工信部:加快氢能技术创新和基础设施建设

2021-12-16 16:47:54

近日,工信部发布《“十四五”工业绿色发展规划》明确,加快氢能技术创新和基础设施建设,推动氢能多元利用。

氢燃料电池汽车作为氢能利用的重要方式,近年来发展迅速。在即将到来的北京冬奥会期间,张家口赛区共将投入625辆氢燃料电池车,为赛事提供交通运输服务保障。

氢燃料电池与锂电池相比,具有哪些优势?何时能够大规模使用?以下对这些问题一一作答。

有啥优势?

——续航更久、更环保,在固定路线、中长途及高载重场景下更有优势

隆冬时节,400多辆氢燃料电池公交车已在张家口忙碌地运行着。据悉,这批氢燃料电池公交车已经实现零下30摄氏度极寒环境下的储存和冷机启动以及开启暖风空调场景下300-450公里的长续驶里程。北京冬奥会期间,更多氢燃料电池车将为张家口赛区提供交通运输服务保障,助力绿色冬奥。

“双碳”目标驱动下,氢能源得到更多关注。国际氢能委员会预测,到2050年,全球氢能产业将创造3000万个工作岗位,减少60亿吨二氧化碳排放,创造2.5万亿美元的市场规模,并在全球能源消费占比达到18%。

氢燃料电池汽车是目前交通领域利用氢能的重要方式,以氢气为燃料,通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能,具有能量转换效率高、零排放等特点。中国汽车工业协会秘书长助理兼技术部部长王耀对本报记者表示,与锂电池电动车相比,氢燃料电池汽车续航足、加氢快、绿色环保。

“锂电池自身并不能发电,属于二次电池。而氢燃料可以直接作为汽车动力来源,且加氢方便快速,平均5-8分钟就能加满。”王耀介绍,氢燃料电池的能量消耗、碳排放比锂电池更环保,不仅没有氮氧化物等有害气体,甚至不会产生二氧化碳。此外,氢能源最大的优势就是可再生。除了工业副产品制氢外,还可通过煤制氢以及利用光伏、风电等可再生能源电解水制氢。

对于消费者来说,最直观的感受就是续航更久了。“氢的能量密度更高,在超高能量密度的支持下,氢燃料电池车辆的续航里程很容易就达到或者超过现有燃油汽车。以在北美市场销售的丰田Mirai为例,新车型在海外测试中的实测续航里程达到了1003公里。”王耀说,此外,氢燃料电池的低温适应性更强。在严寒天气下,氢燃料电池不会受到低温带来的续航缩减、补能焦虑的影响。

王耀表示,氢燃料电池的特征决定了其在港口、物流园等相对封闭和固定路线,里程超过纯电续航上限的中长途场景以及高载重场景下将更有优势。“纯电车型由于当前技术条件下电池能量密度提升空间有限,重卡匹配长续航里程的需要,增加电池必然导致自重更重,因此氢燃料在载重量具有更大需求的场景上将更有优势。”

为啥火了?

——政策支持下获得快速发展,加氢站等基础设施积极建设中

2019年,氢能被首次写进《政府工作报告》。2020年9月,财政部等五部委发布关于开展燃料电池汽车示范应用的通知,提出将对燃料电池汽车的购置补贴政策调整为燃料电池汽车示范应用支持政策,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励。

在政策支持下,全国多地加快氢能发展。据不完全统计,目前,国内已有50多个地级市发布氢能产业规划,北京、山东、河北、河南等省份相继出台“十四五”氢能发展规划或扶持政策,从产业规模、企业数量、燃料电池汽车、加氢站等方面明确阶段目标。

如北京市明确,2023年前培育5-8家具有国际影响力的氢能产业链龙头企业,京津冀区域累计实现产业链产业规模突破500亿元、减少碳排放100万吨;2025年前,产业体系、配套基础设施相对完善,京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上。

同时,各地还出台了不同程度的氢能补贴和奖励政策。北京市在建设环节上对规模以上加氢站给予一次性定额补贴;在运营环节给予加氢站每千克氢气运营补贴;燃料电池汽车按照中央与地方1∶0.5比例安排市级财政补助。上海、重庆、河南等地近期也陆续出台氢能地方补贴政策。

加氢站也在积极建设中。加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站,作为给燃料电池汽车提供氢气的基础设施,加氢站的数量近年来也在不断增长。有关机构发布的《中国氢能行业市场前景及投资机会研究报告》显示,截至今年6月初,国内共建成加氢站141座,73座正在建设,118座规划建设中。

“国家对于锂电池为主的新能源路线产品提供了大量的市场补贴后,促成了我国目前在全世界独特的新能源领先势头,实现了弯道超车。”王耀分析,与锂电池新能源汽车不同,氢燃料电池汽车要想抢占市场份额,不仅需要政策支持,还需要面对使用成本更低的柴油商用车市场以及对价格更为敏感的营运用户。因此,氢燃料电池车的发展之路还很漫长。

怎么发展?

——市场空间大,但规模化应用需突破核心材料及成本障碍

业内普遍认为,氢燃料电池车具有较大发展空间。根据中国氢能联盟预测,到2030年,中国氢气需求量将达到3500万吨,在终端能源体系中占比为5%;到2050年,需求量有望达到6000万吨。在终端能源体系中占比为10%,预计产业链年产值将达12万亿元。其中,交通运输领域用氢2458万吨,约占该领域用能的19%。这意味着氢能产业链未来有望与锂电产业链形成“双雄”市场格局。

不过,当前氢燃料电池车的发展仍面临一些阻碍。

部分核心材料仍依赖进口。“燃料电池技术一直在发展,技术进步带动了更持久、性能更好、更高效和更大规模的燃料电池系统。但其中部分核心材料尚未完全取代进口产品,仍需要进行一定时间的产品验证,以确认国产替代品的可靠性和耐久性能否满足需求。”王耀表示,这也是制约部分零部件成本高居不下的原因。

成本制约了氢燃料电池车实现规模化应用。在制造环节,目前国内的氢燃料电池产业链上的企业大多尚未实现批量化生产,企业研发投入较高,产品产量较小,制造成本居高不下。产业链各环节高成本叠加,导致氢燃料电池汽车成本居高不下。“从整体来看,虽然主要核心零部件已实现国产化、自主化,但仍需要一定规模的产业化才能够有效降低产品成本,实现整车价格的有效竞争。”王耀表示。

氢气的易燃属性,导致一些人“谈氢色变”,影响着氢燃料电池汽车的应用。对此,王耀解释,氢气具有高逃逸性,在相对开放环境及有效的储存装置的保障下,氢气不存在明显燃爆的风险。“车载储氢技术在目前相对成熟的高压气态储氢模式下,已比较安全,同时技术还在不断进步,安全性将进一步提高,让大家放心使用。部分民众的‘谈氢色变’需要通过科普的方式来提升信任感和接受度。国内已有数千辆氢燃料公交物流车辆在安全运营当中,未来将有更多这类公交车等市政用车出现在普通民众身边,届时大家对于氢气的安全性将有更加直观的感受和理解。”

(徐佩玉)

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