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氫能汽車“闖關(guān)”普及路：還需實(shí)現(xiàn)三跨越

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2022-5-6 瀏覽次數(shù)：

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“在新一輪‘氫能熱’下，中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體向好，產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，與國際先進(jìn)水平差距逐步縮小，國內(nèi)外合作也在進(jìn)一步加強(qiáng)?！敝袊a(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會會長魏鎖日前在日前國際金融論壇(IFF)2022年春季會議上介紹，氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長，氫能示范規(guī)模和應(yīng)用場景進(jìn)一步擴(kuò)大，尤其是交通領(lǐng)域應(yīng)用作為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展先導(dǎo)，布局較快。

來自中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，截止2021年12月，中國燃料電池車保有量近9000輛，加氫站建成總量已超過250座，氫在工業(yè)、建筑、分布式能源多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，也都在加快布局。“氫燃料電池車既是推動氫能在交通領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的突破口，也是推動氫氣制備、儲藏、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)不斷完善成熟的驅(qū)動力。”魏鎖指出，需要注意的是，氫燃料電池車在駛向發(fā)展的“快車道”時(shí)，也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

中國工程院院士衣寶廉曾列出一系列數(shù)字：一是因?yàn)槿剂想姵匕l(fā)動機(jī)貴，導(dǎo)致一輛燃料電池車的售價(jià)是燃油車的2~3倍；二是加氫站建設(shè)費(fèi)用比較高，每個(gè)加氫站建設(shè)成本為1200萬到1500萬元，同時(shí)在加氫站加氫的費(fèi)用也較高，達(dá)到60~80元/公斤，只有降到30元以下才能和燃油車競爭。

因此，氫燃料電池車雖然正駛向發(fā)展的“快車道”，卻至少要“闖三關(guān)”才能實(shí)現(xiàn)真正走進(jìn)“尋常百姓家”，推動汽車產(chǎn)業(yè)脫碳，實(shí)現(xiàn)綠色可可持續(xù)發(fā)展。這三關(guān)分別是——生產(chǎn)制造端：優(yōu)化氫燃料電池核心技術(shù)；氫能供應(yīng)端：擴(kuò)建加氫站、增加綠氫供應(yīng)量；政策監(jiān)管端：完善“1+N”政策體系。

生產(chǎn)制造端

優(yōu)化氫燃料電池核心技術(shù)

據(jù)了解，氫燃料電池車氫燃料電池系統(tǒng)和儲氫系統(tǒng)大概占據(jù)整車成本的65%。因此要想從生產(chǎn)制造端降低氫燃料電池車的成本，就必須降低燃料電池系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料和部件國產(chǎn)化、批量生產(chǎn)，不斷提高電堆的比功率，確保電池系統(tǒng)可靠性與耐用性。

而目前，我國的氫燃料電池仍有部分核心組件和關(guān)鍵性技術(shù)依賴進(jìn)口，導(dǎo)致國產(chǎn)氫燃料電池系統(tǒng)成本較高。隨著氫燃料電池產(chǎn)能、國產(chǎn)化程度等方面的提升，將進(jìn)一步釋放其成本優(yōu)勢。我國氫燃料電池行業(yè)綜合勢力較強(qiáng)的供應(yīng)商有上海重塑、億華通、清能股份、捷氫科技、國鴻氫能、濰柴動力、新源動力、國電投氫能、未勢能源等，國際上主要的氫燃料電池系統(tǒng)供應(yīng)商有日本豐田、韓國現(xiàn)代、加拿大巴拉德、美國普拉格能源以及歐洲的Powercell、Intelligentenergy等。

據(jù)中國工程院院士歐陽曉平科研團(tuán)隊(duì)介紹，氫燃料電池系統(tǒng)的國產(chǎn)化程度已從2017年的30%提高到2020年的60%。預(yù)計(jì)到2025年，金屬BPs可完全國產(chǎn)化，低功耗、高速、無油的空氣壓縮機(jī)進(jìn)入小規(guī)模自主生產(chǎn)階段；機(jī)械強(qiáng)度高、孔隙率均勻、抗碳腐蝕的碳纖維制備技術(shù)有望取得突破，大電流密度條件下的GDL水氣通暢傳質(zhì)問題有望得到解決。

此外，隨著成本逐步下降，氫燃料電池車的售價(jià)也有望與純電動車“比肩”。據(jù)行業(yè)組織統(tǒng)計(jì)，2035年我國氫燃料電池系統(tǒng)的生產(chǎn)成本將降至2020年的1/5（約800元/kW）；到2050年降低至300元/kW。

氫能供應(yīng)端

擴(kuò)建加氫站、增加綠氫供應(yīng)量

“加氫”環(huán)節(jié)是連接上游制氫和下游應(yīng)用的樞紐，尤其是加氫站的布局和普及在很大程度上決定了氫燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

