憑借零污染、高輸出的特性,氫能被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸領(lǐng)域脫碳減排的理想能源。因此,氫燃料電池汽車也被納入我國(guó)新能源汽車的“三縱三橫”體系,重點(diǎn)進(jìn)行發(fā)展。
2022年年初,全球規(guī)模最大的一次氫燃料電池汽車示范應(yīng)用在北京冬奧會(huì)上拉開(kāi)帷幕,過(guò)千輛氫燃料電池汽車在寒冷的賽事中進(jìn)行服務(wù),展現(xiàn)出我國(guó)大力發(fā)展清潔能源,實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的決心,帶動(dòng)了氫燃料電池汽車推廣和氫能產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
11月22日,北京城市管理委員會(huì)發(fā)布《北京市氫燃料電池汽車車用加氫站發(fā)展規(guī)劃(2021—2025年)》(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)劃”),進(jìn)一步推動(dòng)加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)工作,規(guī)劃提出在重點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展服務(wù)商用領(lǐng)域車輛的加氫站布局建設(shè),為氫燃料電池商用車的推廣應(yīng)用扎實(shí)基礎(chǔ)。
制造成本難降 商用先行推廣
據(jù)北京城管委數(shù)據(jù),截至2022年8月,北京市共投入1528輛氫燃料電池汽車進(jìn)入應(yīng)用,其中包括大中客車845輛、普通物流車272輛、冷鏈物流車203輛、重卡202輛、環(huán)衛(wèi)車5輛;個(gè)人乘用車1輛。相比商用車,乘用車從數(shù)量上來(lái)看確實(shí)難與“普及”二字沾邊。
中國(guó)工程院院士衣寶廉認(rèn)為,雖然燃料電池汽車具備各種優(yōu)勢(shì),但其推廣普及仍面臨諸多問(wèn)題。
一方面,燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)造價(jià)昂貴,導(dǎo)致整車成本居高不下。其售價(jià)達(dá)到了燃油車的2到3倍、傳統(tǒng)鋰電池電動(dòng)車的1.5到2倍,車輛在生產(chǎn)和銷售過(guò)程中都將面臨極大壓力。
另一方面,加氫站建設(shè)費(fèi)用較高,現(xiàn)階段每個(gè)加氫站需投入1200萬(wàn)元到1500萬(wàn)元才能運(yùn)營(yíng),這就會(huì)造成車輛加氫的費(fèi)用高。目前,加氫一次需要60元到80元,而根據(jù)測(cè)算,只有價(jià)格降到30元以下,燃料電池汽車才具備與傳統(tǒng)燃油車和電動(dòng)車競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。
長(zhǎng)安汽車于今年7月發(fā)布的長(zhǎng)安深藍(lán)SL03車型驗(yàn)證了這一看法。在長(zhǎng)安深藍(lán)的官網(wǎng)上,SL03有純電、增程、氫電三種動(dòng)力供消費(fèi)者選擇,其中705km續(xù)航的純電版售價(jià)為21.59萬(wàn)元,而續(xù)航為730km的氫電版售價(jià)達(dá)到了69.99萬(wàn)元,是純電版本的三倍多。豐田計(jì)劃于今年年底引入中國(guó)的氫燃料電池轎車MIRAI,預(yù)計(jì)售價(jià)也將超過(guò)70萬(wàn)元,高昂的價(jià)格確實(shí)讓“普及”做起來(lái)沒(méi)那么容易。
但從另一個(gè)角度來(lái)看,氫燃料電池汽車?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、加氫時(shí)間短的特點(diǎn),使其在面對(duì)低溫、山區(qū)、重載和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用場(chǎng)景時(shí)更加得心應(yīng)手。因此,“運(yùn)輸距離長(zhǎng)、荷載重、環(huán)境污染大”的商用車領(lǐng)域更適宜規(guī)?;茝V氫燃料電池汽車。
中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心常務(wù)副理事長(zhǎng)張曉強(qiáng)認(rèn)為,氫燃料電池汽車應(yīng)用于商用車領(lǐng)域有助于加速汽車產(chǎn)業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型。商用車是汽車產(chǎn)業(yè)碳減排的重點(diǎn),以重型卡車為例,雖然重卡只占整個(gè)汽車保有量的7.9%,但其排放的二氧化碳卻占到了47%。
在北京市的規(guī)劃中,加氫站的建設(shè)就率先從商用角度出發(fā)。具體來(lái)看,規(guī)劃提出要在冬奧配套加氫站建設(shè)運(yùn)營(yíng)工作經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,在重點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展服務(wù)干線貨運(yùn)、城配物流、公交客運(yùn)、環(huán)衛(wèi)郵政等領(lǐng)域車輛的加氫站布局建設(shè)。
技術(shù)差距縮小 灰轉(zhuǎn)綠需發(fā)力
近年來(lái),我國(guó)出臺(tái)了多項(xiàng)促進(jìn)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策,為關(guān)鍵核心技術(shù)的突破創(chuàng)新注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。
2020 年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035 年)》和 2022 年國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035 年)》相繼提出,要開(kāi)展燃料電池關(guān)鍵核心技術(shù)研究,支持新型燃料電池技術(shù)發(fā)展,逐步建立燃料電池電動(dòng)汽車與鋰電池純電動(dòng)汽車的互補(bǔ)發(fā)展模式。
在政策推動(dòng)下,我國(guó)已基本掌握了氫氣制、儲(chǔ)、運(yùn)和使用各環(huán)節(jié)及氫燃料電池汽車的研發(fā)生產(chǎn)技術(shù),與國(guó)外的差距正不斷縮小。在燃料電池系統(tǒng)方面,自主可控進(jìn)程顯著加快,目前僅有部分高性能質(zhì)子交換膜、碳纖維紙等關(guān)鍵材料還依賴進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)化程度已超過(guò)70%。
雖然各行各業(yè)的愿景是通過(guò)氫能的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零碳排放,但氫氣制備過(guò)程中的污染依然不容忽略。正因如此,我們才將氫氣劃分為綠氫、藍(lán)氫和灰氫。
灰氫是通過(guò)燃燒化石燃料產(chǎn)生的氫氣,在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有二氧化碳等溫室氣體排放。目前市面上的絕大多數(shù)氫氣都是灰氫,約占當(dāng)今全球氫氣產(chǎn)量的95%。藍(lán)氫是將天然氣通過(guò)蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成。由于使用了碳捕獲、利用與封存技術(shù),減輕了對(duì)環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)了低碳制氫。而綠氫是使用可再生能源制造的氫氣,在生產(chǎn)綠氫的過(guò)程中,完全沒(méi)有碳排放。
上海捷氫科技有限公司副總經(jīng)理侯中軍表示,當(dāng)前,綠氫還屬于技術(shù)和產(chǎn)業(yè)逐步升級(jí)的階段,現(xiàn)階段主要依靠應(yīng)用灰氫支撐燃料電池汽車的示范運(yùn)營(yíng)。
從灰氫過(guò)渡到綠氫,才是氫能應(yīng)用真正實(shí)現(xiàn)低碳化、無(wú)碳化的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
對(duì)此,中國(guó)國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流中心科研信息部部長(zhǎng)景春梅建議,在風(fēng)、光電基地等可再生能源較為豐富的地方可優(yōu)先發(fā)展制氫產(chǎn)業(yè)。鼓勵(lì)化石能源和新能源優(yōu)化組合,在化工、冶金等領(lǐng)域逐步實(shí)現(xiàn)“綠氫”對(duì)“灰氫”的減量替代。