在日前舉辦的2022世界新能源汽車大會“氫能與燃料電池汽車商業(yè)化”主論壇會場里，彌漫著濃濃的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“春天氣息”。

與會專家表達(dá)最多的是，氫能產(chǎn)業(yè)已成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)的重點發(fā)展方向，正迎來重大歷史發(fā)展機遇期。在“雙碳”目標(biāo)的大背景下，氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展似乎在新賽道上搭載了商用汽車的新“引擎”。

引領(lǐng)國際潮流

“總體來看，全球氫能產(chǎn)業(yè)尚處于初期示范和商業(yè)模式探索階段。”國家能源局總工程師向海平說，“從我國國情和能源發(fā)展實際出發(fā)，氫能在能源革命中有重要的戰(zhàn)略地位。”

氫能作為二次能源，具有來源多樣、終端零排、用途廣泛等優(yōu)勢。氫能能夠?qū)崿F(xiàn)電力、熱力、液體燃料等各種能源品種之間的跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化。因此，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)對于碳中和目標(biāo)有著非常重要的戰(zhàn)略意義。

一方面，我國“雙碳”目標(biāo)的提出為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了前所未有的歷史機遇;另一方面，氫能相關(guān)技術(shù)近年來不斷發(fā)展成熟，氫能制備、儲運的經(jīng)濟(jì)成本持續(xù)降低。而氫能應(yīng)用場景的不斷豐富，必將進(jìn)一步牽引氫能應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)需求，為氫能提供廣闊的發(fā)展空間。

“氫燃料電池商用車是中國氫能燃料電池的特色和優(yōu)勢，與10年前純電動車的發(fā)展情況類似，我們正在引領(lǐng)國際潮流。”在當(dāng)天的主題報告上，中科院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高說。

據(jù)國際能源機構(gòu)(IEA)統(tǒng)計，全球燃料電池商用車基本都是在中國推廣的。尤其巴士和卡車，其他國家基本沒有，而在中國卻成功推廣使用。

“能取得引領(lǐng)全球的地位，得益于中國在燃料電池汽車技術(shù)方面的進(jìn)步和一系列應(yīng)用示范。”歐陽明高說，“和六七年前相比，目前我國燃料電池的壽命、經(jīng)濟(jì)性、安全性等各項指標(biāo)都有大幅度提升。”

2008年北京奧運會時，我國開始?xì)淙剂想姵厥痉稇?yīng)用，從國外進(jìn)口了十幾輛最先進(jìn)的氫燃料電池大巴，并建成國內(nèi)首座加氫站。到2022年冬奧會、冬殘奧會上，中國已有超過1200輛各類氫燃料電池車參與示范應(yīng)用，累計運營里程超375萬公里。同時，冬奧會示范運營車輛全部使用綠氫，減排二氧化碳2700噸。

國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2022年上半年，我國建成運營加氫站269座，除甘肅、青海、西藏外，其余各省份至少有一座加氫站，目前加氫站總數(shù)已經(jīng)是世界第一。

截至2022年7月，我國燃料電池車保有量達(dá)10561輛，是全球燃料電池車保有量最多的國家。車輛運行涉及全國68座城市，基本上從原來小規(guī)模示范進(jìn)入到商業(yè)化推廣初期。

“整體來說，在‘雙碳’目標(biāo)和各項新能源政策支持下，在資本助力、產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)帶動下，我國很有可能成為全球第一個實現(xiàn)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的國家。”北京億華通科技股份有限公司董事長張國強說。

抓住重要窗口期

“這次冬奧會開始前我們擔(dān)心氫能的安全問題，壓力很大，還專門請國際氫安全國際咨詢委員會來把關(guān)。”歐陽明高說，“但事實證明，氫能利用是安全、可實用化、可商業(yè)化、可規(guī)?；募夹g(shù)。”

作為2008年北京奧運會氫燃料車保障組成員之一，張國強對比兩次奧運會氫燃料車使用情況后認(rèn)為，冬奧會氫燃料電池汽車的示范有兩方面意義：一是讓全世界看到氫能可以作為一種能源保障人類大規(guī)模出行需求;二是通過復(fù)雜路況(最低溫度零下28攝氏度、最大坡度16度、最高海拔2198米)實現(xiàn)零事故，驗證了當(dāng)前氫燃料電池技術(shù)的成熟度。

目前，我國氫燃料電池車保有量超過1萬輛，而且通過“以獎代補”的形式，形成了總規(guī)模萬輛級的5個氫燃料電池車城市群。今后兩三年，還有1萬輛氫燃料電池車“正在趕來”。