目前我國加氫站數(shù)量全球領(lǐng)先，但仍未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模普及，目前大多數(shù)加氫站暫未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營，且加氫站的建設(shè)成本偏高。比如加氫站3大核心設(shè)備，包括氫氣壓縮機(jī)、加注設(shè)備和儲氫系統(tǒng)，其中壓縮機(jī)和加注設(shè)備分別約占我國加氫站投資額的32%和14%，且高度依賴于進(jìn)口，是未來主要的降本點(diǎn)。

對于降低加氫站的建設(shè)成本方面，衣寶廉院士給出的建議是，要實(shí)現(xiàn)氫氣壓縮機(jī)、高壓儲氫瓶等國產(chǎn)化和批量生產(chǎn)，建油、氫、電合建站，從而大幅度降低加氫站建設(shè)費(fèi)用。

此外，上游昂貴的“制氫-儲氫-輸氫”成本進(jìn)一步傳導(dǎo)到“加氫”環(huán)節(jié)。中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會副秘書長、中國石化銷售股份有限公司首席專家江寧表示，國內(nèi)加氫站的氫氣零售價(jià)格普遍為40~70元/kg，仍高于汽油成本。氫氣價(jià)格降低在30元/kg以內(nèi)時(shí)，燃料電池車TCO成本才低于燃油車和純電車，屆時(shí)氫燃料電池車才能展現(xiàn)其強(qiáng)勁的市場競爭力。

在優(yōu)化氫氣來源方面，衣寶廉院士談到，“關(guān)鍵在于‘綠氫’。有了綠氫，燃料電池就是氫轉(zhuǎn)化為電的最適宜技術(shù)，會獲得快速進(jìn)展，特別是氫燃料卡車與商用車，用高比能量的燃料電池優(yōu)于鋰離子電池。商用車進(jìn)展反過來還會促進(jìn)燃料電池的進(jìn)步和乘用車商業(yè)化?！?/section>

政策監(jiān)管端

完善“1+N”政策體系

在實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的大背景下，隨著一系列政策的出臺，氫燃料電池車行業(yè)也迎來轉(zhuǎn)折點(diǎn)。尤其是“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”政策的實(shí)施，推動了氫能產(chǎn)業(yè)在全國范圍內(nèi)快速起步。2020年9月五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》，提出取消以往“國補(bǔ)+地補(bǔ)”的補(bǔ)貼模式，由地方自主制定并實(shí)施產(chǎn)業(yè)發(fā)展獎(jiǎng)勵(lì)政策，因地制宜發(fā)展氫燃料電池產(chǎn)業(yè)，隨后各省密集出臺氫能規(guī)劃。據(jù)了解，目前，全國有30個(gè)省份、150多個(gè)城市在其“十四五”規(guī)劃中提及氫能發(fā)展，有50多個(gè)城市出臺了地方氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃。

雖然各地方政府早已開始采用補(bǔ)貼手段推動氫能行業(yè)商業(yè)化，逐步落實(shí)消費(fèi)者購車補(bǔ)貼、加氫站補(bǔ)貼及氫氣補(bǔ)貼等。可在消費(fèi)端的感受還并不明顯，因?yàn)槟壳皻淙剂想姵剀囍饕獞?yīng)用在重卡、客車、叉車等商用車場景，乘用車領(lǐng)域才剛剛起步，未來仍需更多的政策支持。《規(guī)劃》也指出，要加快完善氫能發(fā)展政策和制度保障體系，到2025年，形成較為完善的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制度政策環(huán)境。

具體來說，接下來中國將在《規(guī)劃》的引領(lǐng)下，聚焦氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重大問題，在氫能規(guī)范管理、氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營管理、關(guān)鍵核心技術(shù)裝備創(chuàng)新、氫能產(chǎn)業(yè)多元應(yīng)用試點(diǎn)示范、國家標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)等方面，制定出臺相關(guān)政策，打造氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展“1+N”政策體系，有效發(fā)揮政策引導(dǎo)作用。隨著氫能的補(bǔ)貼與鼓勵(lì)政策逐漸被提上日程，氫能產(chǎn)業(yè)鏈有望迎來大范圍的更新和成長，氫燃料電池車也將迎來大規(guī)模的使用和普及。

據(jù)行業(yè)組織預(yù)測，到2050年，氫能將承擔(dān)全球18%的能源需求，創(chuàng)造超2.5萬億美元的市場，氫燃料電池車將占全球車輛的20~25%。中國作為全球增長最快的經(jīng)濟(jì)體，對全球許下了“力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的環(huán)保承諾，發(fā)展氫能則是兌現(xiàn)這一承諾的重要抓手。

尤其是在交通領(lǐng)域，隨著氫燃料電池系統(tǒng)的國產(chǎn)化進(jìn)程加速、氫能供應(yīng)體系的大規(guī)模普及，以及政府配套政策的落實(shí)，氫燃料電池車的采購成本和使用成本有望降到與電動車比肩甚至更低。屆時(shí)氫燃料電池車將掀起一陣更為猛烈的“氫風(fēng)”，對整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)者的日常出行，帶來前所未有的改變。

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