氢燃料电池汽车商业化须过“三关”

2018-07-02 19:05:01 来源:《中国改革报》 

□ 本报记者 张莎莎 焦红霞

在政策支持下,我国新能源汽车已经连续4年高速增长,成为汽车产业转型升级的标志。数据显示,2017年我国新能源汽车销量达到77.7万辆,保有量超过160万辆,占世界的50%。而围绕着新能源汽车未来动力来源的话题,更是不绝于耳。

6月27日,“2018中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛”在青海召开;6月28日,“氢能产业发展创新论坛”在北京举行。从动力电池到氢燃料电池,谁能担负起新能源汽车高速发展的重任?谁又能成为新能源汽车的新宠?

虽然有人称氢能是人类的“终极能源”,氢燃料电池是氢能产业的核心,被视为“汽车能源的终极解决方案”,但其发展却非“顺风顺水”。

北汽集团总经理张夕勇一言以蔽之,“目前氢燃料电池汽车的发展阶段与十年前的纯电动汽车发展阶段基本相似,氢燃料电池汽车要实现商业化,必须通过技术关、成本关和商业模式关。”

“氢能”“电动”并行发展

纯电动、混合动力和燃料电池驱动系统是我国新能源汽车的三种驱动形式。与纯电动汽车相比,氢燃料电池汽车具有补充能源所需时间短、续航里程较高、运行平稳无噪音、无机械损耗、寿命长等优势。

根据国际氢能委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》,预计到2030年,全球燃料电池乘用车将达到1000万辆~1500万辆。然而,截至2017年年底,全球燃料电池乘用车总销量仅为5971辆,未来有非常广阔的市场空间。

记者了解到,截至今年6月,氢燃料电池汽车订单量已经超过2000辆,并以客车和物流车为主。对此,中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高表示,北方寒冷地区燃料电池汽车相对纯电动汽车更有市场竞争优势,商用车可以该地区作为市场突破口。

目前,北汽福田累计交付氢燃料电池客车超过150辆,累计运行里程超过10万公里,在长距离续航,1700米高海拔爬坡动力等各种工况下,产品的安全性、可靠性、经济性都得到了很好的证明。“面向2022年北京冬奥会,续驶里程超过450公里的第四代氢燃料电池客车和续航里程超过350公里的第二代氢燃料电物流车正在开发。”张夕勇说。

值得注意的是,燃料电池汽车虽然已经开始进入试运行阶段,但距商业化推广仍有一定的距离,其中最大的制约因素就是成本问题。

张夕勇表示,在材料购置成本方面,国内氢燃料电池商用汽车的电堆价格大约在1.5万元/kw,占到整车价格的一半。而同样性能的纯电动汽车动力电池价格仅是其30%左右。使用成本方面,以公交车为例,按照40元/kg的气价,0.5元/kwh~1元/kwh的电价,6.8元/L的柴油价格来测算,氢燃料电池汽车使用成本比纯电动汽车高出一倍以上,比传统燃油汽车高出50%以上。

欧阳明高进一步对锂离子电池汽车与燃料电池汽车在2025年的成本给记者算了一笔账:“两者在300公里~700公里之间,成本几乎相同。500公里以内,燃料电池轿车没有成本优势,但燃料电池商用车在100公里以上就具备成本优势。可见,锂离子电池系统更适合替代汽油机,氢燃料电池系统更适合替代柴油机。”

对此,中国电动汽车百人会理事长陈清泰表示,氢燃料电池车与纯电动车不是一般的替代关系,从长远来看,氢燃料电池车与纯电动车将并行发展,不可顾此失彼。

完善基础设施建设

记者了解到,燃料电池汽车的推广和应用对氢的制备、储运、加注等都有较高要求,必须完善“制氢-运氢-储氢-加氢”全产业链的配套设施。

但是,目前我国从事氢气提纯的企业较少,生产规模不大,车用高纯氢产量不足,而且分布不均;国内氢气运输当前只能采用管束车或高压氢瓶运输,运输成本高昂;加氢站的关键零部件,如加氢枪、高压管线、管件、阀门等,仍需依赖进口,大幅度提高了建站成本,延长了建站周期。全国政协副主席万钢曾指出,制氢、供氢、加氢系统落后,造成氢燃料成本剧增。

《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》要求,推动车载储氢系统以及氢制备、储运和加注技术发展,推进加氢站建设,并明确到2020年,实现燃料电池汽车批量生产和规模化示范应用。

《全球氢能利用及燃料电池产业发展情况趋势》的研究报告(以下简称“报告”)指出,可再生能源将成为解决制氢问题的重要方法。“可再生能源的间歇性导致弃风、弃水、弃光现象十分严重,通过将风光电转化为氢气,不仅可解决弃电问题,还能反过来利用氢气再发电增强电网的协调性和可靠性。”

据了解,北汽集团已经与河北建投开展合作,利用其在张家口的风电制氢;日本东北电力公司也与东芝公司合作,利用太阳能电解水制氢,再由获得的氢进行发电;丰田公司则提出从生物质和农业废料中制氢的技术路线。

与此同时,呈现集成化、模块化发展趋势的加氢站运营,也为燃料电池汽车的普及提供了更多样化的基础设施建设解决方案。报告指出,随着混合站数量逐渐增加,混合形式从独立式加氢站、加油站并设加氢站,发展到加油站、加气站、加氢站三站合一,以及与充电桩并设的加氢站。

构建氢能产业生态

实际上,如果燃料电池仅用于新能源汽车,革命的意义并不大。欧阳明高说:“我们必须从能源革命的角度来看待燃料电池,逐步开拓固定式氢-电能源市场,研发光-电-氢一体化微网系统。”

他表示,氢能燃料电池大有可为,可以跟储能、纯电动汽车、光伏构成综合的高效清洁的分布式独立能源系统,“把中国光伏的优势、储能电池的优势结合起来,并把氢燃料电池结合进来,光伏发电可以用电池储存,也可以制氢,最后做成一个面向未来能源互联网的分布式独立微网,将给能源系统带来革命性的变化。”

中国工程院院士干勇表示,氢能是我国能源体系发展和能源转型的重要方面,要构建氢能产业的生态系统,需要政府、企业、研究机构等多方面共同努力。“氢能的应用牵扯到一系列的综合技术,从材料到运输、加氢,乃至最后运行的全生命周期,需要一个清晰的操作路径,国家顶层设计尤为重要。可参考国际有效的氢能项目管理机制,进行规范的、系统化的顶层设计并实现系统化。”

在干勇看来,随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面发展,在以市场为导向、以企业为核心、产学研协同创新的驱动模式下,对于推进氢能产业发展,实现燃料电池产业化,构建良好产业生态将起到积极作用。

[责任编辑:王小义]

相关报道: