环境中国 汽车 冬奥车企大秀“氢功” 氢燃料电池汽车能否翻越发展分水岭?

冬奥车企大秀“氢功” 氢燃料电池汽车能否翻越发展分水岭?

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“平原用电、山地用氢”是2022年《北京冬奥会低碳管理报告(赛前)》明确提出的原则,因此,北京冬奥会成为首个真正实现“碳中和”的奥运赛事,除了开幕式上的主火炬以无污染、零碳排放的氢气开创火炬燃料先例外,冬奥会也实现了全球首次大规模氢能源汽车的示范应用。

冬奥会在各赛区推广使用电动汽车、氢燃料电池汽车。根据北京冬奥组委公布的数据,北京冬奥会示范运行超1000辆氢能源汽车,配备30多个加氢站,车型包括氢燃料电池大巴、氢燃料电池小轿车、氢燃料电池特种车等。

此前2021年12月,工业和信息化部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》也提出,加快氢能技术创新和基础设施建设,推动氢能多元利用。

全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树表示,“北京冬奥会对氢燃料电池汽车的大规模示范应用,对于氢燃料电池汽车的发展是一次很好的试验,有利于改进产品技术。”

氢燃料电池汽车即将翻过加速落地的分水岭?

低温+山地:氢能成冬奥会交通主角

记者获悉,丰田汽车、北汽集团、宇通客车、福田汽车等车企的氢燃料电池汽车均投入到北京冬奥会之中。丰田中国方面表示,本次冬奥会期间一共提供2205辆汽车,其中包括140辆Mirai和105辆柯斯达,这两款车型皆为氢燃料电池汽车。

按照丰田中国透露的信息,这是丰田首次将第二代Mirai氢燃料电池乘用车正式引进到中国市场,并且实现大规模的实际应用。而柯斯达氢擎是专门为北京2022年冬奥会和冬残奥会开发的一款氢燃料电池车,是由丰田中国研发中心研发,由四川一汽丰田进行生产,这也是丰田汽车首次在海外实现氢燃料电池技术从研发到生产的全流程本土化。

宇通客车相关负责人表示,宇通客车本次共提供950辆客车参与交通保障工作,其中包括185辆氢燃料电池客车。此外,吉利星际客车提供80辆氢燃料电池城市客车;北汽集团提供381辆氢燃料和纯电动车;福田汽车提供515辆氢燃料客车。

为什么氢燃料电池汽车成为冬奥会主角?一方面,北京冬奥会提倡“平原用电、山地用氢”的原则;另一方面,从地理特征来看,冬奥会张家口、延庆赛区山高路滑、温低坡陡,对于电动化车辆的可靠性和动力性提出了更为严苛的要求,氢燃料电池汽车低温环境适应性强、加注时间短、续航高,同时还能实现零碳排、无污染。

汽车行业分析师田永秋表示,“从原材料和整体产业链角度来看,氢燃料电池汽车可实现接近零排放。”前瞻产业研究院研究发现,氢燃料电池具有组装式结构,安装维修方便,且结构相对简单,运动部件少噪声低,此外燃料电池转换效率可达60%,效率高。

“氢燃料电池汽车既有燃油车具备的长续航、燃料加注快等优点,又有纯电动汽车具有的环保特性。”宇通客车相关负责人表示,“宇通氢燃料客车加氢时间8-10分钟,续驶里程超过500公里,可实现-30℃低温启动。”

此外,从客观因素来看,张家口的氢能源汽车的应用示范形成一定规模。按照官方公布的数据,张家口氢能源汽车已平稳示范运行三年多,累计运行超过2100万公里,载客量超6500万人次。

氢燃料汽车能否借势冬奥掀起产业高潮?

