要想真正規模化落地并不是一件容易的事。從目前來看還有三方面的挑戰需要克服。
近期,氫能產業連續迎來利好消息:在近日舉行的“2023世界新能源汽車大會”上,寶馬集團董事長齊普策稱,應對氣候變化需多路徑并進,氫燃料電池車可以與純電動汽車互補,寶馬的新世代車型將極有可能在未來兼容氫燃料電池驅動系統。
與齊普策的戰略相呼應的是,經過4年開發工作,寶馬iX5氫燃料電池車型及其開發項目即將進入關鍵階段。寶馬集團將部署由100輛寶馬iX5氫燃料電池汽車組成的車隊,用于在全球范圍內進行示范運行和實際測試,本次實際測試項目將為寶馬集團提供寶貴的記錄和數據,為該款車型后期的大規模生產指明方向。
寶馬一直是氫能源的堅定支持者,豐田更是如此。近日,豐田Hilux(海拉克斯)氫燃料電池車首發亮相,新車目前處于原型車階段,還要進行大量的技術驗證,最終量產上市的希望很大。在此之前,豐田曾多次強調,無論管理層如何變更,氫能戰略始終不變。
無獨有偶,在接受《汽車觀察》采訪時,明天氫能上海公司總經理張健也表示:“氫能是萬物之源,我們只要堅持不懈地發展氫能這種終級能源,終將開啟氫能社會,創造美好明天。”
作為國內領先的氫能源及燃料電池企業,明天氫能已在安徽六安、蕪湖、重慶等地開展氫能公交車、物流車、環衛車、叉車、軌道交通、儲能發電、船舶等場景應用,其中在安徽六安批量運行的氫能公交,單車最高行駛里程已超過20萬km,百公里平均氫耗4.5"kg,實現行業領先。不僅如此,在西南、華北等區域,明天氫能的氫能車輛批量化應用項目也將落地。浸淫行業多年,對于氫能行業的發展邏輯,張健有著獨到的見解。
氫能是萬物之源
作為清潔、高效、安全、可持續的二次能源,氫能的獲取渠道廣泛,且可以廣泛應用到傳統能源的各個方面,包括交通運輸、工業燃料、發電等。氫能符合中國碳減排大戰略,同時有利于解決中國能源安全問題,是國家能源革命的重要媒介。從技術角度來說,氫能是世界上最干凈的清潔能源,可以實現零排放;且具有燃燒熱值高的特點,其熱值(142KJ/g)約是石油的3倍、煤炭的4.5倍。
大約在138億年前,一個擁有無限密度與質量的奇點因為某種未知的原因而發生了爆炸,于是宇宙誕生了。在宇宙大爆炸發生的一瞬間,構成宇宙物質的基本單位“基本粒子”形成了,隨著基本粒子的出現,質子和中子逐漸形成,不過,這個時候宇宙間還沒有元素。
宇宙的“基本粒子”隨著宇宙大爆炸誕生之后,又經過了數十萬年的演化,才形成了宇宙最初的元素,而氫就是其中的一個而且還是最多的一個,排名第二的就是氦元素了。從某種角度上,我們甚至可以說這個宇宙就是由氫和氦所組成的,因為氫元素占據了宇宙物質總量的90%,而氦元素占據了8%。
最初的宇宙誕生的只有氫和氦這兩種元素,隨著時間的推移,氫和氦再進行一系列演化,才有了后來其它的元素出現,而其中氫元素發揮得作用最大,從某種意義上來說,氫就是元素之源,是萬物之源。沒有最初大量的氫元素,就不會有后來多達118種元素的誕生,更不會有后來多彩的宇宙,不會有生命的誕生。基于以上種種,張健判定,氫能是未來汽車社會的終極能源。
商用車落地條件優越
氫氣與交通產業的結合,首先落腳在燃料電池跟車輛結合度最廣的商用車領域。換句話說,在燃料電池車輛應用環節,商用車是絕對主力。
張健展示了一組數據:2023年第一季度,新能源商用車同比增速相當于整個商用車板塊的2倍左右,其中,燃料電池商用車增長率達到32.9%。再往前看,2022年1-12月,燃料電池汽車整體銷量增長超過5"000輛,其中,商用車達到了4"782輛,同比增長155%。從具體品牌來看,發力燃料電池的車企主要以福田、飛馳、宇通品牌為主;從布局區域來看,主要集中在北京、上海、河南等示范城市群。
從2022年新能源商用車銷量結構來看,輕客、皮卡的增長率高于其他車型,這可能是下一步氫能布局著重考慮的車型。而根據目前的商用車增長態勢,預測到2030年,8噸以上客車以及商用車銷量可能會達到200萬輛。要想在這200萬輛的基盤上布局燃料電池,基本條件有三點:首先,燃料汽車價格要與其他動力系統車型持平,關鍵的是燃料電池系統成本,可能要下降到每千瓦1"000元以下;其次,加氫站的便利性要有能支持200萬輛燃料電池商用車的規模;最后,用氫成本要低于燃油價格。
