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氫燃料電池車,不做純電動的“備胎”

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月26日  

6月7日,豐田一場普及純電動車的發布會引起了業內的廣泛關注。豐田宣布,到2025年,豐田純電動和燃料電池車銷量將超過100萬輛。

這一計劃比之前提前了整整5年。豐田要轉向純電動?氫燃料電池車還有戲嗎?一時間議論紛紛。有人認為,豐田此次的戰略轉向和中國新能源汽車政策更偏向純電動不無關系。

然而,就在全球新能源汽車霸主豐田大手筆押注純電動車時,被外界普遍看好的純電動車市場中國,一股氫燃料的風,卻讓人猝不及防。

FCV或許從來都不是PlanB

5月“水氫發動機在南陽下線”的新聞,純屬一場鬧劇,但不可否認的是,這波熱度,卻以一種匪夷所思的方式,連帶炒熱了氫燃料電池車這個產業。

6月5日,上汽集團和上海化工區聯合宣布,全球規模最大、等級最高的氫燃料電池車加氫站在上海化工區正式落成,將提供商業化服務。

3天后,上海市嘉定區10日推出《氫燃料電池汽車產業集聚區規劃》和《氫燃料電池汽車產業發展扶持政策(試行)》。當天,長三角區域第一批先進的油氫合建站等項目在嘉定簽約,涵蓋整車及零部件企業、產學研平臺、示范運營、數據采集等各個領域。一座“氫能港”在嘉定呼之欲出。

作為中國先進制造業和汽車工業重鎮,上海市一系列關于氫燃料的操作,讓人不得不揣摩更上層的產業政策及其背后的深意。

今年兩會期間,關于氫燃料的提案議案成為熱點話題。很快,4月9日,中國政府網發布了《國務院關于落實<政府工作報告>重點工作部門分工的意見》,意見中提到了加氫基礎設施建設,并提及該項工作由財政部、工信部、發改委、商務部、交通運輸部、住建部、能源局按職責分工負責。同時,地方推進加氫站建設工作。上海、蘇州、如皋等地區均已有相關的發展規劃。

顯然,國家已經意識到加氫站對于氫能產業的重要性,并且開始逐步落實相關政策。

再聯想到去年10月,長城汽車入股德國加氫站運營商H2MOBILITY,今年4月豐田與北汽合作,向北汽福田提供燃料電池汽車零部件,氫燃料電池車的商業化之路一直沒有停止進化。每當純電動車發展遇到問題時,氫燃料電池車很快都會摘掉“備胎”的帽子走到臺前。或許,氫燃料電池車,從來都不是新能源路線的PlanB,只是它一直在等待一個展示自己的機會。

目前看,這個時機似乎越來越成熟了。

氫燃料乘用車開始預熱

目前,全球能達到量產級別的氫燃料乘用車有三款代表作,分別是豐田Mirai(參數|圖片)、本田Clarity(參數|圖片)和現代ix35(參數|圖片)氫燃料電池汽車。在一些基礎設施發展良好,汽車消費層級較高的地區,比如美國加州,氫燃料電池車已經進入尋常百姓家。

與國外車企不同,我國燃料電池汽車仍以客車和專用車為主。根據中汽協的數據顯示,2018年國內氫燃料電池汽車產量為1619輛,同比增長27%,其中專用車909輛,客車710輛。

在這其中,共有14家商用車企共44款車型已經實現批量化生產,包括中通客車,其2018年燃料電池汽車產量達到790輛,主力車型為燃料電池廂式運輸車;佛山飛馳汽車,其2018年的燃料電池汽車產量達到368輛,生產最多的車型為燃料電池公交車;此外還有上汽大通FCV80燃料電池寬體輕客、宇通F10/F12氫燃料電池客車等。

造成這一現狀的原因,一是因為商用車對燃料電池堆體積的敏感性較低,技術門檻低(一般需要35兆帕的壓力即可,相比之下,氫燃料乘用車一般需要70兆帕的壓力加氫,以保證可以儲存更多燃料);二是燃料電池車推廣離不開加氫站的建設,而商用車運行線路比較固定,便于彌補目前加氫設施的不完善,比如,在上海化工區的一些公交路線,就是以上文提到的化工廠加氫站為圓心,向周邊延伸。

不過,以商用車為中心的氫燃料電池技術,正在向乘用車市場滲透;就像以上海化工區為母站,上海也已經衍生出了一批新的加氫站。

上汽集團前瞻技術研究部程偉告訴汽車產經網,隨著燃料電池商用車陸續推動基礎設施和法規標準逐步完善,市場認可度提高后,最后一定會反過來推動乘用車的發展。

例如,上汽集團在2016年推出的榮威950(參數|圖片)燃料電池轎車,目前是國內唯一一款完成公告、銷售和上牌的燃料電池乘用車,目前累計運營里程已達50萬公里。

今年上海車展期間,十余家車企齊推氫燃料電池乘用車。包括東風風神AX7(參數|圖片)FCV、紅旗H5FCEV、上汽大通G20FC、漢騰FCV、眾泰E200FCV等,一時成為展會的一大亮點。而在吉利、長城等中國品牌大戶的新能源溝通會上,氫燃料也是他們永遠不忘提及的一塊技術儲備。

可以預見,商用車之后,將有一批氫燃料乘用車進入中國新能源汽車市場。有人預測,2020年豐田氫燃料車服務完東京奧運會之后,豐田很可能以此為契機向中國市場推廣氫燃料乘用車。目前,豐田和福田在商用車領域的合作,從某種程度上說,也是在為氫燃料乘用車的推廣鋪路。

氫從何處來?