早在2008年北京奥运会,就已有氢燃料电池客车投入到示范运营,但应用示范规模较小,仅为3辆。由于处于探索初期,诸多因素制约氢燃料汽车的大规模推广。两年后的上海世博会,投入示范运营的氢燃料电池汽车数量增加至196辆,业内认为从上海世博会开始我国氢能源汽车技术开始步入产业化发展的新时期。

此次北京冬奥会的氢燃料电池汽车应用规模超过1000辆,在业内看来这也意味着国内氢燃料电池汽车产业已经处于新加速发展阶段。

业内认为,本次北京冬奥会上大规模应用氢燃料电池汽车可以看作我国支持氢燃料电池汽车产业发展的一个标志性事件。宇通客车相关负责人表示,“通过冬奥会,有利于提高民众对氢燃料电池汽车应用可行性和可靠性的认知。”

首创证券分析称, 北京冬奥会将充分展示氢能应用潜力,迅速提升氢能认知,有益产业化推进,2022北京冬奥会或有望成为氢能在国内加速落地的“分水岭”。

据悉,此次冬奥示范运行的超1000辆氢能源汽车在冬奥会结束后将转为当地公交车、团体车等继续使用,借以奥运示范影响,配合燃料电池汽车示范城市群建设。崔东树表示,“经过此前的调整期,中国对氢燃料电池汽车产业大的推动和支持更为冷静和理性,利好倾向也更为明显,节奏感更强。”

实际上,近年来随着利好政策的持续助力和在“双碳”目标的推动下,氢燃料汽车的发展速度正在加快。2020年9月国家发改委等五部门发布关于开展燃料电池汽车示范应用的通知,将燃料电池汽车的购置补贴政策,调整为燃料电池汽车示范应用支持政策。

2021年3月,氢能正式被纳入“十四五”规划纲要草案;2021年12月,财政部等五部门发布《关于启动新一批燃料电池汽车示范应用工作的通知》,河北、河南两个城市群正式获批,加上此前首批公布的京津冀、上海和广东城市群,2022年共计5大城市群将正式开始推进我国燃料电池汽车示范应用。

与此同时,国内众多车企也在抓抢机遇进行布局,目前包括宇通汽车、丰田汽车、上汽集团、福田汽车、长城汽车、吉利商用车等已经明确规划,加大投入推进氢燃料电池汽车研发和产品的商业化。

例如,长城汽车沙龙智行提出了“纯电+氢能”的技术路线,长城汽车发布氢能战略;广汽集团首款氢燃料电池汽车Aion LX Fuel Cell也已正式亮相并投入示范运营;北汽集团、一汽集团、广汽集团、东风公司等联合丰田汽车成立燃料电池合资公司,专注于氢燃料电池在华的商用化发展;长安CS75氢燃料版、红旗H5氢燃料电池版也已公开亮相。

业内认为,随着2022年氢燃料电池汽车示范城市群项目正式铺开,以及冬奥会的示范应用影响,2022年或成为氢燃料电池产业化大幕拉开之年。

“氢”风徐来,量产难题下,商业化有待时日

崔东树认为,氢燃料电池汽车在冬奥会的大规模示范运行能够为氢燃料汽车产业的后续研发和示范运行提供借鉴,后续的发展仍面临如何降低成本和拓展使用范围。

尽管氢燃料电池汽车优势明显,但全球范围内真正意义上实现量产在售的氢燃料电池汽车却屈指可数,目前包括丰田Mirai、本田Clarity以及现代Nexo。从国内汽车市场来看,量产的氢燃料电池汽车以商用车为主,乘用车领域,广汽集团首款氢燃料电池汽车Aion LX Fuel Cell成为国内首款登上工信部新车公告的氢燃料电池SUV,此外上汽集团、红旗等也推出了氢燃料电池汽车。

中汽协数据显示,2021年我国燃料电池汽车的销量为1556辆,以商用车为主。同济大学燃料电池汽车技术研究所所长、教授章桐表示,“中国的燃料电池车在商用车领域已经开始在应用,示范城市群里也强调商用车的大规模示范;但乘用车技术门槛比较高,形成规模仍需要一段时间。”

章桐坦言,“从技术角度来说,商用车的技术门槛相对较低,在整个燃料电池产业链技术还不太成熟的时候,更容易在商用车上实现应用。”

