“前不久,我們?cè)趶埣铱诮桓读?9輛氫燃料電池公交車(chē)。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(chē)替換為氫燃料電池客車(chē)。”
日前,在清華大學(xué)召開(kāi)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(kāi)發(fā)續(xù)駛里程超過(guò)450公里的第四代氫燃料電池客車(chē),以及續(xù)航里程超過(guò)350公里的第二代氫燃料電池物流車(chē)。
與之相關(guān)的另一則新聞是,《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道稱(chēng),日產(chǎn)宣布暫停與戴姆勒及福特合作開(kāi)發(fā)燃料電池車(chē)的計(jì)劃,將力量集中于發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)。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(chē)的逐步發(fā)力,會(huì)對(duì)發(fā)展勢(shì)頭正火的電動(dòng)汽車(chē)形成威脅嗎?為何氫燃料電池汽車(chē)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(chē)可補(bǔ)電動(dòng)汽車(chē)短板
我國(guó)從2009年開(kāi)始推廣新能源汽車(chē),截至2017年底,中國(guó)累計(jì)推廣新能源汽車(chē)超180萬(wàn)輛,已成全球新能源汽車(chē)推廣量最大的國(guó)家。如同純電動(dòng)汽車(chē)一樣,氫燃料電池車(chē)也屬于新能源汽車(chē),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(chē)研發(fā)工作,兩年后成功推出第一代氫燃料電池客車(chē),服務(wù)于2008年北京奧運(yùn)會(huì)。
為何在電動(dòng)車(chē)已成主流技術(shù)路線時(shí),重提發(fā)展燃料電池汽車(chē)?業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,電動(dòng)汽車(chē)存在充電耗時(shí)長(zhǎng)、續(xù)航里程短的短板,而燃料電池車(chē)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(chē)的不足。
“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,氫燃料是汽車(chē)能源的一種終極解決方案,我國(guó)對(duì)氫燃料電池車(chē)的研發(fā)一直沒(méi)有停頓?!敝袊?guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰說(shuō),氫能的開(kāi)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(chē),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(lái),氫燃料汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)并非替代關(guān)系,這兩種新能源汽車(chē)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(chē)與氫燃料電池汽車(chē)在成本優(yōu)勢(shì)上,誰(shuí)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?xún)?nèi),氫燃料電池轎車(chē)沒(méi)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(chē)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(lái),氫燃料汽車(chē)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(lái)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(chē)將達(dá)到1000萬(wàn)—1500萬(wàn)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(chē)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,到2020年,實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車(chē)批量生產(chǎn)和規(guī)?;痉稇?yīng)用。《節(jié)能與新能源汽車(chē)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(chē)的發(fā)展目標(biāo)分別為5000輛、5萬(wàn)輛以及百萬(wàn)輛。
陳清泰表示,2017年,全國(guó)燃料電池商用車(chē)的產(chǎn)量達(dá)到1226輛,燃料電池電動(dòng)車(chē)開(kāi)始進(jìn)入試運(yùn)行階段??上驳氖?,中國(guó)大型能源公司開(kāi)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(zhuān)業(yè)性公司也在快速增長(zhǎng)。
中國(guó)氫燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域在快速發(fā)展的同時(shí),也暴露出一系列問(wèn)題。全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科協(xié)主席萬(wàn)鋼指出,燃料電池汽車(chē)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(méi)有建立,具體來(lái)說(shuō)有幾個(gè)比較顯著的問(wèn)題:國(guó)內(nèi)氫燃料汽車(chē)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(chē)的商業(yè)化,張夕勇直言要闖過(guò)“三道關(guān)”,首先是技術(shù)關(guān)。目前氫燃料電池汽車(chē)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(chē)的發(fā)展階段,與10年前的純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展階段基本相似?!睆埾τ抡f(shuō),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(lái)看,氫燃料電池汽車(chē)都高于純電動(dòng)汽車(chē),更無(wú)法和傳統(tǒng)燃油汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)。
第三關(guān)則是商業(yè)模式,即場(chǎng)景關(guān)?!皻淙剂想姵仄?chē)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(lái)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?!睆埾τ路Q(chēng),氫燃料電池車(chē)更適合用于中遠(yuǎn)途和小范圍物流,如公交車(chē)、班車(chē)、擺渡車(chē)、出租車(chē)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(wèn)題。我國(guó)加氫站尚無(wú)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(wú)法滿(mǎn)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(chē)從來(lái)沒(méi)有輸給純電動(dòng)和插電式混動(dòng)兩類(lèi)新能源汽車(chē),在政策加持下,資本正在涌入氫燃料電池車(chē)市場(chǎng)。當(dāng)國(guó)外車(chē)企在燃料電池面前打退堂鼓時(shí),國(guó)內(nèi)車(chē)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(guò)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。”陳清泰提醒。
顯然,要構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)的生態(tài)系統(tǒng),專(zhuān)家們直陳的問(wèn)題怎么也繞不開(kāi),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(zhuān)家看來(lái),破解對(duì)氫氣燃料電池車(chē)的恐慌和技術(shù)難題只是時(shí)間問(wèn)題。為加速氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展,張夕勇建議,可通過(guò)組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,設(shè)立專(zhuān)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(chē)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(chē)。”張夕勇建議,選擇一批城市開(kāi)展氫燃料電池汽車(chē)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。