理論上說,真正“零排放”的氫燃料電池車是新能源汽車的“終極目標”。相比于傳統燃油動力總成,氫燃料電池具有能量利用率高、環境友好、安全性高等諸多優勢,排放物只有水,簡直不能更完美。

但是,從已經開展示范運營的燃料電池車項目看,燃料電池系統成本高昂和氣源不足,仍是制約燃料電池商業化運營的一大方面。成本可以隨著銷量攤薄,但如果氣源問題一天不解決,氫燃料電池車商業化就一天無解。

據了解,目前,化石能源(煤、天然氣)制氫、電解水制氫、工業副產氫,是當前主流的三大制氫路線。去年2月,由國家能源集團牽頭的中國氫能源及燃料電池產業創新戰略聯盟宣告成立,我國氫能大規模商業化應用進一步加速。

根據上汽集團副總裁藍青松介紹,上海化工區此次落成的加氫站,就是利用了上海化工區副產氫,從而解決了加氫站氣源不足的問題。“加氫站目前氫氣日供應能力達到2噸,具備35MPa和70MPa氫氣商業化加注能力,每天可以為上汽燃料電池FCV80加氫400輛次,可以跑11萬公里。”

“制氫的方法有很多種,除了上述三大技術路線,還有活潑金屬與水反應、生物質制氫等。”同濟大學汽車學院學術委員會主任、燃料電池汽車技術研究所所長章桐說。

關于氫氣的來源,產學研界都給出了樂觀的估計。

上海浦江特種氣體有限公司董事長劉煒煒認為,我國制氫產業大有潛力可挖。比如,僅上海化工區內的工業副產氫,就足夠供應3萬輛氫燃料電池汽車運行。“此前園區內副產氫大多被企業直接燒掉,這是最低效的氫能使用方式。”

此外,由于我國各地區條件不一,制氫也可以因地制宜。“西北不少地方風能、光能資源豐富,在發展新能源的過程中出現‘棄電’現象,若用在電解水制氫中,不僅降低制氫成本,還能提高清潔能源使用效率。”劉煒煒表示。

據汽車產經了解,目前隨著氫能應用的快速發展,氫氣市場的需求量持續上升。有統計數據顯示,我國已經是世界第一大制氫國,現有煤氣化制氫約1000萬噸,天然氣制氫300萬噸以上,石油制氫300萬噸,工業副產氫約800萬噸,電解水制氫100萬噸……

加氫站,從點到網

在推動燃料電池汽車商業化運營過程中,加氫站是產業鏈建設的重要環節。

根據H2stations.org發布的第11期全球加氫站統計報告顯示,截至2018年底全球共有369座加氫站。其中歐洲152座,亞洲136座,北美78座。

國內方面,截至2018年底,我國共有23座建成的加氫站,占比約為6%,這個數字相較全國10萬多座加油站和70多萬個充電樁,實在太少。

而阻礙加氫站建設的最大的問題就是成本。據統計,一座日加氫能力500kg左右的加氫站建設成本在1500萬元左右,除去土建施工費,這里面占比最高的費用項是核心設備的進口費,其中排名前三的是壓縮機、儲氫設備以及加氫設備。

不過,可喜的是,目前國內已經有一些企業開始推出自主產品。例如,北京天高推出的隔膜式壓縮機,目前國內近10家加氫站項目已投入使用;在加氫設備方面,張家港富瑞氫能加氫機已經取得了國內整機防爆認證,供應了國內超過15座加氫站項目。

此外,政府也在加大扶持力度。

早在2016年,工信部就在《節能與新能源汽車技術路線圖》中指出,到2030年我國將建成加氫站1000座。

今年3月26日,財政部發布《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,要求降低新能源車補貼的同時,支持各地對充電(加氫)基礎設施進行“補短板”建設。

目前我國對于建造加氫站的補貼一般是國補400萬/站,地補不低于300萬/站。廣東佛山公布實施的加氫站政策顯示,新建固定式加氫站建設最高補貼800萬元,是目前全國補貼力度最大的城市。

在政策紅利驅動下,各地方政府加快了氫能產業布局,并在加氫站建設方面做出了明確的數量規劃。

“雖然當前燃料電池汽車產業發展基礎和形勢良好,但還是存在一些問題,制約產業快速發展。”上汽集團總裁陳志鑫認為,目前部分燃料電池的法規和標準已滯后于技術發展,制約了燃料電池產業的應用推廣。

今年兩會期間,長城汽車總裁王鳳英就曾提議,國家應加強頂層設計,統一規劃全國加氫基礎設施,以降低審批難度。目前加氫站的建設規劃主要依靠各地方政府推動執行,審批流程少則半年,多則兩年。

在汽車產經看來,氫燃料電池汽車產業要想形成商業化、規模化,除了政策上對基礎設施的扶持和補貼,還需要國家為其打造一套全新、相對完善的產業鏈體系,同時簡化和規范加氫站的審批流程,才能更好地吸引企業積極開展加氫站的建設和運營工作。

相比眼下普及度已經頗高的純電動汽車,氫燃料電池車雖然還未大量進入商業化運營,但不可否認,氫燃料電池車更清潔,補能更便捷(和加油使用習慣相似),似乎更符合當下國內的能源形勢和消費者的用車習慣。

或許,氫燃料電池車從來都不是純電動發展路線的“備胎”,隨著技術和基礎設施配套逐漸成熟,氫燃料電池車也許會成為商用車、甚至乘用車零排放進程中中流砥柱的技術力量。

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