氫能源汽車何時(shí)才能面向市場(chǎng)

氫能源汽車的續(xù)航里程往往在600km到800km之間，且加氫與加油類似，只需3分鐘就能“滿血”出發(fā)。

氫能源汽車的“起飛”時(shí)刻到了。

近日工信部就《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》（征求意見稿）公開征求意見。征求意見稿中明確，未來(lái)將會(huì)形成以純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力（含增程式）汽車、燃料電池汽車為主導(dǎo)的研發(fā)布局。氫能源汽車作為燃料電池汽車中的主力代表，在其中占據(jù)了重要地位。

征求意見稿中提到，將重點(diǎn)提高氫燃料制儲(chǔ)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性，推進(jìn)加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，支持利用現(xiàn)有場(chǎng)地和設(shè)施，開展油、氣、氫、電綜合供給服務(wù)，支持有條件地區(qū)開展燃料電池汽車商業(yè)化示范運(yùn)行。

政策的推動(dòng)之下，原本在安全性、續(xù)航里程方面相較于純電動(dòng)汽車具有明顯優(yōu)勢(shì)的氫能源汽車，這次能從“備胎”轉(zhuǎn)正嗎？

從宇宙飛船應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)走向汽車

早在上世紀(jì)70年代，美國(guó)就成功將燃料電池應(yīng)用于阿波羅號(hào)宇宙飛船上，成為了第一個(gè)實(shí)現(xiàn)氫能源技術(shù)應(yīng)用的國(guó)家，但由于成本問(wèn)題，氫能源技術(shù)并沒有持續(xù)發(fā)展下去。直到2014年日本在燃料電池技術(shù)上取得了突破，以及石油、煤炭資源的緊缺，不少國(guó)家才對(duì)氫能源再次重視起來(lái)。

行業(yè)內(nèi)，通用汽車在1966年就開始研發(fā)氫燃料電池，本田在1992年開始，隨后豐田也跟進(jìn)了氫能源汽車的研發(fā)。2014年本田推出了氫能源試驗(yàn)車，該車在極寒的加拿大北部和北海道北部地區(qū)，溫度高的非洲等地進(jìn)行了耐寒、耐高溫以及耐沖撞的實(shí)驗(yàn)。2016年豐田推出了第一代氫能源汽車“MIRAI”，讓業(yè)內(nèi)看到氫能源汽車成功的可能。

眾所周知，以鋰電池為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車在續(xù)航里程、安全性等方面都有著一定的缺陷，隨著今年上半年頻發(fā)的電動(dòng)汽車自燃事件，電動(dòng)汽車的銷量出現(xiàn)了急劇下滑。而氫能源汽車無(wú)論是在安全性、環(huán)保以及續(xù)航里程等層面，相較于傳統(tǒng)燃油車和電動(dòng)汽車都具有明顯優(yōu)勢(shì)。

以續(xù)航里程為例，目前盡管電動(dòng)汽車廠商在續(xù)航里程層面下足了功夫，但整體來(lái)看，大多數(shù)電動(dòng)汽車實(shí)際的工況續(xù)航在400km-600km之間，雖然足夠日常出現(xiàn)使用，但對(duì)于用戶而言仍會(huì)有電量焦慮，同時(shí)充電環(huán)節(jié)并不完全方便，可能需要排隊(duì)、或者等待30分鐘到1小時(shí)才能繼續(xù)上路。而氫能源汽車的續(xù)航里程往往在600km到800km之間，且加氫與加油類似，只需3分鐘就能“滿血”出發(fā)。

安全層面，相較于鋰電池“易燃、易爆炸”的風(fēng)險(xiǎn)，氫氣爆炸對(duì)濃度要求極高，所以在爆炸之前已經(jīng)開始燃燒，很難爆炸。

環(huán)保層面，氫能源汽車所采用的氫燃料電池在進(jìn)行能力轉(zhuǎn)化時(shí)，只產(chǎn)生水和熱，所以汽車排出的不是尾氣而是清水，真正意義上實(shí)現(xiàn)了零排放。因此氫能源汽車成為了日本力推的行業(yè)之一。

