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在没有补贴的城市,氢燃料电池商业化进程加快

  在推动氢燃料电池商业化方面,中国企业超越日本,再一次走在了世界前列。

  2023年5月28日举办的2023中关村论坛展览(科博会)上,国内氢燃料电池电堆领域龙头企业北京氢璞创能科技有限公司(以下简称氢璞创能)正式推出了首款300kW的电堆产品,这款产品不久就会搭载到1万辆运往山西晋南钢铁集团各个业务线的氢燃料电池车上。这1万辆氢燃料电池重卡,刷新了全球氢燃料电池订单记录。

  电堆是氢燃料电池产业的核心零部件,占据整个氢燃料电池系统60%以上的成本。

  氢璞创能董事长欧阳洵表示,目前,各大燃料电池发动机企业受限于成本和技术,装车的燃料电池重卡发动机功率大多都在110kW附近,而干线物流行业对重卡发动机额定功率的需求不低于200kW,因此,300KW是燃料电池重卡整车厂最为期待的功率。“这不但满足重卡满载的连续高速巡航,同时也保证了最低的氢耗。”欧阳洵说。
氢璞创能董事长欧阳洵

  氢璞创能董事长欧阳洵

  全球氢能产业尚处于

  初期示范和商业模式探索阶段

  动力电池与燃料电池的区别在于:一个是能量储存装置,衡量的重要指标是能量密度;一个是能量生产装置,衡量燃料电池电能生产能力的基本指标是功率密度。

  也正是在发动机功率密度有了重大的突破,晋南钢铁集团总裁张天福表示,该公司计划3年内购买1万辆氢能重卡,5年内购买5万辆氢能重卡,建设不少于30座加氢站。

  这一切,全是市场自发形成的需求。

  根据中国汽车协会数据,截至2022年,我国氢燃料电池汽车销量1.2万辆,涵盖乘用车与商用车。国内氢燃料电池研究专业机构香橙会发布的数据显示,从车型来看,截至2022年丰田Mirai和现代NEXO保有量约占全球燃料电池汽车保有量的43.8%。从保有量来看,我国氢燃料电池汽车保有量占全球第三,低于韩国和美国。

  但可以预见的是,这一竞争格局会随着中国氢燃料电池商用车的商业化而发生改变。

  影响氢燃料电池商业化的关键因素有两点:氢气价格,加氢站。如今,截止到2022年,中国已建成加氢站数量达310座,遥遥领先,位居全球第一。在氢气价格方面,彭博新能源财经(Bloomberg NEF)的一份报告指出,从全球范围来看,中国的可再生能源制氢成本预计出现率先下降,到2030年欧美地区可再生能源制氢成本预计与中国实现持平。

  与动力电池不同的是,当前,全球氢能产业尚处于初期示范和商业模式探索阶段,氢燃料电池汽车在大载重、长续航和高强度的应用场景中具有先天优势。再加上,重型卡车在降低污染物和碳排放方面急需找到新的突破口,氢燃料电池无疑是最佳选择。

  中国政府的政策支持

  香橙会发布的数据也显示,全球氢燃料电池商用车保有量占比呈现明显的快速上升趋势,这与中国在燃料电池商用车领域的发力不无关系。

  发力始于中国政府的政策支持。2021年8月,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发展改革委和国家能源局五部门向北京市、上海市、广东省主管部门下发《关于启动燃料电池汽车示范应用工作的通知》,并在通知中进一步明确了燃料电池汽车示范应用城市群考评规则。

  根据《通知》,考评采取积分核算规则,积分核算对象包括“燃料电池汽车推广应用”“关键零部件研发产业化”和“氢能供应”三部分。同年12月,河北、河南城市群随后入选,全国燃料电池城市群形成“3+2”示范应用格局。

  “目前来看,5个城市群在氢能产业链布局上各具特色,对全国燃料电池产业以及氢能应用发展都将起到很好推动作用。但是,要真正实现氢能产业发展,不仅取决于示范应用,还取决于技术进步、商业模式及政府支持,因此后续仍需合力探索。”厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强表示,氢能的示范最初从交通领域开始,但最终需落脚在整个氢能产业。

