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哪些條件讓氫燃料電池汽車變得更加確定?

2020-09-24    來源:中國電動汽車百人會
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[ 導讀 ]:作為國家能源戰略轉型的重要方向之一,氫能產業本就面臨產業鏈長、技術門檻高、重資本投入、商業模式不清晰的問題,產業發展進程緩慢。氫燃料電池汽車作為業內公認的氫能產業的最佳商業應用場景, 2020年上半年政府高層陸續釋放的政策信號,為產業發展注入了新的活力。
2020年9月16日,由財政部、工業和信息化部、科技部、發改委和國家能源局聯合印發的《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》(財建【2020】394號文件)成為行業中的聚光燈,吸引無數關注。至此,積極推動氫燃料電池汽車的示范應用有了明確的國家級文件支撐。

可以預見,未來4年內,氫燃料電池汽車將迎來新的快速發展期。

作為國家能源戰略轉型的重要方向之一,氫能產業本就面臨產業鏈長、技術門檻高、重資本投入、商業模式不清晰的問題,產業發展進程緩慢。氫燃料電池汽車作為業內公認的氫能產業的最佳商業應用場景, 2020年上半年政府高層陸續釋放的政策信號,為產業發展注入了新的活力。

此前,氫燃料電池汽車受核心技術限制導致成本高、應用難、推廣慢,來自業界的質疑較多。直至2018年5月,李克強總理參觀豐田的氫燃料汽車成為世界氫燃料產業發展的拐點性事件,然后這個行業就開始了中國各地的產業規劃和歐洲的氫能戰略。而這個行業的確定性顯然不是非理性的熱情,而是氫燃料產業發展的條件及思路正在變得清晰。

首先是氫燃料電池成本大幅下降。日本對氫燃料汽車的研究超過50年,20年前連日本最權威的氫燃料專家都已經判斷氫燃料汽車無法實現產業化,福島核電站事件后,日本可持續發展戰略再一次將目光轉向氫燃料,并在技術上取得了重大突破,從1995年到2015年豐田燃料電池功率密度提升28倍,車載瓶從35兆帕提升至70兆帕,整車耗氫量降低37.5%;電池耐久性提高6.2倍,系統成本降低到原來的1/20。

與此同時,北美、歐洲在氫燃料領域的研究也沒有停止,加拿大巴拉德、水吉能等公司在氫燃料電池領域的持續研究為產業化奠定了很好的基礎。

其次是氫能產業的技術路線形成共識。氫氣作為汽車動力可以是氫氣發動機或雙極板燃料電池兩條路線,目前市場比較認同的是石墨極板和金屬極板的燃料電池技術路線。而且各種技術指標在不斷優化,國內燃料電池企業已經把石墨極板做到了金屬極板的厚度。

制氫路線也有多條,總體上已經明確了從灰氫、到藍氫、再到綠氫的路徑,首先是工業副產氫、煤制氫,然后是天然氣制氫,再到可再生能源電解水制氫。

而在儲氫技術上有高壓儲氫、液態儲氫、液氫和金屬儲氫,各種儲氫技術適用于不同的應用場景,比如介質液態儲氫適合長途運輸,高壓儲氫適合短途運輸,而金屬儲氫對于安全度要求更高、且對儲氫裝置沒有重要要求的應用場景來說也是一個選擇。

三是產業規劃與配套政策出臺。繼去年3月氫能被寫進政府工作報告后,今年4月氫氣又作為能源寫進《能源法》。目前國內有36個城市出臺了鼓勵氫燃料汽車的產業規劃,各地都有牽頭的企業,有加氫站和車輛的時間與數量目標。其中上海及長三角、北京和河北、廣東、山東、湖北形成了比較完善的產業布局。于此同時,各種關于氫能的標準也在陸續出臺和完善。

