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氢燃料电动汽车有了国家背书:详解中国首份氢能源战略

时间:2022-08-03 16:05

  

来源:网络

  

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  作者:郑袖

氢能源第一次成为国家战略并有了完整的规划和时间表,而国内氢能应用将主要集中在交通领域,这意味着氢燃料电池汽车的重要性被国家认可,但是它能复制纯电动汽车产业的成功吗?这背后依然争议不少。

文丨智驾网 雨来、王硕奇

编辑|李拜天

中国首份氢能源国家战略不得不说出台的时机有深刻的地缘政治风险背景。

长期以来,氢气在我国一直被作为危化品管理,新建的制氢项目均属于“新建危险化学品生产项目”,被严格禁止在化工园区外新建、扩建。

3月23日,国家发改委与国家能源局先后联合印发了《“十四五”现代能源体系规划》、《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》和《“十四五”新型储能发展实施方案》一系列能源方案。

可以说《“十四五”现代能源体系规划》是纲,《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》和《“十四五”新型储能发展实施方案》是目,是在有了顶层设计之后,在遵循“双碳”时间表的原则下,推动能源清洁化和新能源结构金金多元化的具体举措。

——01——

氢能升级为国家战略与电能平起平坐

但作为首份氢能源国家战略,《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》明确了氢的能源属性,首次明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,并确定可再生能源制氢是主要发展方向。

氢能产业也被视为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

其中更深层次的含义是,氢能源升级为国家战略,将与电能平起平坐。

氢能被提升到如此地位,与乌克兰危机导致欧洲能源安全危机传导效应下让中国同样有紧迫感有关。

当前欧洲因能源危机正加快欧洲的能源转型步伐。德国已经计划加快可再生能源的扩张,旨在到 2035 年用可再生能源供应满足其所有电力需求,比之前的 2040 年计划提前五年。

欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩在最近的一次演讲中也明确表示,氢气与其他可再生能源一样,将在结束欧洲对俄罗斯化石燃料的依赖方面发挥重要作用。

而刚刚结束的北京冬奥会和冬残奥会期间,氢能源的表现也给了中国决策者信心。

3月26日举行的2022中国电动汽车百人会论坛上,全国政协副主席、中国科学技术协会主席

2022年北京冬奥会、残奥会示范一共用了近1200辆氢燃料电池汽车,累计减碳2200亿吨,保障了整个北京冬奥会和冬残奥会的碳中和、零碳排放。

我有幸前天去延庆实地观察和乘坐了这个车,我们坐这个车上到雪橇中心,它的坡度已经接近20度,但是我们的燃料电池大客车毫无困难地爬上去。

大家跟我介绍,在冬奥期间有一些天晚上零下20度,但是我们大多数的燃料电池汽车都能够就在户外过冬,也体现了燃料电池汽车的进步。

大家可以看到动画当中在雪天爬这样的道路不是一个一般的功能,所以我觉得这是给我们国家氢能整车发展提供了很好的示范场地。

对于氢能和燃料电池产业,他总结说:

从各地示范运行的场景来看,氢能和燃料电池汽车综合发展,已经进入商用车的多场景的示范应用。燃料电池的寿命普遍达到一万小时以上,在运行的燃料电池汽车的系统有的已经达到三万小时。氢能的基础设施,包括绿色制氢、储氢、运行和加注,有利的支撑了氢燃料电池在长途客运、长途货运、物流、码头、矿山等长途重载的领域取得了应用的成效。

在锂电池价格振幅振荡引发电动汽车轮番涨价,新能源的结构多元化也正产为保障产业安全的一部分。

智驾网(ID:ZhiNengQiChe)审视这份氢能发展规划,有两个提法:

一是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体; 将风电和太阳能发电视为开发氢能源的主要能源。

二是在氢能应用方面主要集中在交通领域,即燃料电池汽车。

这在《规划》中列明的氢能产业链的发展目标有具体的描述:

到2025年,初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10-20万吨/年,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排 100万-200万吨/年。

这可以视为,在工信部规划的汽车动力向纯电动化转型的路线图之外,在政策层面首次给了氢燃料电池汽车正式身份,同样是国家鼓励的技术方向。

▲氢燃料电池的基本原理

因而我们说,氢燃料电动汽车有了国家背书。

当前我国氢能源汽车仍以商用车为主,截至2021年,国内燃料电池汽车保有量为8936辆。

而规划中所列2025年实现5万辆的保有量,并不激进,客观的说,这样的规划很难激发资本的兴趣,因为5万辆的盘子,相比今年新能源汽车(主要为纯电动汽车)500万辆的销售目标,资本的偏好一目了然。

所以说2025年实现5万辆的保有量目标能否真正能激活这一产业,有巨大的存疑空间。

当然,存疑也意味着机会。

另据国际氢能委员会预测,2050年氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值,燃料电池汽车在全球占比将提升至20%-25%。

