氢燃料电池直面产业化之痛

“2008年奥运会是中国电动汽车走向产业化的关键节点,2022年冬奥会也将成为我国燃料电池汽车发展的里程碑。”在日前张家口举办的2019年长城国际可再生能源论坛上,清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高指出。

这一观点得到了统计数据的印证。11月11日,中国汽车工业协会发布的汽车工业经济运行情况显示,2019年1-10月,我国燃料电池汽车产销分别完成1391辆和1327辆,比上年同期分别增长8.2倍和8.0倍,成为汽车市场“寒冬”中的一抹亮色。

(文丨本报记者 樊桐杰)

各地规划布局提速

我国早在2006年就将氢能与燃料电池写入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,此后,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》《能源技术革命创新行动计划(2016-2030 年)》等国家级规划都明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位,2019年的政府工作报告指出,要“推动充电、加氢等设施建设”。政策的支持提振了行业发展信心,各地对氢燃料电池的规划布局全面提速。

京津冀地区以冬奥会为牵引,北京和张家口建立多个“氢能出行”示范运营区域,天津计划到2022年打造产值突破150亿元的氢能生态圈;在华中地区,武汉根据加氢站的日加注量给予建设运营补贴;在长三角地区,江苏省规划到2025年,氢燃料电池汽车年产量突破1万辆,加氢站突破50座;上海市发布的燃料电池汽车发展规划显示,到2020年,上海将建设加氢站5至10座,燃料电池汽车运行规模达到3000辆。此外,西北、西南及珠三角地区都在大力支持加氢站建设及氢能产业发展。

“近年来,我国在燃料电池汽车技术方面获得一定进展,如东岳集团研发了膜电极制备、燃料电池系统集成与控制技术等核心技术,国家电网、中石油、中石化等大型企业纷纷布局产氢、储氢、运氢、加氢产业链。” 张家口氢能与可再生能源研究院执行院长、清华大学副教授王贺武指出。

规模化发展仍需时日

一方面,氢燃料电池汽车具有高效、续航里程长等优点,另一方面,其面临的成本、储存、运输等问题也同样明显。

发展氢燃料电池汽车,首先要解决氢的来源。“2018年,我国氢产量约2200万吨,是世界第一产氢大国。” 北京低碳清洁能源研究所新能源中心助理主任、氢能研发部门经理何广利说。

何广利指出,受技术和成本限制,我国80%的氢产量都来自煤制氢和工业副产氢,并且绝大部分在厂内就自产自销了,供给到外部的使用量很少。因此,氢燃料电池汽车的氢来源并不多。

鉴于氢气供给的这一特点,目前我国存在氢气基础设施建设不足的情况,并突出表现在氢气的储运上。

“在储氢领域,现阶段我国主要应用35MPaIII型、70MPaIII型瓶,氢气的储运质量密度小、效率低、成本高。” 北汽福田汽车股份有限公司新能源平台总监秦志东表示。

据了解,氢的运输方式有两种,一种是通过车、船等运输工具运输,另一种是管道运输。“目前,我国《氢能汽车用燃料液氢》《液氢生产系统技术规范》《液氢贮存和运输安全技术要求》三项国家标准已通过专家评审,落地后将开启液氢民用化的第一步。管道方面,我国规模很小,与欧美成熟的市场相比有一定差距,目前正在开展两项工作,一是高压氢管道的氢脆筛选和管道筛选,二是尝试在天然气管道里面掺氢。但是,‘三桶油’的管网业务马上要归并到国家油气管网公司,将来由谁来归口、怎么归都不确定,预计真正到应用阶段还有五六年的探索期。”北京海德利森科技有限公司副总经理、产品总监韩武林指出。

氢燃料电池汽车的核心部分在于燃料电池,“氢燃料电池系统的关键零部件,如电堆、催化剂、膜电极、双极板、密封材料等,我国目前已能够实现国产化,但规模化、批量生产的产业链还未完全形成,成本较高。” 清华大学教授李建秋坦言。

找准突破口实现新跨越

“张家口是国家级可再生能源示范区,又是冬奥会的举办地,是氢燃料电池最佳的产业化市场基地。”欧阳明高表示,具备天时、地利、人和优势的张家口将成为氢燃料电池发展的突破口。

据秦志东介绍,张家口率先进行了氢燃料电池汽车的商业化运营,最新一代燃料电池公交车于去年8月1日投入运营,单车最高运行里程近10万公里,经过大量测试与统计,目前张家口的氢燃料电池汽车运营成本达到了与传统燃油车相当的水平。

欧阳明高进一步指出,考虑到与纯电动汽车成本平衡点的对比,氢燃料电池动力系统更适合长途大型高速重载车辆(重型卡车、物流车、公交车等),主要替代柴油机,锂离子电池动力系统更适合小型轿车,主要替代汽油机,两种技术不是替代关系,而是互补的。

同时,多位业内专家指出,由于冬天车内供暖耗能较高,如采用纯电动车,续航里程会显著缩短。而燃料电池本身的余热就能保证供暖,因此,氢燃料电池汽车在北方地区更有优势。

“实现氢燃料电池汽车的低成本、高安全运行,需要整个产业链共同协作配合。” 王贺武表示。

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出品 | 中国能源报(ID:cnenergy)

责编 | 卢奇秀