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亚博体育app是坑人的吗 “氢车”上路

发布时间:2020-01-10 15:20:50 热度:1398

亚博体育app是坑人的吗 “氢车”上路

亚博体育app是坑人的吗,作为中国新能源汽车三“纵队”之一,燃料电池汽车为何落后?又何以加速?

文/《财经国家周刊》记者 王慧 路梦怡

你知道中国第一辆燃料电池汽车长什么样吗?

“确切地说,那不是汽车,更像是一座小型化工厂。”在科技部国家“863”计划电动汽车重大科技专项特聘专家王秉刚的记忆中,开动那辆样车需要两个班组,一组负责驾驶,另一组负责开关各种阀门。

王秉刚记忆中的“小型化工厂”,1998年由清华大学汽车工程系教授陈全世团队研制而成,“底座”是一辆高尔夫球车,靠一组5千瓦的燃料电池提供动力。

时隔20年,燃料电池汽车早已不是最初“小型化工厂”的模样,不仅能上路运行,销量也初具规模:2018年,作为中国燃料电池汽车的主流类型,氢燃料电池汽车销量达到1527辆,截至当年,累计销售近3500辆。

今年以来,氢燃料电池汽车产业出现提速的信号。全国两会期间,“氢能源”高居新能源汽车领域热词榜首,来自长城汽车、奇瑞汽车等企业的10多位代表委员提交氢能源汽车相关议案提案;4月下旬,特斯拉、蔚来相继发生的纯电动汽车起火事件,也让产业界和资本市场开始将目光转向氢能源汽车等其他分支。

然而,5月底南阳青年汽车的“水氢事件”,使刚刚升温的氢燃料电池汽车陷入尴尬的舆论环境,引发了一系列质疑:水氢是水变油的新骗局吗?制氢技术靠谱吗?氢燃料电池技术成熟了吗?企业搞氢燃料电池汽车是为了骗取国家补贴吗?

“从技术角度看,车用燃料电池技术再过五年左右就逐步走向成熟了。”中国科学院院士欧阳明高认为,虽然存在一些浑水摸鱼的乱象和技术争议,但理性来看,新一代制氢技术在科学层面已经有突破,接下来,“氢车”如何实现产业化应用,是一个更为重要的问题。

三纵队之一

氢燃料电池汽车是以氢气为主要能源的汽车。传统内燃机通常注入柴油或汽油,氢燃料电池汽车则改为输入气体氢,通过外电路从负极传导至正极,产生电能驱动电机。

在我国的政策设计中,坚持发展氢燃料电池汽车,早早地被赋予了抢占新能源技术制高点的战略意义。

2001年,国家“863”计划电动汽车重大专项启动,科技部聘任十三位专家组成重大专项专家组,为中国新能源汽车发展提出了意义重大的“三纵三横”总体路线,清晰地指明了新能源汽车研发和产业化思路。

所谓“三横”,指的是多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统,而“三纵”指的便是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车。

一位专家组成员告诉《财经国家周刊》记者,不像现在纯电动汽车一枝独秀的局面,18年前,国家新能源车发展的顶层设计,是希望混动汽车、纯电汽车、氢燃料电池汽车三者协同发展。

此后,《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》等相关规划,也都明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位,将发展氢能和氢燃料电池技术列为重点任务,将氢燃料电池汽车列为重点支持领域。

2017年11月,受国家制造强国建设战略咨询委员会、工业和信息化部委托,中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,进一步明确了燃料电池汽车的发展目标:2020年5000辆,2025年和2030年分别达到5万辆和百万辆。

清华大学教授李建秋告诉《财经国家周刊》记者,在国家政策指导下,这18年来,氢燃料电池汽车的发展大致经历了四个阶段:

第一个阶段是2001年至2005年。这个阶段以自由探索为主;第二阶段是2005年至2010年,以2008年北京奥运会为标志,氢燃料电池汽车在路上真正跑完了整个春夏秋冬一年,基本验证了车本身的可行性及动力系统的可行性;第三阶段是2010年至2015年,重点解决了成本实用化和可靠性问题,动力系统的探索基本结束。

2015年开始,氢燃料电池汽车进入了第四个发展阶段,李建秋说:“这一阶段的重点转向了产业化,氢燃料电池开始在轿车、客车、物流车、有轨电车等多种车型上使用。”

不过相比其他两“纵队”尤其是纯电动汽车,氢燃料电池汽车的产业化依然走得很慢,由此出现一些唱衰声音。最明显的对比是,2015年氢燃料电池汽车还在探索产业化路径的时候,中国已经依靠纯电动汽车的强劲产销量成为全球第一大新能源汽车市场。

商用领域“发芽”