今天的氢燃料电动汽车的发展阶段有些类似马斯克刚刚发布Model S的时刻。

不过当前国内对发展氢能源,尤其是氢燃料电池汽车一直有争论。

一是制氢成本高,不易储存;氢能源的运输、储存容器密封技术和抗压力技术都有风险;

二是,氢燃料电池汽车续航与纯电动汽车没有明显优势,加氢站安全性不易保障。

成本问题和储存问题,其实涉及我国氢能产业链的问题。

上世纪90年代初,欧盟等国家和地区普遍完成碳达峰。2007年,美国完成碳达峰。2012年日本完成碳达峰。

在氢能产业链发展上,率先完成碳达峰的国家领先于中国。

这里需要明确两个概念,即氢气和氢能需要区别理解。

氢气属于一级能源直接应用,不少企业已可实现氢气内循环,但后者属于二级能源应用,需要产业链进行搭配。

与氢能源相关的公司主要有:电解水企业、生产氢能源燃料电池企业、生产氢能源汽车企业、氢能源相关安全技术研究企业等。

当前我国氢能产业链尚处于发展初期,相较于国际先进水平,产业创新能力、技术装备水平等多方面仍有差距。

但这些差距并非不可逾越,也没有明显的技术鸿沟和专利限制,同时国外的氢能源加氢站近两年也频繁发生爆炸事故,可以说也并非成熟产品。

在氢气制备方面,虽然中国已是世界上最大的制氢国,但“主要由化石能源制氢和工业副产氢构成,煤制氢和天然气制氢占比近八成,氯碱、焦炉煤气、丙烷脱氢等工业副产氢占比约两成,可再生能源制氢规模还很小”。

中国氢能联盟表示,2019年电解水制氢产量仅约为50万吨。

生产氢气最好的办法就是电解水,所以廉价的电和廉价的水是核心。

在解决制氢成本问题上,规划已有清晰的表述,即利用风能、太阳能,2022北京冬奥会期间张家口的风能制氢已经有了相对成功的案例。

▲现代汽车将氢燃料比作能转移的牛奶

对于利用风能、太能能制氢,在氢能领域下了重注的现代汽车曾将之称为能转移的牛奶,这种策略已被世界各主要大国所接受。

——02——

氢能源应用的破局应聚焦商用车

那么氢燃料电池适不适合乘用车呢?

这两年正渐渐有结论,一是一直倡导氢燃料电池的日系车企内部已经分道扬镳。

今年一月,本田CEO三部敏宏在接受媒体采访时表示,本田在对氢烯料在内燃机上的可行性进行了大量研究之后,在10年前就得出结:以氢为燃料的汽车内燃机由于技术原因并不会成为未来的主流。

三部敏宏甚至劝告丰田章男:“丰田应该停止追求氢燃料的技术研发,应该专注于纯电动汽车的研发。”

不过,如果换个方向,氢燃料电池汽车是更适合私家车还是更适合大型特流运输车?

答案可能会有所不同。

2020年10月27日,由工业和信息化部指导、中国汽车工程学会组织全行业1000余名专家历时一年半修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》特别提到:

燃料电池汽车领域将燃料电池商用车作为氢能燃料电池行业的突破口,并把客车和城市物流车作为切入领域,重点在可再生能源制氢、工业富产氢丰富的地区推广大中型客车物流车并逐步推广至载重量更大长途运行的中重型卡车、牵引车和港口物流车以及部分乘用车领域。

未来2030年到2035年实现氢能及燃料电池汽车的大规模的应用,燃料电池汽车保有量可达到100万辆左右,同时未来也想从电堆基础材料、控制技术、储氢技术等方面实现根本的技术突破。

将氢燃料电池商用车作为突破口也渐成为产业共识。

现代集团去年在慕尼黑车展发布的“氢能愿景2040”对于氢燃料电池汽车的车型规划对于氢能应用的探索还是很有说服力的。

就现阶段而言,氢燃料电池乘用车的商用是纯电动汽车的竞争对手,但其配套设施和应用便捷程度比电动汽车的劣势还要更大。

但在今天石油涨价、电池涨价,各国的能源安全都面临挑战的大背景下,氢能源和锂电池可以视为一种互补关系。

首先氢燃料电池也有一块小电池作为动能回收的储存,氢能源相对于纯电动车也有其独特的优点:补能快,不怕低温影响。

而电动车作为国能已经成熟的产业链,主要的优势在于充电桩普及,无需电能和化学能的多次转换。

因此混动、氢燃料电池、纯电动汽车将成为我国汽车三个并驾齐驱的动力技术路线,它对于打破对化石单一能源的依赖意义深远。

——03——

车企布局:日韩在前,中国车企紧跟

今天,在氢燃料电池汽车发展的推动者本田、丰田犹豫的时刻,中国车企和韩国现代集团在氢能领域的布局正显示出雄心勃勃的一面。

在2020年6月,中国第一汽车股份有限公司、东风汽车集团有限公司、北京汽车集团有限公司、广州汽车集团股份有限公司、北京亿华通科技股份有限公司、丰田汽车公司6家公司在京签署合营合同,成立“联合燃料电池系统研发(北京)有限公司”,在中国普及氢燃料电池车,推动中国氢能社会发展。

