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氫能有望成為一個年產值以萬億計量的大產業?

   2020-03-30 中國產經新聞報

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核心提示:作為利用新能源的主要方向之一,大力發展氫燃料技術一直是業內關注的焦點,也是我國非常明確的新能源發展方向。有數據統計,預計

作為利用新能源的主要方向之一,大力發展氫燃料技術一直是業內關注的焦點,也是我國非常明確的新能源發展方向。

有數據統計,預計到2050年,在中國能源體系中氫能占比將達到10%,氫氣需求量接近6000萬噸,年經濟產值超過10萬億元;燃料電池車產量達520萬輛/年,固定式發電裝置2萬臺套/年,燃料電池系統產能550萬臺套/年;建成加氫站10000座以上,并在交通運輸、工業等領域將實現氫能的普及應用。

從以上的數字來看,氫能有著極為廣闊的發展前景,最終或有望成為一個年產值以萬億計量的大產業。

前景可期 氫燃料或成新能源終極選擇

新能源的終極解決方案是什么?多位專業人士透露,“氫燃料技術”是目前遏制全球氣候變暖、不可再生能源減少的重要技術路徑,甚至被譽為當代科技下,人類利用能源的最終形態。

據中國汽車工程學會曾海威介紹,以汽車應用為例,若能實現搭載氫燃料電池作為能量源,其優勢將無可比擬。屆時,汽車在行駛過程中的產物只是純凈水,整個反應過程可完全實現零碳排放。此外,氫元素是分子量最小的元素,氫氣也確實是最“輕”的氣體。以此作為能量源,功率密度比非常高,僅用5kg左右的氫氣,就能讓車輛續航800km(以最新量產車型計算)。不僅比同等續航能力的電動車的電池組在重量上輕了不少,加氫的過程也更加便捷,只需5分鐘左右就能完成補氫,充能效率堪比燃油車。

雖然氫燃料電池和電動車都能夠實現零排放的清潔能源,但“氫”卻擁有重量更輕、充能速度更快等諸多重要優勢,也正是基于這些原因,氫燃料電池才被稱作“終極能源解決方式”。

作為業內公認的理想新能源,“氫”的來源也非常廣泛。工業副產氫,煤制氫,天然氣制氫等技術都已十分成熟。特別是焦爐煤氣中產生的工業副產氫,過去都是直接當做燃料燒掉,利用價值并不比同等熱值的煤炭高。但如若氫燃料電池興起,高純氫氣的銷路就有了極大保障,企業也會更積極的進行氫氣儲能,通過提純一部分做燃料電池的燃料,以提高副產品價值。

依據日本氫氣的價格,氫能源汽車續航650KM僅需4600日元,約合278元人民幣,甚至比汽油的價格更為便宜。且氫氣的價格不會像汽油隨石油有較大波動,未來只會隨著技術的提升越來越便宜。

對車企而言,也同樣把氫燃料電池車當作其未來發展的最終目標。而一些已經有了氫能源技術積累的主流國內外品牌,也紛紛“大秀肌肉”,以展示自己的氫燃料電池車技術,一場氫能源汽車大賽的集結號已經正式吹響。

而這一趨勢,也從氫燃料電池車產銷量上體現了出來。

中汽協的數據顯示,2019年,我國氫燃料電池汽車銷售2737臺,同比增長79%;2018年銷售1527臺,同比增長約20%。根據部分地方政府出臺的推廣目標統計,2020年各地將合計推廣5000臺左右燃料電池車,總保有量或將在年底達到1萬臺。而《節能與新能源汽車技術路線圖》中明確提出,2020年、2025年和2030年,中國燃料電池汽車的發展目標分別為1萬輛、10萬輛以及100萬輛。

尤其是2019年以來,各級政府相繼出臺氫燃料電池汽車長遠規劃,隨著各地規劃順利實施,氫燃料電池車的發展前景將一片光明。

困難重重 氫能源應用仍非一片坦途

在推動落地方面,2018年2月13日財政部、工信部、科技部、發改委四部委聯合發布的《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》表明,根據新的補貼政策,與純電汽車不同,明確燃料電池汽車補貼永不退坡,力度不減。

具體補貼的金額是乘用車20萬,輕型客車30萬,大型客車50萬。另外一些地方還規定了1:1的配比政策。行業分析師陳杼望認為,這意味著,消費者在購買氫能源汽車時,地方補貼將與國家補貼看齊,甚至能享受到的最多翻倍的優惠額度。空前的補貼力度是足夠的,將逐步帶動氫燃料電池汽車產業取得實質性進展。