2019年1月,在中国电动汽车百人会上,全国政协副主席、中国科协主席万钢表示,相对于远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等一些交通方式,燃料电池汽车具有清洁、零排放、续航里程长、加速时间短的特点,是适应市场需求的最佳选择,“所以我们要及时把产业化重点向燃料电池汽车拓展。”

综合梳理可以发现,虽然步调不快,但2015年以后,我国氢燃料电池汽车的产业化还是开始“发芽”了。

车企层面,国内诸如宇通、上汽、福田、长城、吉利商用车等已经明确规划,加大投入,推进燃料电池汽车研发和产品的商业化。2018年2月,国家能源集团还牵头并联合能源骨干企业、运输及相关制造业和院校,成立了国内首个氢能和燃料电池产业联盟。

区域层面,上海、广州、武汉、西安、杭州等十余座城市都已出台政策支持氢燃料电池汽车发展。国内形成了京津冀、长三角、珠三角、华中、西北、西南、东北等七大氢能产业集群。

资金层面,有资料显示,包括氢能源小镇与产业园、氢燃料电池整车、上游原材料项目等在内,2018年国内面向氢能源的投资规划已经超过了2000亿元。

值得注意的是,与国外的产业化路径不同,目前,我国燃料电池汽车的发展重心集中在商用车领域。

2018年的统计数据显示,燃料电池汽车销量1527辆,其中客车1400余辆,货车100余辆。“从2015年到现在的四年多时间里,我国氢燃料电池汽车在商用车领域的应用已经是全球第一。”李建秋说。

为何氢燃料电池汽车在中国首先落地在商用车上?

宇通客车相关负责人告诉《财经国家周刊》记者,这其中有三个重要因素。第一,商用车有固定的运营路线,便于加氢站的布设;第二,当前阶段商用车较乘用车更易于推广应用,示范带动效应好;第三,商用车排量大,节能减排效果显著,符合中国国情。

在李建秋看来,当前阶段,在中国大部分地区,新能源乘用车应该坚持以纯电动为主,要优先发展动力电池的技术。氢燃料电池汽车可以根据本地的氢能源丰富情况,适度发展;在商业车领域,则可以全力发展燃料电池汽车。

成本居高不下

我国氢燃料电池汽车的产业化是否只能局限于商用车领域,为何乘用车方向的发展没有和纯电动汽车一样大放光彩?

中汽协秘书长助理许海东告诉记者,氢燃料电池的确有很多突破性的创新和专利,但制约其下一步往乘用车领域发展的关键因素,是成本居高不下。

对比乘用车价格来看,市场上大部分国产纯电动车在补贴后可低至10万元左右,而丰田、本田在售几款氢燃料乘用车型的售价高达50万元,这还不算后续高昂的加氢成本。

氢燃料电池汽车为什么这么贵?

陈全世说,氢燃料电池汽车价格高,首先是因为制氢成本高。当下能够规模化制氢的主要有天然气制氢、煤制氢、甲醇制氢和电解水制氢等几种方式。从工艺成熟度及成本来说,各有其优劣势,但不论哪种方法,都比发电的成本高出不少。

此外,氢燃料电池的核心部件包括电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、气体扩散层,等等。以质子交换膜为例,根据市场现状,1平方厘米的杜邦公司nafion膜(全氟磺酸离子交换膜)价格几元甚至近十元,每一辆车需要平方米级别的质子交换膜,按此计算,仅这一个部件,一辆车就得摊上几万元甚至十几万元的成本。

而制氢燃料电池用的催化剂,要用铂金来做化学反应,这种贵金属目前全球年产量仅为200~300吨,其高昂价格大大增加了制氢成本。

“如果燃料电池堆的催化剂不能产业化,不能脱离铂金,大规模生产几乎是不可能的。”陈全世说。

比制氢成本更高的是储运成本。

张家港氢云新能源研究院院长魏蔚告诉本刊记者,氢原子在实际储运中存在储放氢条件苛刻、易发生副反应、短时间内无法大规模应用等问题,这就要求储氢材料必须有较高的储氢密度和安全性。

但由于技术限制,我国相关行业在保障储氢罐高效、安全、低成本之间的平衡上还较为落后。

公开资料显示,我国目前具备批量生产35MPaⅢ型储氢气瓶能力的企业不多,70 MPaⅢ型瓶和下一代Ⅳ型瓶(塑料内胆)几乎没有,而国外已普遍使用70MPaⅣ型瓶,重量更轻、循环寿命更长、成本更低。

压缩氢气只是第一步,后续的物流配送也存在低效的问题。“为了保证氢气运输安全,我国规定运输氢气的压力并不太大,压力低储存量就少。”北京低碳清洁能源研究所氢能研发部经理何广利说。这导致固体储氢单次运输氢气少,运输距离短,耗费大量人力、物力成本。

加氢站难落地

除了氢燃料技术层面的成本问题,目前我国氢能源基础设施建设尤其是加氢站建设进展较为缓慢,同样制约了氢燃料电池汽车的发展步伐。

数据显示,截至2018年12月,我国建成的加氢站有24座,在建30多座,主要分布于上海、江苏、安徽、河南、广东、成都等地。

水木通达运输有限公司总经理吴晓核告诉《财经国家周刊》记者,目前北京只有一座加氢站,预计2019年可以达到5座。这对于现在拥有160台氢燃料电池汽车的水木通达而言,是一种极大的焦虑。

加氢站为什么没能广泛建起来?