如果說中國企業對發展新產業有一些套利思想的話,那么周邊國家的行動計劃則是對這一產業發展方向的一個佐證。中國的氫燃料起步比韓國早,但現在現代已經走到了中國車企的前面。今年6月全世界最理性的國家德國也發布了德國《國家氫能戰略》,將通過主要基于可再生能源的氣候友好型方式制氫并結合后續氫能衍生產品推動德國能源轉型,實現相關部門的全面脫碳。

四是環境條件趨于成熟。氫氣是空氣中最常見的元素,過去應用于醫藥、工業和軍事領域,一旦作為民用交通或是分布式能源,氫氣的制取就成為一個問題。如果不能用清潔能源來制氫,而是用副產氫和化石能源制氫,就無法解決氫的無碳化問題,但可再生能源高額的成本使得氫能應用很難普及。前幾年講到氫能的民用化,或是氫燃料汽車,就像一個美好的理想,甚至是一個空想,沒有太多人相信它會變成現實。

據國際能源組織(IRENA)在2019年從17000個項目中收集的成本數據顯示,自2010年以來太陽能光伏發電(PV)、聚光太陽能熱發電(CSP)、陸上風電和海上風電的成本分別下降了82%、47%、39%和29%。而且預期可再生能源成本還有很大的下降空間,這使得可再生能源制氫成為可能性。

而可再生能源天然的波動性也似乎對氫能釋放了友好的信號,氫氣不僅可以通過棄電來電解,而且可以成為波峰電解、波谷充電的“平衡器”,成為削峰填谷最天然的儲能系統,當然,可再生能源的低成本和穩定性也使得氫能作為終極能源變得可以期待。

五是氫燃料車發展路徑更加清晰。日本豐田和本田對氫燃料車做了非常積極的探索,豐田Mirai于2014年12月15日在日本正式上市,但到2019年年底也只生產了10000多臺,這看起來已經有了一定的批量,但銷售到日本國內的車不到4000臺。實際日本的加氫站達到了預期的規劃,但燃料電池汽車遠低于此前的預期。2001年日本經濟產業省制定的目標是在2020年全國生產200萬輛燃料電池汽車,到2010年將這個時間調整為2030年,但到2018年,他們不僅進一步推遲目標時間到2035年,而且將產量目標調整到80萬輛。

盡管目前豐田購車成本不算太高,政府補貼也比較理性,每輛車國家和地方政府補貼金額大約在10萬人民幣,個人購車成本32萬,每公里行駛成本0.5元,這已經是一個比較能夠承受的價格。但對普通居民來講依然不如燃油車來得方便。

中國以地方政府推動,以政府采購的公交車試點,推行起來比較順利。而來自美國的尼古拉采用的閉環的商業模型從全生命周期計算成本,也為燃料電池商用車應用提供了很好的參考。而且從燃料電池車與純電動車的性能指標和續航里程來看,現階段氫燃料替代柴油車、純電動替代汽油車也在形成共識。

一份來自日本NEDO的調研報告認為,由中國地方政府推動的氫燃料汽車發展模式將有助于燃料電池汽車的快速發展。

六是氫能參與主體更有實力。如果說電動汽車對傳統能源和汽車行業是一種顛覆的話,那么氫能則可以看成是一次傳統企業升級的機會。因為氫能涉及的產業鏈從制氫、儲氫、運氫、燃料電池到終端應用,涉及到能源和交通運輸兩個巨大的產業,我們觀察到無論上游的能源企業如中石油、中石化、東方電氣集團、寶武集團、國能集團等,還是下游的車企如上汽、一汽、東風、北汽、長城、濰柴等都在積極參與氫能產業的布局,這些大的產業集團科研實力和資源整合能力更強,對推動氫能產業具有非常積極的作用。

這些確定性還將撬動資本市場對氫能產業的支持,億華通上市后市值已經超過140億元,我們預期未來將有一系列的氫能相關企業在科創板上市,而資本的充足將使得氫能產業發展更加堅定。
 
關鍵詞: 氫燃料電池汽車
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