力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
也有分析認(rèn)為,燃料動力鋰電池在重型商用及物流汽車領(lǐng)域大有可為,不必在短時間內(nèi)過于追求在乘用車的普及。工信部節(jié)能與綜合利用司司長高云虎在接受媒體采訪時表示,相有關(guān)續(xù)航里程較短、更適合在城區(qū)內(nèi)使用的電動汽車,現(xiàn)階段燃料動力鋰電池車更適合應(yīng)用于商用車領(lǐng)域。
有關(guān)我國氫燃料動力鋰電池車的普及,王賀武曾解釋為近中遠(yuǎn)三個階段。在2020年有5000輛燃料動力鋰電池車,到2025年有5萬輛,包括實現(xiàn)1萬輛商用車和4萬輛乘用車,2030年則達(dá)到百萬輛。隨著2019年保有量突破6000輛,又把2020年底的目標(biāo)變更為“接近萬輛”。
國家能源集團(tuán)總經(jīng)理凌文則樂觀地認(rèn)為,我國的氫能源勝在已經(jīng)蓄力完畢,通過有序發(fā)展,氫能源和燃料動力鋰電池產(chǎn)業(yè)將實現(xiàn)技術(shù)快速進(jìn)步、創(chuàng)新成果爆發(fā)式涌現(xiàn)。
“既是國際戰(zhàn)略,也是能源轉(zhuǎn)型,發(fā)展氫能,是我國一定要走的路”。