當然,這并不意味著國人開上氫燃料電池車的日子已然臨近。陳杼望表示,考慮W2W(Well to Wheel,從礦井到車輪)的整個過程,氫能源的應用場景,依然困難重重。而與國際成熟的技術相比,我國氫能及燃料電池產業化眼前還存在明顯的技術短板。包括零部件、整個高端的集成、電池的壽命、成本、批量制備能力等方面,還存在比較大的差距。

據曾海威介紹,作為氫燃料電池汽車的核心部件,燃料電池系統成本占整車成本的64%,而其中又以燃料電堆為重要組成部分,占整個燃料電池成本的47%。

我國燃料電池堆雖具備一定的技術儲備,但許多零部件如氣體擴散層、質子交換膜、密封件國內無量產,催化劑、膜電極、雙極板雖實現了國產化,但在系統性能和總成本上較國外仍存在較大差距距。

在使用環節上,由于燃料電池汽車比其他汽車更為精密,因此維護成本更高;氫氣在制備、儲存、運輸等過程中也需要更多的技術處理,成本也相應提升;配套設施方面,燃料電池汽車使用需要眾多加氫站支持,加氫站由于需要配置大型壓縮機等大型設備,成本同樣比加油站和充電站更高。

成本層層加碼下,過于高昂的費用,使得市場需求不足,進而阻礙了創新技術的研發熱情,這些都是制約國內發展氫燃料的要素。

降低燃料電堆成本的關鍵在于核心組件膜電極的技術突破。曾海威認為,膜電極中的催化劑大量使用稀缺的鉑金屬為原材料,價格昂貴。因此降低鉑金屬用量、尋找鉑金屬替代品將成為降低氫燃料電池汽車成本的主要方向。

此外,加氫站建設、儲氫和運氫成本是氫燃料電池汽車商業推廣的關鍵驅動因素。雖然制取合格氫氣實際成本很低,但是難點在運輸和存儲上,即使用新能源的廢電這種幾乎免費的方式來制氫,也面臨運輸和存儲成本高的問題。

與加油站、充電站相比,加氫站的主要問題在于,建設成本非常高。陳杼望告訴記者,加氫站主要來自于大容量高壓儲存設備以及加氫裝置,其建設成本約為1500萬~2000萬元;站內不產氫的小型、微小型加氫站的建設費用一般約為600萬~1000萬元,其日加氫量僅100~400公斤,是一個加油站投資額的10倍。

受制于如此高的成本,加注站“回本”盈利困難,目前幾乎無法進行純商業化運營。在很大程度上需要政府部門的政策和資金支持,依賴于財政撥款推動。故而氫燃料電池技術的落地與普及,難說是一片坦途。

多輪驅動 氫燃料領域成長性極高

雖然苦難重重,但作為全球能源技術革命的重要方向,已有越來越多的國家致力于推動建設“氫能社會”。作為一種普世性的能源載體,氫能源的大規模應用尚處于導入期,尤其是燃料電池作為我國新能源汽車“三橫三縱”發展路線的重要分支,分外需要政策的支持引導。

2019年3月15日,《政府工作報告》首次對“推動加氫站建設”進行描述;緊接著的3月28日,李克強總理在博鰲亞洲論壇年會上指出,要“加快發展人工智能、自動駕駛、氫能源等新興產業”,氫能源建設成為未來新能源的發展趨勢,我國開始力推氫燃料電池產業鏈,《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》更是明確提出,要系統推進燃料電池汽車研發與產業化,到2020年實現燃料電池汽車批量生產和規模化示范應用。

氫能源產業也得到地方政府的政策支持與響應。據悉,目前已有20多個省市出臺氫能的發展規劃和氫燃料汽車的發展規劃,形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六個氫能和氫燃料電池汽車的產業群。

在國家的大力扶持下,難免會出現一些貪圖財政補貼、糊弄圈錢、欺世盜名之徒。但是“水氫汽車”這類鬧劇注定不會是主流業態,總體的趨勢還是向前發展的。相關數據披露,2006—2017年燃料電池成本由124美元/kW下降至45美元/kW,10年間降幅度高達63.7%。未來,隨著核心技術的突破、加氫站建設普及以及政策支持的多輪驅動下,在氫燃料電池領域,技術的成熟和成本的下降已是必然。



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