在貫徹落實(shí)國家“雙碳”發(fā)展戰(zhàn)略的大背景下,氫能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義被提升到了全新的高度。近年來,政府、產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)及相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)等多方進(jìn)行了積極的推動(dòng)和努力,我國氫能產(chǎn)業(yè)和燃料電池汽車的發(fā)展正駛上“快車道”。然而,在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí),國內(nèi)氫燃料電池汽車行業(yè)也存在著一些短板與不足:產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控能力有待進(jìn)一步提高,燃料電池和氫氣等相關(guān)產(chǎn)品和環(huán)節(jié)成本相對較高,應(yīng)用示范場景也還需要進(jìn)一步拓展。
為更好地認(rèn)識(shí)到氫燃料電池汽車的重要性,破解制約產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的難題,近日,清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授、國際氫能協(xié)會(huì)副主席毛宗強(qiáng),就氫燃料電池以及汽車產(chǎn)業(yè)所承擔(dān)的重要?dú)v史使命、獨(dú)特任務(wù)、發(fā)展路徑和成就、挑戰(zhàn)等話題,發(fā)表自己的看法,他表示,經(jīng)過多年的努力,氫燃料電池和汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在市場規(guī)模、技術(shù)和應(yīng)用示范等方面取得了不錯(cuò)的成績,通過提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的好汽車,氫能產(chǎn)業(yè)的前景非常值得期待。
不可替代
氫與燃料電池是“絕配”
發(fā)展氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè),既符合我國能源技術(shù)變革的需求,也是汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要一環(huán)。但在純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車走勢良好,市場接受程度越來越高的當(dāng)下,行業(yè)始終對氫燃料電池汽車的發(fā)展存有疑慮。對此,毛宗強(qiáng)表示,氫與燃料電池是“絕配”,在“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施的過程中具有不可替代性。
毛宗強(qiáng)解釋道,首先,氫燃料電池汽車非常安全。例如為了驗(yàn)證儲(chǔ)氫罐的安全性,國內(nèi)外車企進(jìn)行過各種安全實(shí)驗(yàn),包括槍擊和針刺等,最后都證明了一旦發(fā)生問題,氫氣只會(huì)泄露而不會(huì)發(fā)生爆炸;其次,氫燃料電池汽車的補(bǔ)能速度非???,加氫和加油的速度可以說不相上下,遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于純電動(dòng)汽車充電;第三,溫度對于氫燃料電池汽車的影響幾乎不存在,純電動(dòng)汽車面臨的低溫難以充放電、續(xù)駛里程縮短等問題,不會(huì)發(fā)生在氫燃料電池汽車上。
正是因?yàn)闅淙剂想姵仄嚀碛羞@樣的優(yōu)勢與長處,為了進(jìn)一步推進(jìn)國內(nèi)氫燃料電池汽車的技術(shù)研發(fā)、示范應(yīng)用,2020年9月,《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》(以下簡稱《通知》)落地,明確對符合條件的城市群開展燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用給予獎(jiǎng)勵(lì)。截至目前,五大示范城市群取得了不錯(cuò)的推廣效果,其中,廣東城市群氫燃料電池車數(shù)量為2652輛,上海城市群2315輛,京津冀城市群1603輛,河北城市群622輛,河南城市群329輛。在這些城市群的帶動(dòng)下,截至2022年底,新能源汽車國家監(jiān)測與管理平臺(tái)累計(jì)接入氫燃料電池車10564輛,首次突破了1萬輛。“這一成績的取得來之不易,是全國各地、各個(gè)參與方共同努力的結(jié)果。”毛宗強(qiáng)指出,在市場規(guī)模迅速擴(kuò)大的同時(shí),我國的燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展也非常快,已經(jīng)不亞于國外先進(jìn)水平,站在了世界前沿的位置;成本下降也非常快,從過去的每千瓦幾千元下降到了2000元以下;此外,我國氫燃料電池汽車的關(guān)鍵材料、零部件等在國產(chǎn)化方面也實(shí)現(xiàn)了長足的進(jìn)步。
不乏挑戰(zhàn)
成本較高、加氫站不足
“在我看來,目前制約氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的兩大關(guān)鍵難題,一是成本太高,二是加氫站還不足。”毛宗強(qiáng)算了一筆賬,按照1000元/千瓦的價(jià)格計(jì)算,1輛汽車配裝80千瓦的燃料電池汽車系統(tǒng),成本就需要8萬元,與現(xiàn)在的純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車相比,仍然較貴。毛宗強(qiáng)認(rèn)為,綜合各方面因素來看,想要讓燃料電池汽車變得更能被普通公眾所接受,目標(biāo)價(jià)格應(yīng)當(dāng)為300~400元/千瓦。在技術(shù)不斷進(jìn)步和規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大的基礎(chǔ)上,成本下降需要花費(fèi)5年左右的時(shí)間。他進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),由于補(bǔ)貼可能會(huì)退坡,因此這樣的成本下降應(yīng)當(dāng)建立在不完全依靠政府補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上。