政策支持下快速發(fā)展的氫能源汽車

2014年日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了《氫能與燃料電池路線圖》，在研發(fā)、示范和車輛補(bǔ)貼等方面給予大力支持。以“MIRAI”車型為例，該車售價(jià)約為46萬(wàn)元，而日本政府補(bǔ)貼16萬(wàn)元。近年來(lái)隨著氫能源汽車的進(jìn)一步發(fā)展，日本政府又在今年4月發(fā)布了《第五次能源基本計(jì)劃》，宣布計(jì)劃到2025年氫能源汽車的數(shù)量達(dá)到20萬(wàn)輛，2030年氫能源汽車的數(shù)量達(dá)到80萬(wàn)輛。

歐盟在2016年跟進(jìn)，發(fā)布了《可再生能源指令》，重點(diǎn)支持氫氣制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)能等；美國(guó)公布《國(guó)家替代燃料與充電網(wǎng)絡(luò)》規(guī)劃，宣布全境35個(gè)州將形成以55座加氫站為基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)的氫能網(wǎng)絡(luò)。

去年中國(guó)四部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)貼政策的通知》中明確提出，燃料電池乘用車按搭載電池額定功率進(jìn)行補(bǔ)貼，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為6000元/kW，上限為20萬(wàn)/輛。

目前國(guó)內(nèi)也涌出了數(shù)家專注于氫能汽車生產(chǎn)制造的企業(yè)，比如格羅夫、漢騰汽車、愛馳汽車、眾泰、上汽等；專注于氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)、核心零部件的生產(chǎn)制造的嘉興德燃動(dòng)力、福建雪人股份等公司。

此外廣西申龍汽車也獲得了燃料電池商用車、客車生產(chǎn)資質(zhì)；廣汽集團(tuán)也宣布將在今年年底引入豐田最先進(jìn)的氫能源汽車進(jìn)行示范運(yùn)營(yíng)，且將與豐田在氫能源方面展開全面合作，或許這是廣汽集團(tuán)在氫能源汽車領(lǐng)域的布局先兆。

加上此前工信部發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2021-2035年）》（征求意見稿）中對(duì)氫能源的重視與支持，相信在未來(lái)會(huì)有更多的企業(yè)投身于氫能源產(chǎn)業(yè)當(dāng)中來(lái)。而從氫能源汽車生產(chǎn)制造以及整個(gè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈資源層面來(lái)看，要想從“備胎轉(zhuǎn)正”，還需要克服不少困難。

氫能源汽車在等一個(gè)“特斯拉”

前面提到氫能源汽車在安全性、環(huán)保以及續(xù)航里程方面的優(yōu)勢(shì)，相應(yīng)的與純電動(dòng)汽車相比，氫能源汽車發(fā)展在制氫技術(shù)、成本、氫氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加氫站的建設(shè)等方面具備一些劣勢(shì)，這也是氫能源汽車發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以企及電動(dòng)汽車的本質(zhì)原因。

從氫氣的制備來(lái)看，上游氫氣制備有幾種方法：工業(yè)尾氣、電解水、化工原料、石化資源和新型制氫方法。其中工業(yè)副產(chǎn)制氫，則包括焦?fàn)t氣、液氨、氯堿的工業(yè)制氫；化學(xué)燃料制氫主要指煤氣化或者天然氣制氫，這種方法成本較低，但碳排放仍是問(wèn)題；化工原料制氫往往是通過(guò)甲醇裂解、乙烷裂解制氫；最常見的是電解水制氫，但成本較高，無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用，不過(guò)利用可再生能源發(fā)電，然后制氫，這一方法在成本層面有極大的降低空間。

具體到氫能源汽車整車廠，據(jù)悉豐田公司采用的方法是可再生能源制氫，其位于日本橫濱海灣的制氫供氫網(wǎng)點(diǎn)就是利用風(fēng)能轉(zhuǎn)換的電能，然后通過(guò)電解水的方式形成氫氣予以儲(chǔ)備。此外豐田還在探索將牛糞等生物肥料轉(zhuǎn)化為清潔能源制氫，其在加州建造了首個(gè)兆瓦級(jí)制氫站，就是利用這種方式。據(jù)媒體報(bào)道該制氫站上線后，每天可以生產(chǎn)1.2噸重氫燃料以及2.35兆瓦的電力。

