如今，純電動(dòng)汽車(chē)成為新能源汽車(chē)中的主流，在各大車(chē)企投入純電動(dòng)汽車(chē)懷抱的背景下，豐田、現(xiàn)代等一些車(chē)企認(rèn)為氫燃料電池汽車(chē)是新能源汽車(chē)的未來(lái)，選擇繼續(xù)氫燃料電池汽車(chē)的研發(fā)。
那么氫燃料電池汽車(chē)會(huì)成為新能源汽車(chē)行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)嗎？昨天，氫燃料電池汽車(chē)行業(yè)又迎來(lái)利好消息，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035 年)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》)。
《規(guī)劃》提出了氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展各階段目標(biāo):到2025年,基本掌握核心技術(shù)和制造工藝,燃料電池車(chē)輛保有量約5萬(wàn)輛,部署建設(shè)一批加氫站,可再生能源制氫量達(dá)到10-20萬(wàn)噸/年,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排100-200萬(wàn)噸/年。到2030年,形成較為完備的氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系、清潔能源制氫及供應(yīng)體系,有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。到2035年,形成氫能多元應(yīng)用生態(tài),可再生能源制氫在終端能源消費(fèi)中的比例明顯提升。
重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車(chē)輛應(yīng)用?！兑?guī)劃》提出，立足本地氫能供應(yīng)能力、產(chǎn)業(yè)環(huán)境和市場(chǎng)空間等基礎(chǔ)條件，結(jié)合道路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車(chē)輛應(yīng)用，有序拓展氫燃料電池等新能源客、貨汽車(chē)市場(chǎng)應(yīng)用空間，逐步建立燃料電池電動(dòng)汽車(chē)與鋰電池純電動(dòng)汽車(chē)的互補(bǔ)發(fā)展模式。積極探索燃料電池在船舶、航空器等領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)大型氫能航空器研發(fā)，不斷提升交通領(lǐng)域氫能應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模。
氫燃料電池為何備受青睞?
燃料電池電動(dòng)汽車(chē)是減少溫室氣體排放、降低石油使用量的有效路徑之一，隨著氫能制取技術(shù)的進(jìn)步，氫燃料電池汽車(chē)全過(guò)程生產(chǎn)成本將會(huì)逐步下降。
氫燃料電池使用氫為能源，氫與空氣中的氧反應(yīng)，僅產(chǎn)生水蒸氣排出，有效減少了傳統(tǒng)汽油車(chē)造成的空氣污染問(wèn)題。在雙碳目標(biāo)的推進(jìn)下，氫燃料電池因其低碳環(huán)保的屬性受到青睞。
氫燃料電池應(yīng)用重點(diǎn)為何在中重型車(chē)輛上?
1. 加氫站建設(shè)成本高、營(yíng)收難
氫燃料電池雖然環(huán)保屬性突出，但加氫站的建設(shè)費(fèi)用不菲，據(jù)估算，建設(shè)一座35Mpa,500kg/d的固定式加氫站的成本約為1500—2000萬(wàn)元。而在電動(dòng)汽車(chē)中建設(shè)成本較高的特斯拉充電站的建設(shè)成本為200萬(wàn)。如此高昂的建設(shè)成本讓眾多汽車(chē)企業(yè)望而卻步，于是氫燃料電池的應(yīng)用重點(diǎn)便落在了中重型車(chē)輛的身上。
按照《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》規(guī)劃，到2025年，我國(guó)計(jì)劃燃料電池汽車(chē)規(guī)模達(dá)到5萬(wàn)輛，建成加氫站至少300座。國(guó)內(nèi)在2020年建成并投入運(yùn)營(yíng)的加氫站達(dá)到118座，但其中處于虧損狀態(tài)的超過(guò)70座，一方面在于加氫站的建設(shè)以及運(yùn)營(yíng)成本非常高，年運(yùn)營(yíng)成本就在200萬(wàn)元以上；另一方面加氫站收入過(guò)于微薄，每公斤氫的毛利只有十幾元。
2. 節(jié)能減排效果好