公開資料顯示,截至目前,我國已建成加氫站350多座,約占全球總數(shù)的40%,位居世界第一。不過,為迎接氫燃料電池汽車的繼續(xù)推廣和應(yīng)用,這樣的數(shù)量恐怕還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如何才能更好地推動(dòng)加氫站的建設(shè)?毛宗強(qiáng)建議,首先要加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)。“所謂的頂層設(shè)計(jì),一方面當(dāng)然要從整體上設(shè)立加氫站的數(shù)量等宏觀目標(biāo),但更重要的是,還有一些具體問題亟待解決。”毛宗強(qiáng)告訴記者,例如目前國內(nèi)很多加氫站所使用的土地性質(zhì)為商用土地,成本非常高,如果能允許采用價(jià)格更加低廉的工業(yè)土地,那加氫站建設(shè)方的積極性就能大幅提升。此外,行業(yè)內(nèi)一直想嘗試和探索就地制氫、制氫加氫一體化模式,即“前店后廠”和“子母站”布局。所謂“前店后廠”,就是制氫和加氫站建在一起,沒有氫氣運(yùn)輸環(huán)節(jié),降低加氫站的氫氣成本;所謂“子母站”,就是一個(gè)大的制氫站給附近的幾個(gè)加氫站供應(yīng)氫氣,運(yùn)氫距離不超過50公里,既保障氫氣供應(yīng)又縮小運(yùn)氫距離,降低加氫站的氫氣成本。
但事實(shí)上,由于法律和法規(guī)明確只能在工業(yè)園區(qū)制取氫氣,因此這一模式目前只在廣東等部分地區(qū)進(jìn)行了試點(diǎn),全國范圍內(nèi)無法推行。毛宗強(qiáng)直言,為推動(dòng)加氫站的建設(shè)工作,國家應(yīng)當(dāng)在管理層面予以一定的放寬。當(dāng)然,安全方面的問題,包括定期檢查和運(yùn)行監(jiān)管等一定要嚴(yán)格要求。
探索氫電融合
重視國際氫能貿(mào)易
3月28日,國家能源局下發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)能源數(shù)字化智能化發(fā)展的若干意見》在提及“以新模式新業(yè)態(tài)促進(jìn)數(shù)字能源生態(tài)構(gòu)建”時(shí)指出,要提升氫能基礎(chǔ)設(shè)施智能調(diào)控和安全預(yù)警水平,探索氫能跨能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化潛力,推動(dòng)氫電融合發(fā)展。“氫電融合是消納可再生能源的最好辦法之一。”毛宗強(qiáng)指出,氫能本身既可以用來儲(chǔ)存電能,又能發(fā)熱,還可以作為交通燃料,因此可以在構(gòu)建多能互補(bǔ)的新型能源體系方面發(fā)揮重要作用。在毛宗強(qiáng)看來,盡管這一體系的構(gòu)建需要根據(jù)碳中和的進(jìn)程以及時(shí)間及時(shí)調(diào)整,但主旨是有計(jì)劃地減碳增氫。
“推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,還需要著力在國內(nèi)國際兩個(gè)市場進(jìn)行布局,建設(shè)‘國內(nèi)國際雙循環(huán)’的氫能經(jīng)濟(jì)體系。”毛宗強(qiáng)強(qiáng)調(diào),我們一定要重視國際氫能貿(mào)易,這里所指的不光是氫氣,還包括技術(shù)、裝備和氫化學(xué)制品、氫能汽車市場的開拓等。
毛宗強(qiáng)表示,加強(qiáng)國際氫能貿(mào)易主要出于三方面的考慮,第一,加強(qiáng)國際合作。據(jù)毛宗強(qiáng)了解,當(dāng)前國際上對于氫能以及相關(guān)產(chǎn)品的需求非常旺盛,而我國供給充足;第二,在當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)形勢低迷,全球化遭遇逆流的大背景下,有一些國家鼓吹“脫鉤”或“去風(fēng)險(xiǎn)化”等言論。而加強(qiáng)氫能國際貿(mào)易就可以加強(qiáng)國際聯(lián)系,從而避免在產(chǎn)品、技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)等方面失去話語權(quán);第三,通過出口來消化國內(nèi)剩余產(chǎn)能,避免過剩。據(jù)毛宗強(qiáng)觀察,國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的賽道都在變得越來越擁擠,盡管當(dāng)前還沒有出現(xiàn)供大于求、產(chǎn)能過剩的現(xiàn)象,但隨著行業(yè)的參與者越來越多,未來產(chǎn)能過剩將不可避免。為了防止這一現(xiàn)象的發(fā)生,提前布局國際市場,“走出去”就成了不錯(cuò)的選擇。
今年3月23日,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》,提出“到2025年基本掌握核心技術(shù)和制造工藝,燃料電池車輛保有量約5萬輛,部署建設(shè)一批加氫站,可再生能源制氫量達(dá)到10萬~20萬噸/年,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100萬~200萬噸/年”。此前發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》也提出了“到2025年,運(yùn)行車輛達(dá)到10萬輛左右”的目標(biāo)。對此,毛宗強(qiáng)充滿信心,認(rèn)為只要經(jīng)過全行業(yè)的努力,這些目標(biāo)是有希望實(shí)現(xiàn)的,尤其是在乘用車領(lǐng)域能取得突破的基礎(chǔ)上。與多數(shù)行業(yè)人士看法不同的是,毛宗強(qiáng)認(rèn)為,雖然氫燃料電池汽車目前在商用車領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的進(jìn)展與成就,但最終還是要靠乘用車來“打天下”。“氫燃料電池汽車具有安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等特征,其維修和保養(yǎng)的費(fèi)用也比較低。因此,對于能否在乘用車市場獲得認(rèn)可不用現(xiàn)在就下定論,還是交給市場來決定。”毛宗強(qiáng)特別提到了今年5月啟動(dòng)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)“乘用車用高功率密度燃料電池電堆及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”項(xiàng)目,并表達(dá)了贊賞,認(rèn)為這將加速我國氫燃料電池乘用車的發(fā)展進(jìn)程。
原標(biāo)題:毛宗強(qiáng):對氫燃料電池汽車未來充滿信心