从当前氢燃料电池汽车的发展来看,目前氢能的种类分为灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢是通过化石燃料燃烧产生氢气,污染最大;蓝氢是增加了碳捕捉、碳封存技术,本质仍然是化石燃料燃烧产生氢气,污染相对较小;绿氢则是通过光伏、风能等可再生能源方式进行电解水制氢,全程零碳。

从种类来看,绿氢被认为是氢燃料电池汽车实现零排放的最佳燃料。中国煤炭加工利用协会数据显示,2021年我国氢能产量已经突破3000万吨,但绿氢产能很低,年产能只有10万-20万吨;从提纯环节来看,目前制氢主要来源是化石燃料和煤,需要剔除硫等其他杂质才能符合下游燃料电池级的氢气要求,而电解水制氢成本较高且技术尚需突破。

氢气的储运环节也存在较大难度,由于管道运输当前面临负荷率较低和前期投资大的问题难以大规模推广,目前主要运氢方式是气态长管拖车;而氢气本身较为活跃、易逃逸以及容易造成金属产生氢脆的特性,使得氢气的运输成本极高。

中国汽车工业协会副秘书长师建华认为制氢、储氢、运氢、加氢每个环节都有很多实际的问题需要解决,才能实现产业化。此外,汽车行业分析师张翔认为,燃料电池发动机的研发成本过高等仍有瓶颈需要突破;在章桐看来,真正的技术难点是缺少产品化的技术,产业链和技术都需要进一步成熟发展,价格需要进一步降低。

国家电投氢能公司党委副书记、总经理张银广在接受记者采访时表示,“成本的降低需要技术的成熟和达到一定规模,目前氢燃料电池已经到了技术突破的关键点,下一步的突破点是实现技术的成熟,推动示范点的规模化发展。”

2025年市场规模或达800亿元,市场化拐点来了?

章桐表示,氢燃料电池汽车中商用车的商用化进程比较快,预计两三年之内会达到相当大的规模,而乘用车领域商用化进程仍需要相对较长的时间,至少需要五年的时间才能形成一定规模,真正能够小批量上市。

实际上,我国氢燃料电池汽车政策风力不断加大,记者梳理发现,目前全国有30个省份、150多个城市在其“十四五”规划中提及氢能发展,有50多个城市出台了地方氢能产业发展专项规划。根据各省区市规划目标,到2025年全国将建成加氢站超过1000座,推广氢燃料车超过54000辆。《中国氢能产业发展报告2020》测算,中国氢燃料电池汽车保有量将由2020年的7352辆增长至2025年的10万辆,至2025年氢燃料电池汽车市场规模有望达到800亿元。

与此同时车企的布局也在加速,例如长城汽车的氢能战略中提到计划2021年推出全球首款C级氢燃料电池SUV,落地全球首个100辆49吨氢能重卡;2022年并行氢燃料电池多种清洁应用项目群;2025 实现全球氢能市场占有率前三;上汽集团计划2025年之前推出至少10款燃料电池整车产品,并形成万辆级燃料电池整车产销规模,市占率达到10%以上;国际车企方面,宝马集团将于今年小规模生产BMW iX5 Hydrogen氢燃料电池车,或于2025年正式量产。

上汽集团旗下捷氢科技总经理卢兵兵曾表示,预计2025年氢燃料电池将迎来第一个拐点,保有量或达到10万辆;2030年迎来第二个拐点,氢燃料电池汽车的保有量将增加至100万辆;同时在不断发展的过程中,氢燃料电池汽车的成本也将进一步降低。

进入“十四五”发展期,脱碳成为汽车产业发展的关键词,作为被认为能够有效实现零排放的技术路径,氢燃料电池汽车的回暖或意味着进一步丰富我国新能源汽车产业发展的技术路径;田永秋认为当前国内氢燃料电池汽车仍处于初级阶段,尚未形成规模,从示范试运行到批量生产再到大规模商用,基本上要到2030年以后才能真正看到商用化的效果;而氢燃料电池汽车和电驱动汽车并不是相互矛盾,而是一个相辅相成的存在,最终目的是在于推动实现真正的零碳排放。

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作者: 边走边看

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