文:懂车帝原创 邢秋鸿
[懂车帝原创 行业] 到现在为止,即便电动车发展得如火如荼,但是不少人还是认为,氢能才是新能源的终极形态。
“氢能相比于电池,那是高大上很多,毕竟火箭发射的燃料就是氢能。如果能够应用到乘用车上,那才是既环保又节能。”这样的评论说出了多少网友的心声?
3月23日,国家发改委发布了全新的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》。再次明确氢能源的重要地位。
《规划》从八个方面为氢能产业的高质量发展厘清了路径,进一步明确了氢能产业发展定位、氢能产业发展总体要求、氢能产业发展目标、氢能产业发展具体任务等。
加氢站
同时强调:2025年燃料电池车保有量将达到5万辆,可再生能源制氢量达到10-20万吨 / 年。
2030年形成较为完美的氢能产业技术创新体系,清洁能源制氢及供应体系,产业布局合理有序,可再生能源制氢广泛应用,有力支撑碳达峰目标实现。
2035年,形成氢能产业体系,构建涵盖交通、储能、工业等领域的多元氢能应用生态。可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升,对能源绿色转型发展起到重要支撑作用。
氢能源政策支持不减
近几年关注氢能源的朋友都知道,氢能源这两年一直是政策的宠儿。
从2016年开始,燃料电池车就享有补贴的优惠政策
自2016年起,我国的新能源汽车进入全国推广阶段,财政部、科技部、工信部及发改委等四部委制定并发布了《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,明确对不同技术路线的补贴范围和补贴金额。
其中,燃料电池汽车是新能源汽车中唯一一种从2016到2020年享受补贴不退坡特殊优惠政策的车型。燃料电池乘用车、轻型客货车、重型客货车的国补标准分别为每辆20万元、30万元、50万元。
去年9月开始,各地都推出氢能源相关的产业规划。9月初,北京提出在5年内累计推广一万辆氢燃料电池车,建设74座加氢站,使得全产业链价值达到240亿元。上海市紧接着设定了“百站,千亿,万辆”的氢燃料发展目标:即到2023年,规划加氢站约100座、形成产值规模近千亿元、推广氢燃料电池汽车突破1万辆。
财政部等五部门发布关于开展燃料电池汽车示范应用的通知
到了9月底,财政部、工信部、科技部、发改委、能源局五部门再次发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(以下简称《通知》),决定开展燃料电池汽车示范应用的工作。同时,采取“以奖代补”方式,对入围示范的城市群按照其目标完成情况给予奖励,正式确定燃料电池汽车的补贴落地时间。
进入以奖代补之后,2022年一辆标准的燃料电池车的国补为11万元。
氢燃料电池客车在北京冬奥会应用
2022年开年,在全球关注的冬奥会上,示范运营了1000多辆氢燃料电池车,同时还有30多座加氢站配套运营。
上千辆氢燃料电池汽车在北京冬奥会上示范运行,带动了2022年氢燃料商用车销量的增长,促进氢燃料电池汽车规模化、商业化推广应用。
可以说,政策对于氢能源的支持力度一直都没有减弱。但是截至2021年底,我国氢能源汽车保有量为8921辆。全球最大的氢能源汽车市场为韩国,保有量大概是中国的两倍。
从保有量来说,相较于保有量接近4亿辆的中国汽车市场来说,不足一万辆的氢能源汽车可以说是微乎其微。这是为什么?
氢能源汽车最大的痛点是什么?
首先需要说明,为什么氢能源备受追捧?
第一点,氢作为燃料热值很高,远高于汽油、柴油、天燃气、甲醇、乙醇等;第二点,初中化学课上学过,氢与氧燃烧后生成水,对环境非常友好。
以上两点就非常吸引人了,同时,氢的质量非常轻,氢原子中只有一个质子和一个电子。所以理论上,无论内燃机烧氢气,还是燃料电池加氢气,氢燃料的消耗量比汽油或柴油少很多,所以如果燃料按重量算,与汽油柴油相同的重量,氢能源车可以多跑数倍的距离。
文章一开始也提到了,火箭发射的燃料用的就是氢能。
这么一看,氢能简直就是理想能源了。但是理想很丰满,现实很骨感。
我国的氢能源结构目前仍是以煤为主
从整条氢能源汽车产业链的角度来说,氢能源的上游:制氢。目前,我国的氢能源结构目前仍是以煤为主,来自煤制氢的氢气占比约62%、天然气制氢占19%,电解水制氢仅占1%,工业副产占18%。
无论采用水电解法,还是合成氨副产品制氢化,制氢成本都非常高。成本高意味着什么?不能进入大多数消费者的消费水平,就很难有商业化的空间。
加氢站
氢能源的中游:储运和燃料电池。在自然环境中,氢气易燃易爆,其燃烧爆炸烈度远高于天然气,从安全角度说十分不友好。所以说,在运输和储存上有着极高的危险性,也对技术提出了更高的要求。
从汽车的燃料电池出发,燃料电池电堆是燃料电池汽车产业的心脏,成本占据燃料电池系统成本60%以上,且技术门槛较高。其中重要的质子交换膜技术被日本卡了脖子。
不过,近几年,国内燃料电池技术的发展确实在不断进步。2021年9月,潍柴动力表示,公司已经同时掌握电堆、空压机关键核心技术。
而在质子交换膜领域,《规划》中提到,加快推进质子交换膜燃料电池技术创新,开发关键材料,提高主要性能指标和批量化生产能力,持续提升燃料电池可靠性、稳定性、耐久性。支持新型燃料电池等技术发展。
氢能源的下游就是加氢站和氢能源汽车。
加氢站的建设费用不菲。据估算,建设一座35兆帕,500千克/天的固定式加氢站的成本约为1500—2000万元。而在电动汽车中,建设成本较高的特斯拉充电站的建设成本仅为200万元。高昂的建设成本让众多汽车企业望而却步,于是氢燃料电池的应用重点便落在了中、重型车辆的身上。
氢能大巴制造成本就在300万元左右
以氢能车产业走得比较靠前的河南郑州为例,去年8月18日,其首座加氢站开始测试,30台氢燃料公交车首次在226路、113路投运,当时公交车司机在接受采访的时候提过这样一段话,“这300万的公交车开着就是舒服。”
没错,目前一辆长度在12米左右的氢能大巴,制造成本就在300万元左右,这已经是目前传统动力大巴的3-5倍。
虽然目前大规模推广存在着很多瓶颈,但在中、重型车辆上的应用已经取得了阶段性的成果。
丰田Mirai
在2020中国汽车论坛上,同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐教授表示:燃料电池汽车在商用车领域,2至3年内便会到相当可观的规模。但是在乘用车领域,能够真正实现小批量上市,让消费者去买,还需要差不多5年的时间。
章桐认为中国氢能车产业都逃不开从实验室走向市场的这一段路程,他说:“目前我国的氢能产业不缺实验室技术,而是欠缺产品化的技术,产品化的技术就是保质保量,从而打造出成熟的产品,这是需要整个产业界共同寻求突破的。”
写在最后:
其实,氢能源有氢内燃机和氢燃料电池两种技术路线。
在业内专家看来,作为氢能汽车的两个发展方向,氢内燃机与氢燃料电池技术并不冲突,两者在商用车领域均具有较为广阔的发展前景,但同时也都面临着成本高、配套设施短缺、缺乏完善顶层设计以及产业链薄弱等诸多挑战。
氢燃料电池物流车
目前来看,氢能源已经成为新能源汽车的下一个发展方向。虽然距离最终的落地还有一段距离,但是冬奥会期间的大规模应用,已经能够让人们看到了希望。