“雙碳”目標(biāo)的提出在一定程度上加快了我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整。汽車(chē)行業(yè)也不例外，各大車(chē)企紛紛布局新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，新能源汽車(chē)是汽車(chē)行業(yè)的未來(lái)。中重型車(chē)輛作為汽車(chē)行業(yè)的碳排放大戶(hù)，是節(jié)能減排的重點(diǎn)，因此國(guó)家重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池中重型車(chē)輛應(yīng)用。
3. 氫氣發(fā)熱效率高
氫氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱量比汽油高，因此在同等熱效率下，使用氫燃料電池的汽車(chē)產(chǎn)生的動(dòng)力更大。中重型車(chē)輛對(duì)于動(dòng)力的需求更旺盛，重點(diǎn)推進(jìn)氫燃料電池在中重型車(chē)輛上的應(yīng)用不僅能夠有效滿足市場(chǎng)需求，而且還能起到促成氫能應(yīng)用場(chǎng)景的落地，加快我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用。
4. 補(bǔ)能迅速、續(xù)航長(zhǎng)
在國(guó)家大力推進(jìn)新能源汽車(chē)的背景下，我們可以看到市面上出現(xiàn)了較多的純電汽車(chē)，純電汽車(chē)因在冬季充不上電、充電緩慢的消息時(shí)有傳出。以鉛酸電池為例，最佳的充電溫度為25℃，在溫度較低的冬季，無(wú)法達(dá)到25℃，因此會(huì)出現(xiàn)充電緩慢、充不進(jìn)電的現(xiàn)象。而氫燃料電池則不會(huì)出現(xiàn)這種情況。寶馬發(fā)布的一款續(xù)航500km以上的氫燃料汽車(chē)，充滿儲(chǔ)氫罐的時(shí)間 3-4 分鐘，充分展現(xiàn)了氫燃料電池續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，補(bǔ)能快的優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)前氫燃料電池汽車(chē)仍然面臨著發(fā)展的瓶頸：
1. 氫氣制取工藝不成熟
氫能源按生產(chǎn)來(lái)源劃分，可以分為“灰氫”、“藍(lán)氫”和“綠氫”三類(lèi)。“灰氫”是指利用化石燃料制取氫氣，成本較低但碳排放量大；“藍(lán)氫”是指使用化石燃料制氫的同時(shí)，配合碳捕捉和碳封存技術(shù)，碳排放強(qiáng)度相對(duì)較低但捕集成本較高；“綠氫”是利用風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能、核電等可再生能源電解制氫，制氫過(guò)程完全沒(méi)有碳排放，但成本較高。
2.資源結(jié)構(gòu)有待優(yōu)化
雖然氫能源汽車(chē)節(jié)能減排效果突出，但其使用的氫能卻并不怎么環(huán)保。我國(guó)的氫源結(jié)構(gòu)目前仍是以煤為主，來(lái)自煤制氫的氫氣占比約 62%、天然氣制氫占 19%，電解水制氫僅占 1%，工業(yè)副產(chǎn)占 18%。目前的氫能基本全部用于工業(yè)領(lǐng)域。
3.催化劑數(shù)量稀少
目前來(lái)看，鉑是最優(yōu)的氫氣燃料電池催化劑，可以說(shuō)鉑在氫燃料電池催化劑中的地位中短期不可替代。 然而鉑為稀有金屬,全球的總儲(chǔ)量只有1.4萬(wàn)噸，而鉑在使用過(guò)程中容易降解，為保證催化劑的效果，人們?cè)谥迫錃獾倪^(guò)程中不得不使用過(guò)量的鉑。按照現(xiàn)有的技術(shù)水平，大力推廣氫燃料電池汽車(chē)也就意味著會(huì)消耗大量的鉑。
4.加氫站建設(shè)進(jìn)度緩慢
相較于加油站和充電樁，加氫站的建設(shè)進(jìn)度較為緩慢，預(yù)計(jì)到2022年我國(guó)加氫站將建成287座。氫氣供給端的短缺，在一定程度上也會(huì)影響氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展。
盡管氫燃料電池汽車(chē)面臨著諸多瓶頸，但其仍擁有美好的發(fā)展前景。隨著政策不斷出臺(tái)，將利好氫能行業(yè)發(fā)展，整個(gè)氫能行業(yè)的發(fā)展將會(huì)促成產(chǎn)業(yè)化效應(yīng)，屆時(shí)，氫燃料電池汽車(chē)的成本將會(huì)下降，此外政府的大力推廣也有望加快加氫站的建設(shè)，隨著氫燃料電池汽車(chē)的滲透率不斷提高，將會(huì)促進(jìn)加氫站的建設(shè)。相信在不久的將來(lái)，氫燃料電池汽車(chē)會(huì)成為未來(lái)動(dòng)力汽車(chē)行業(yè)全新的風(fēng)向標(biāo)。