國(guó)內(nèi)的愛馳電池透露他們采用甲醇制氫技術(shù)，以甲醇生成的富氫重整氣作為燃料的燃料電池系統(tǒng)，有甲醇重整系統(tǒng)與質(zhì)子交換膜燃料電池電堆組成。甲醇經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化生成氫氣，氫氣再進(jìn)入質(zhì)子交換膜燃料電池電堆發(fā)電。

但無(wú)論是利用可再生能源發(fā)電制氫，亦或者甲醇制氫等方式，能量轉(zhuǎn)化效率仍需要不斷提升。此外，哪怕用低成本的方式將氫氣制造出來(lái)，如何儲(chǔ)存和運(yùn)輸也是一道亟待攻克的難題。

氫氣具有可燃性，且密度小、相對(duì)分子小，這使得氫氣的體積很大，在運(yùn)輸時(shí)比較不便，運(yùn)輸量也就較少，又有一定的危險(xiǎn)性。目前氫氣的儲(chǔ)存有三種方法，氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，液態(tài)儲(chǔ)氫的效率最高，但成本也極高，往往用于航空寒天，汽車上常用的是高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫，但氣態(tài)運(yùn)輸環(huán)節(jié)成本低、效率也低。

據(jù)悉由于法規(guī)要求，我國(guó)當(dāng)前無(wú)法實(shí)現(xiàn)70MPa的高壓運(yùn)輸和儲(chǔ)存，因此氫氣運(yùn)輸效率不高，這也是阻礙氫氣運(yùn)輸?shù)囊淮笤颉?/p>

此外和純電動(dòng)汽車行業(yè)類似，僅有制氫企業(yè)、氫能源汽車整車廠是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，加氫站的基礎(chǔ)建設(shè)如果跟不上，那么即便氫能源汽車可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)也難以真正上路。據(jù)了解，截至目前我國(guó)累計(jì)建設(shè)的加氫站只有49座，且其中2座已經(jīng)被拆除，真正投入運(yùn)營(yíng)的僅有41座。

業(yè)內(nèi)人士反映單獨(dú)建設(shè)加氫站的成本很高，投資至少在1000萬(wàn)以上，并且消費(fèi)者應(yīng)用頻率也不高。好在今年以來(lái)，國(guó)內(nèi)各地政府相應(yīng)政策號(hào)召推出了針對(duì)新建加氫站的補(bǔ)貼政策，以武漢市為例，其規(guī)定對(duì)新建日加氫能力500公斤以下的固定式加氫站，一次性給予100萬(wàn)元建設(shè)補(bǔ)貼；新建日加氫能力500公斤（含）以上的固定式加氫站，一次性給予300萬(wàn)元建設(shè)補(bǔ)貼；新建日加氫能力200公斤（含）以上的撬裝式加氫站，一次性給予50萬(wàn)元建設(shè)補(bǔ)貼等。

而且在工信部日前的征求意見稿中，強(qiáng)調(diào)了針對(duì)氫氣的制備、運(yùn)輸以及加氫站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的支持，由此可見，未來(lái)國(guó)內(nèi)在制氫、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加氫站的建設(shè)等方面都將得到進(jìn)一步發(fā)展。但整體來(lái)看，氫能源汽車產(chǎn)業(yè)要想在各個(gè)環(huán)節(jié)快步趕上純電動(dòng)汽車的發(fā)展，道阻且長(zhǎng)。

此外更重要的是，要想真正推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展、實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，那么成功案例必不可少。如今電動(dòng)汽車行業(yè)已經(jīng)等到了自己的“特斯拉”，氫能源汽車行業(yè)同樣只有出現(xiàn)屬于它們的“特斯拉”才能迎來(lái)高速發(fā)展。
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