  与此同时,当包括氢璞创能在内的中游企业在示范城市推广时,却发现有两个问题:示范城市普遍缺乏丰富的氢源;即便是有氢源的工厂,也没有足够动力建加氢站。

  欧阳洵总结了几条经验教训:第一,要找到真正有低价氢,有发展氢能意愿的区域,于是锁定了山西和陕西;第二,找到有足够意愿去做氢能重卡的民企龙头企业。他们愿意做先行者,有魄力去干这个事情。“事实上,没有补贴的地方,氢燃料电池商业化的张力才是最大的。”欧阳洵说。

  在这个过程中,氢璞创能达成了第一个上牌上路重卡、公交、物流车、叉车超过1000辆的梦想,实现第一个运输大宗物流超过2.0亿吨公里的目标,氢璞电堆道路数据超过2000万公里;自主研发六代碳板电堆、三代金属板电堆,拥有相关技术专利及保密技术100+项,参与20+燃料电池相关国家及行业标准制定。

  面对未来,欧阳洵目光如炬,他认为,氢燃料电池的商业化必经三个发展阶段:第一步,煤炭成为国家能源转型重要治理对象,煤炭最主要客户是钢铁行业,因此,钢铁行业会是氢燃料电池商业化的重要切入口;

  第二步,供给端。目前市场上的蓝氢和灰氢是主流,因此,拥有大量蓝氢灰氢的区域有得天独厚的商业化土壤,这个区域以山西和陕西为主。再往西,内蒙古、新疆、宁夏、甘肃等地拥有大量风光电,是绿电绿氢的重要来源地,也是氢储能市场的开始。

  氢储能又将带动当地绿氢建立,交通就会成为氢燃料电池商业化的一个契机,接下来会是分布式发电,热电联产等。

  第三步,随着东西部枢纽打通,氢能输送到东部沿海地区后,东部也会有绿氢,进而带动交通、电力等。

  欧阳洵说,“跟着这个合理的大战略走,氢能的商业化一定有未来。”

  “氢有可能成为推动清洁经济发展的主要燃料”

  位于山西省临汾市曲沃县的曲沃经济技术开发区,晋南钢铁集团正是处在这样一个得天独厚的地方。

  它是一家集钢铁、焦化、高端化工、新能源等一体的刚焦融合、钢化联产示范企业,在低碳转型中,找到了氢能源这一突破口。该公司通过将高炉、转炉、焦炉煤气相互置换,把优质焦炉煤气送至化工厂,合成乙二醇、LNG及氢气产品,再将化工厂氢气送至高炉,实现了氢能冶炼和富氢烧结。

  同时,化工厂提纯后的氢气,变压吸附99.999%氢气供氢能汽车使用,实现清洁运输。

  去年8月,晋南钢铁集团新建的加氢站是目前国内最大加氢站,每天能加注9000公斤氢气,可同时满足300辆氢能汽车加注。并且加氢站自动化程度高,加氢装置能实现自动启停、加氢、计量,实现一人一键加氢。

  像特斯拉CEO马斯克一样,欧阳洵在观察一件事时也喜欢用事物的第一性原理,他说,“我相信未来燃料电池在能源格局中的位置,因为有这样的信念,再加上我在国外这么多年看着燃料电池企业的起起伏伏,总的来说,我认为行业是向好的,没有更糟糕,只是走得比较坎坷而已。”

  “氢有可能成为推动清洁经济发展的主要燃料,”彭博新能源财经工业脱碳部门负责人Kobad Bhavnagri表示,“在未来的几年里,以较低的成本利用风能和太阳能生产氢能,并将它储存在地下几个月,然后按需求输送,为船舶、为钢铁厂、为所有运输和生产领域提供动力,是有可能的。”

来源:绿金 作者:君君
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