和制氢储氢一样,最核心的问题是成本。中国科学院大连化学物理研究所研究员、全国燃料电池与液流电池标准委员会主任委员衣宝廉曾算过一笔账,不算土地,一座日加能力为200公斤的加氢站,建设成本至少在1500万元左右,远高于加油站和充电站。

在中国石油流通协会专家王维民看来,加氢站建设成本如此高,主要是技术短板所致。“加氢枪、泵、阀门等关键零部件高度依赖进口,我国相关行业话语权较低。比如购买一条加氢枪就要10万元,使用还得另付专利费。”

除了设备和建设成本,土地费用是另一个大负担。目前合规的公共加氢站用地一般为3~5亩,企业建加氢站在审批过程中涉及安监、住建、市场监管等多部门,但究竟由谁牵头主管、用地性质如何确定等政策问题尚不明确。

吴晓核认为,加氢站不会像电动车充电桩那样冒出来很多企业,因为成本较高,最终可能还是需要中石油、中石化等传统能源巨头来主导建设。

“单独建设成本如此之高,一个加氢站建下来谁能受得了?”在具体的建设模式上,北京清华工业开发研究院副院长朱德权认为,油氢混合站即在现有加油站内布局加氢站,可能是未来的一个发展方向。

多位业内人士认为,50万辆的规模是氢燃料电池汽车及基础设施投资的盈亏平衡点。随着燃料电池的辅助系统的批量制造,关键零部件包括空压机、增湿器的批量化,燃料电池系统的成本可以大幅度下降,预计到2030年,整车成本将大幅降低。

避免走纯电动的弯路

“对于我国氢燃料电池汽车的发展,可以借鉴日本的发展经验,首先要有顶层设计。”清华大学核能与新能源技术研究院教授、全国氢能标准化技术委员会主任毛宗强表示。

日本在2014年发布了《氢能源白皮书》,从国家层面推动氢的运用以及对燃料电池汽车的普及进行规划,包括100座氢能源补给站、2020年前后实现氢能源汽车燃料耗费价格与混合动力汽车基本齐平,等等。由于有政府层面的总体规划,日本工业界、科研界等全社会的力量积极参与。

在行业专家看来,目前,我国纯电动汽车产业在研发支持、政策扶持、市场准入等方面基本形成了一套较完善的政策和标准体系,燃料电池汽车的标准体系则尚不清晰。

“水氢事件是一个警醒。”一位专家对记者说,燃料电池作为一种新兴产业,从目前发展来看,既需要各种形式的补贴,又需要政府特定的行政和监管手段来规范其健康发展,消除瓶颈,进一步规范市场,因此,标准及测试评价体系的出台迫在眉睫。

我国新能源领域不是没吃过政策体系不完善的亏,以前几年纯电动汽车产业的“骗补事件”为例,国家虽然大力补贴新能源汽车产业,但却没有很严格的产品参数、质量检验等补贴标准区分,只要是“电动汽车”,在生产、销售等环节采取一刀切的补贴。正是这种一刀切的补贴使得真正刻苦攻坚,研发创新的企业吃了亏,却肥了钻了空子的车企。

在专家看来,为避免再走纯电动汽车的弯路,国家应该在具体政策的制定过程中吸取经验教训,积极而谨慎。

在产业技术研发层面,上汽集团董事长陈虹认为,应加大燃料电池产业链的研发支持力度,设立国家专项支持资金,或制定财税优惠政策,鼓励企业加大投入,重点攻克基础材料和关键部件的技术难关和产业化瓶颈,自主掌控核心技术和知识产权。

对于尤为关键的加氢站建设障碍问题,北汽集团董事长徐和谊认为,应该加快加氢站的统一规划,制定加氢站建设支持政策,推动加氢站的建设,以利于氢燃料车的推广。

广汽集团党委书记、董事长曾庆洪也认为,需要落实加氢站规划,加速制氢产业发展,通过多种形式补贴,由点到面逐步加快加氢站布局与网络建设。

长城汽车副董事长、总裁王凤英则提醒,推出涉及补贴的相关政策措施时,需要明确加氢站建设及运营监管的相关制度,对加氢站进行有效管理,避免“建而不用”。

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