“未來幾年是燃料電池車發(fā)展最重要的窗口期。”歐陽明高說，“但同時也面臨燃料電池效率低、壽命短、成本高等問題。”

歐陽明高解釋說，提高效率、降低損耗可以減少氫瓶數(shù)量、減輕熱管理負(fù)擔(dān)，尤其對商用車來說，不但要面對國外廠商的競爭，還要面對來自純電動卡車的壓力。所以，燃料電池領(lǐng)域要改進(jìn)材料、電堆和推進(jìn)系統(tǒng)，通過技術(shù)創(chuàng)新解決壽命問題，也要通過規(guī)模化和國產(chǎn)化降低成本。

近年來，不少中國企業(yè)通過“剝洋蔥”的方式，解決了發(fā)動機技術(shù)、電堆技術(shù)、模電極技術(shù)難題。歐陽明高說，雖然在某些方面還與國外有些差距，但金屬板電堆、石墨板電堆等技術(shù)路線都取得了突破，一些典型產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)跟豐田、巴拉德差不多了。

“經(jīng)過這么多年發(fā)展，我們基本掌握了燃料電池相關(guān)核心技術(shù)，后期隨著量的增長，成本會呈指數(shù)級下降。”張國強說，“未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展會面臨很多挑戰(zhàn)，但目前最急缺的是基礎(chǔ)設(shè)施保障。”

豐田汽車(中國)投資有限公司高級執(zhí)行副總裁董長征同樣認(rèn)為，要實現(xiàn)燃料電池普及，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)十分重要。

“現(xiàn)在我國能對應(yīng)70兆帕的加氫站只有19座，其中能正常商業(yè)運營的僅8座。這個數(shù)字對于行業(yè)來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。再環(huán)保的技術(shù)，只有普及后才能為環(huán)保作貢獻(xiàn)。”董長征說，“再如，目前經(jīng)銷商或4S店都不能更換或維修氫瓶，必須返回工廠進(jìn)行作業(yè)，這給客戶帶來極大不便。今后希望能加快立法、完善監(jiān)管體系，允許滿足安全條件的4S店開展這方面業(yè)務(wù)。”

以車用為“引擎”

數(shù)據(jù)顯示，目前交通領(lǐng)域用能占能源使用總量的11%，其中大部分為化石燃料;其碳排放也占全國碳排放總量的11%左右。談及氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，歐陽明高認(rèn)為，可以通過應(yīng)用端帶動基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，“氫燃料電池汽車只是一個先導(dǎo)和突破口”。

未來新能源革命，氫和電是兩個主要能源載體。二者可以互相轉(zhuǎn)換，既是物質(zhì)基礎(chǔ)又是動力基礎(chǔ)。歐陽明高認(rèn)為，可再生能源、電網(wǎng)、制氫、轉(zhuǎn)換、儲氫、運輸、儲能、應(yīng)用，每個環(huán)節(jié)都有很多選擇。

“現(xiàn)在我們要應(yīng)用于重卡和長途客車，再擴(kuò)展到各種重載交通工具，然后是火車、船舶、飛機。這是發(fā)展氫能源的路徑。”歐陽明高說。

在本屆大會的技術(shù)展上，各類氫燃料動力汽車也成為亮點。福田汽車搭載了億華通240千瓦氫燃料電池發(fā)動機的49噸重型卡車吸引了眾多參會者的目光。這款車最高滿足1000公里以上續(xù)航需求，被業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為是我國重卡領(lǐng)域燃料電池的技術(shù)突破。

展會上亮相的還有捷氫科技自主設(shè)計的大功率質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)——捷氫啟源P4H，系統(tǒng)采用了PROME Smart智能算法，讓系統(tǒng)效率大大提升，最高效率可達(dá)60%，在25秒內(nèi)實現(xiàn)零下30攝氏度無輔熱的低溫啟動。該電池系統(tǒng)具有高可靠性、高效率、長壽命等優(yōu)勢，可應(yīng)用于燃料電池乘用車、客車和中重卡等。

現(xiàn)代汽車帶來的NEXO中國版也吸引眾多觀眾駐足。這款氫燃料動力汽車在續(xù)航里程及補能方面有著優(yōu)異的表現(xiàn)，在充滿氫后，輕型乘用車工況下續(xù)航里程可達(dá)550公里，加滿氫僅需5分鐘，解決了新能源汽車補能時間過長和續(xù)航焦慮等問題。

無論是大會的專題報告還是技術(shù)展，都能看到氫能正在新能源汽車領(lǐng)域發(fā)力，未來車用引擎將進(jìn)入“氫”時代。

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