商用車是氫能主力,那是否意味著氫能在乘用車上應用幾乎無可能?張健不這么認為。在張健看來,氫燃料電池作為新能源汽車“三縱三橫”戰略中三大主流技術路線之一,與傳統能源和純電動相比,具有續航里程長、加注時間短、環境適應性強、功率密度高、能量轉化效率高、零污染等眾多優勢。
基于這些優勢,氫能在乘用車產品上應用其實沒有任何問題。在國外市場,豐田、現代等車企的氫燃料電池乘用車已在全球銷售,且充分得到市場驗證與用戶青睞。在國內市場,上汽、長安、紅旗、奇瑞、廣汽、海馬等車企也均已成功開發出氫燃料電池乘用車車型。
氫能在國內沒能實現乘用車市場的規模化應用,原因相對復雜。首要在于加氫站數量不足,覆蓋半徑無法滿足家用便利使用條件。而且燃料電池的成本較高,導致燃料電池汽車的購車成本要遠高于其他動力車型,這導致了市場推廣困難重重。除此之外,氫氣運輸網絡未能完成,導致大部分區域氫氣價格較高,在使用成本上,氫燃料電池汽車也要高于其他動力車型。
幸運的是,以上問題目前行業均已規劃了相應的解決方案,預計3-5年后將得到基本解決,初步實現乘用車批量運行條件。
三道難題待解
“雙碳目標是國家層面的方向和旗幟,加強了我們發展氫能的信心。從近年來國家發布的重大戰略政策可以看出,氫能在整個能源體系和產業升級中不斷上升的地位。”
張健介紹,《國家氫能產業中長期規劃(2021-2035年)》明確將氫能作為中國能源體系重要組成部分和未來重要的戰略新興產業。《能源法》則直接將氫氣定義為氫能,未來能源的網絡將形成電網、熱網、氣網“三網合一”結構,氫能是其中重要的核心和樞紐,將在能源體系中占據重要地位和意義。
在國家法律法規和相關戰略規劃的支撐下,近年來,風光氫儲一體化項目在東北、西北、華北等地區快速興起。西氫東輸的工程目前也在按計劃執行,這些項目的陸續落地,將對氫能產業起到重大的前端支撐作用。
著眼整個氫能產業的發展,張健歸納出三大階段:第一階段,在2000-2020年為路線戰役階段。即研究燃料電池的技術路線到底是不是適合在新能源汽車行業里面繼續發展。
第二階段正在當下,即“根據地戰役階段”,也可以稱之為“產業拓荒的階段”。在這個階段,區域與產業發展意愿逐漸趨同,將共同實現氫能多元化應用的發展目標。在這一階段,明天氫能將通過獨創的“根據地生態圈”模式開展項目應用,即依托地屬企業優勢,打通上下游產業鏈,實現產業閉環。
“建設‘根據地生態圈’需要滿足三個要素,第一是氫源豐富,生產成本低于30元,使用半徑不超過100公里;第二是產業鏈資源,有整車與零部件配套資源;第三是政府支持,政府把氫能產業作為未來新興產業加以培育和發展。”張健稱。
要想抵達第三階段,則需要耐心等到2030年以后,在這一階段,氫能將進入“完全市場化”狀態。屆時,國家碳達峰戰略目標順利實現,在燃料電池應用最廣泛的商用車領域,預計年銷量將達到500萬輛,其中燃料電池輕、中、重卡車型及客車約占比40%。
但要想實現“完全市場化”,并不是一件容易的事。從目前來看,氫能發展還有三方面的挑戰:第一是氫能車輛市場占有率太低,應用最多的氫能商用車市場占有率都不足1%;第二是大部分地區每公斤氫氣超過35元,導致車輛使用車本過高,要想實現大規模市場化應用,用氫成本必須低于燃油,即到30元/kg以下;第三是獎補資金不能及時到位困擾市場拓展。
針對以上瓶頸,張健面向行業發出三點呼吁。首先呼吁“有意愿、有能力、有基礎”發展氫能的地區加大政府采購力度,拓展政府采購范圍,通過不斷提高氫能車輛的規模數量,帶動核心部件的規模化效益,提升國產化率,降低BOP成本,從而形成氫能車輛市場競爭力。其次呼吁“有意愿、有能力、有基礎”發展氫能的地區加快氫能基礎設施建設,未來3年給予用氫補貼,從而降低氫能車輛使用成本。最后,呼吁國家及各級政府系統分解現有氫能車輛成本構成與補貼額度,全生命周期動態修正當前的獎補政策,讓燃料電池汽車發展更有底氣。