憑借零污染、高輸出的特性,氫能被認為是實現交通運輸領域脫碳減排的理想能源。因此,氫燃料電池汽車也被納入我國新能源汽車的“三縱三橫”體系,重點進行發展。
2022年年初,全球規模最大的一次氫燃料電池汽車示范應用在北京冬奧會上拉開帷幕,過千輛氫燃料電池汽車在寒冷的賽事中進行服務,展現出我國大力發展清潔能源,實現碳達峰、碳中和目標的決心,帶動了氫燃料電池汽車推廣和氫能產業升級。
11月22日,北京城市管理委員會發布《北京市氫燃料電池汽車車用加氫站發展規劃(2021—2025年)》(以下簡稱“規劃”),進一步推動加氫站建設運營工作,規劃提出在重點區域開展服務商用領域車輛的加氫站布局建設,為氫燃料電池商用車的推廣應用扎實基礎。
制造成本難降 商用先行推廣
據北京城管委數據,截至2022年8月,北京市共投入1528輛氫燃料電池汽車進入應用,其中包括大中客車845輛、普通物流車272輛、冷鏈物流車203輛、重卡202輛、環衛車5輛;個人乘用車1輛。相比商用車,乘用車從數量上來看確實難與“普及”二字沾邊。
中國工程院院士衣寶廉認為,雖然燃料電池汽車具備各種優勢,但其推廣普及仍面臨諸多問題。
一方面,燃料電池發動機造價昂貴,導致整車成本居高不下。其售價達到了燃油車的2到3倍、傳統鋰電池電動車的1.5到2倍,車輛在生產和銷售過程中都將面臨極大壓力。
另一方面,加氫站建設費用較高,現階段每個加氫站需投入1200萬元到1500萬元才能運營,這就會造成車輛加氫的費用高。目前,加氫一次需要60元到80元,而根據測算,只有價格降到30元以下,燃料電池汽車才具備與傳統燃油車和電動車競爭的實力。
長安汽車于今年7月發布的長安深藍SL03車型驗證了這一看法。在長安深藍的官網上,SL03有純電、增程、氫電三種動力供消費者選擇,其中705km續航的純電版售價為21.59萬元,而續航為730km的氫電版售價達到了69.99萬元,是純電版本的三倍多。豐田計劃于今年年底引入中國的氫燃料電池轎車MIRAI,預計售價也將超過70萬元,高昂的價格確實讓“普及”做起來沒那么容易。
但從另一個角度來看,氫燃料電池汽車續航里程長、加氫時間短的特點,使其在面對低溫、山區、重載和遠距離運輸等應用場景時更加得心應手。因此,“運輸距離長、荷載重、環境污染大”的商用車領域更適宜規模化推廣氫燃料電池汽車。
中國國際經濟交流中心常務副理事長張曉強認為,氫燃料電池汽車應用于商用車領域有助于加速汽車產業的低碳轉型。商用車是汽車產業碳減排的重點,以重型卡車為例,雖然重卡只占整個汽車保有量的7.9%,但其排放的二氧化碳卻占到了47%。
在北京市的規劃中,加氫站的建設就率先從商用角度出發。具體來看,規劃提出要在冬奧配套加氫站建設運營工作經驗基礎上,在重點區域開展服務干線貨運、城配物流、公交客運、環衛郵政等領域車輛的加氫站布局建設。
技術差距縮小 灰轉綠需發力
近年來,我國出臺了多項促進氫燃料電池汽車產業發展的政策,為關鍵核心技術的突破創新注入了強勁動力。
2020 年國務院辦公廳發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035 年)》和 2022 年國家發改委、國家能源局發布的《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)》相繼提出,要開展燃料電池關鍵核心技術研究,支持新型燃料電池技術發展,逐步建立燃料電池電動汽車與鋰電池純電動汽車的互補發展模式。
在政策推動下,我國已基本掌握了氫氣制、儲、運和使用各環節及氫燃料電池汽車的研發生產技術,與國外的差距正不斷縮小。在燃料電池系統方面,自主可控進程顯著加快,目前僅有部分高性能質子交換膜、碳纖維紙等關鍵材料還依賴進口,國產化程度已超過70%。
雖然各行各業的愿景是通過氫能的應用實現零碳排放,但氫氣制備過程中的污染依然不容忽略。正因如此,我們才將氫氣劃分為綠氫、藍氫和灰氫。
灰氫是通過燃燒化石燃料產生的氫氣,在生產過程中會有二氧化碳等溫室氣體排放。目前市面上的絕大多數氫氣都是灰氫,約占當今全球氫氣產量的95%。藍氫是將天然氣通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成。由于使用了碳捕獲、利用與封存技術,減輕了對環境的影響,實現了低碳制氫。而綠氫是使用可再生能源制造的氫氣,在生產綠氫的過程中,完全沒有碳排放。
上海捷氫科技有限公司副總經理侯中軍表示,當前,綠氫還屬于技術和產業逐步升級的階段,現階段主要依靠應用灰氫支撐燃料電池汽車的示范運營。
從灰氫過渡到綠氫,才是氫能應用真正實現低碳化、無碳化的重要轉折點。
對此,中國國際經濟交流中心科研信息部部長景春梅建議,在風、光電基地等可再生能源較為豐富的地方可優先發展制氫產業。鼓勵化石能源和新能源優化組合,在化工、冶金等領域逐步實現“綠氫”對“灰氫”的減量替代。