当时这个联盟的目的是需要氢燃料电池的落地,吸引基础设施建设。

在国内的品牌中,长城当属于激进派,去年3月,长城汽车在保定哈弗技术中心发布了自己的氢能战略,长城汽车要构建国际级“制-储-运-加-应用”一体化氢能产业供应链生态。

长城汽车制定了一份始于2021终于2050年的,总周期超过30年,分三个阶段逐步实施的庞大计划。

这是一份先于中国2060年碳中和计划10年的氢能战略,涉及氢能产业上下游,以及商用产品,并通过氢储能设施建设调整电力峰谷,形成以燃料电池和智能网络分配为特征的分布式供能模式,以在全社会内取代化石能源的目的。

长城汽车欲以一己之力打造中国第一,世界第三的氢能产业链。

不过截至目前,长城汽车尚没有量产车型推出,也算是一个缺憾。

今天,目前拿得出氢能源量产车的依然只有丰田和现代。

在今年2月份开幕的北京冬季奥运会上,示范运营的1000多辆燃料电池车主要是丰田的产品。

丰田还将第二代Mirai带到了中国,赚足了眼球。而现代汽车推出的氢燃料电动汽车 NEXO中国版也在今年首次引入中国市场试运行。

▲现代NEXO

换个角度看,握有核心的技术的丰田和现代在中国市场正呈现出一种竞争态势。

与丰田向中国本土车企开放技术打造应用联盟不同,现代集团更注重本土产业链的上下游布局。

其在中国将建成为包含氢燃料电池堆工厂、氢燃料电池系统生产工厂、研发中心和创新中心在内的综合型基地。(详见《今天现代的“氢能”赌局把我说服了》)

▲现代汽车积木式氢能城市供电系统

在现代的氢能规划里,车是最重要的一部分,但不止于车,它也是未来城市能源的解决方案。

放到这个角度,氢能的想像空间会更大。

——04——

开闸放水与防止氢过热

今天中国各地方政府以及入局的企业推动的氢能源产业状态像极了当年电动车开始发展的时刻,开闸放水。

让资本和热钱都进来。

2021 年 8 月,北京、上海、广东入选首批国家氢燃料电池示范城市群,氢燃料电池汽车国补政策正式落地。

根据各地申报方案,本次纳入补贴的氢燃料电池汽车数量大约在三万辆左右,根据补贴金额的“逐年退坡、总量有限、先到先得”,这一切都意在推动2022 年氢燃料电池汽车将会迎来大规模放量。

相关数据显示,2021年一季度我国已经拥有超过4900家燃料电池相关企业。

从地域的角度来看,我国至今已有20多个省份、40多个地级市发布了氢能规划,并已建成30多个氢能产业园区,规划的产业规模达到了上万亿元。

这也引发了相关部门对氢能产业过热的担忧。

在发布首份氢能国家规划的同时,国家发展改革委高技术司副司长王翔在23日举行的新闻发布会上表示,严禁以建设氢能项目名义“跑马圈地”,严禁在氢能产业规划制定、投资规模、招商引资、项目建设等方面相互攀比。

这旨在避免氢能行业出现一哄而上、低质竞争。

王翔表示,“下一步,我们将会同有关部门,加强统筹协调,强化政策引导和支持,积极推动《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》顺利实施。”

做为中国未来能源治理的顶层设计的《“十四五”现代能源体系规划》中谈到:到2025年,国内能源年综合生产能力达到46亿吨标准煤以上,原油年产量回升并稳定在2亿吨水平,天然气年产量达到2300亿立方米以上,发电装机总容量达到约30亿千瓦,核电运行装机容量达到7000万千瓦左右。在确保安全的前提下,积极有序推动沿海核电项目建设,保持平稳建设节奏,合理布局新增沿海核电项目,全面推进风电和太阳能发电大规模开发和高质量发展。

而何为现代能源体系?

发改委称:“清洁低碳安全高效”八个字,就是现代能源体系的核心内涵,同时也是对能源系统如何实现现代化的总体要求。

而作为最完美的能源,氢能正可以完美代表“清洁低碳安全高效”这八个字。

但氢能源汽车的近十年来的困境一直是有车但无地加氢卖不出去,加氢站不赚钱没人建设,没有加氢站车卖不出去的死循环,而今天中国首份国家氢能源战略能打破这个死循环吗?

从我国各地政府的氢能热来看,有打破这个死循环的趋势。

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