2018年,韩国约有2000辆氢燃料电池电动汽车投入运营。到2022年,韩国的氢燃料电池电动汽车数量将增加到8万辆左右。

丰田氢燃料电池

就在中国的相关部委和专家集体呼吁要抢占氢燃料电池产业化先机时,韩国的“氢经济战略”正强势从图纸变为现实。“2018年,韩国约有2000辆氢燃料电池电动汽车投入运营。到2022年,韩国的氢燃料电池电动汽车数量将增加到8万辆左右。”1月16日,韩国财政部长洪南基(Hong Nam-ki)在有关创新驱动增长的会议中如上表示。

据路透社报道,次日,韩国总统文在寅在蔚山市厅大会议室发表演讲,表示氢燃料经济将从蔚山起步。与此同时,韩国政府还计划通过“增加氢燃料生产基地、与新再生能源发电相关的氢燃料生产、海外进口”等措施以增加氢气供应。

全球氢能开拓者韩国蓄力之时,中国氢能发展也正迎来新的节点。在近期召开的年度电动汽车风向标—中国电动汽车百人会论坛上,有关氢燃料电池汽车的讨论此起彼伏,不少业内人士分析,这或是氢燃料电动汽车产业即将加速的表现。

“氢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,要及时把产业化重点向氢燃料电池汽车拓展。”在1月12日召开的百人会论坛上,全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢再度呼吁。

这是继一个月前在《人民日报》发表署名文章《促进新能源汽车产业健康发展》后,万钢再次为氢燃料电池汽车发展“站台”。巧合的是,在电动车百人会上,工业和信息化部部长苗圩,科学技术部党组成员夏鸣九,中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高,以及中国工程院院士衣宝廉等也同期就氢燃料电池汽车产业问题齐齐发声。

“要加快推动燃料电池汽车关键技术研发及产业化,在经济基础好、地方积极性高的地区开展示范运行,打通产业链和氢能供应链。”苗圩指出。“预计今后五到十年,燃料电池有可能达到与目前中国锂离子电池的国际地位相当的水平。”欧阳明高预测。

截至2018年,氢燃料的全球竞争态势基本稳定。由日本、韩国主导氢燃料技术研发高点,而美国率先开放商业化推广领域并已形成初步应用规模。在这一稳定格局下,中国与韩国在2019年初的“抢跑”,让全球氢燃料电池车的竞争和未来格局变数陡增。

抢夺窗口期

“我们应及时把产业化重点向氢燃料电池汽车拓展”,万钢表示,相较于远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等交通方式,燃料电池汽车具有清洁、零排放、续航里程长、加速时间短等特点,是适应市场需求的最佳选择。

在其看来,中国已形成商业化示范运行的良好氛围。截至2018年底,氢燃料电池汽车大约运行近千辆,加氢设施建设12座。根据中国汽车工业协会最新发布的数据,商用车2018年新增了1500多辆氢燃料电池汽车,其中客车1400多辆、货车100多辆,燃料电池的产业化开始起步。

“中国燃料电池的商业化已经开始,我相信在中国的北方寒冷地区,燃料电池将更具竞争力。”欧阳明高表示。对于“氢燃料电池系统更适合替代柴油机,锂离子电池系统更适合替代汽油机”这一应用定位,他表示,国内外的研究表明,燃料电池系统是卡车和公路客车的长途运载工具的最佳选择。“从2009年到2018年,纯电动汽车的适合里程范围虽然扩大了,但燃料电池仍然定位在长途商用车领域,这给我们很多启示。”

对此,夏鸣九表示认同,“氢燃料电池发动机是未来车用动力转型的重要方向,特别是在重型商用车上,应用前景十分光明。”

随着行业布局初现规模,龙头企业效应愈发明显。“经过将近20年的努力,我国燃料电池的发展已经形成三支主要队伍,即新源动力、亿华通、弗尔赛,从冷启动功能、EMA的性能提升和电堆效率方面逐步跟上了世界步伐。”万钢坦言。

“燃料电池已经进入产业化高速发展阶段,未来3—5年,是燃料电池由技术研发转向产业竞争的关键窗口期。”夏鸣九建议,要始终坚持需求导向、问题导向、目标导向,以氢燃料电池工程化、产业化为牵引,布局从应用基础研究到工程化应用的全链条技术研发,补齐关键核心技术及产业链的短板。。

值得一提的是,在韩国政府大力扶持之下,作为全球首个实现氢燃料电池汽车量产的汽车制造商,韩国现代汽车海内外产业化布局正进一步加速。上月底,美国市场上第一辆现代Nexo实现了在加利福尼亚州的首次交付。按照规划,从2019年到2023年,现代汽车将为瑞士氢能源企业H2Energy提供1000辆氢燃料电池大型冷藏式货车以及普通货车。2025年前,现代汽车还将实现向法国出口5000辆乘用及商用氢燃料电池车的目标。

除了中国和韩国,日本和美国同样在加快氢燃料电池汽车的研发和布局。根据海外媒体1月18日的最新报道,日本国内两家主流车企本田和丰田刚在加拿大蒙特利尔达成联手推动氢燃料电池基础设施建设的合作意向。不过,此举是只为了在加拿大继续进行产品测试创造环境,并提高民众对氢动力汽车的认知,他们认为,大规模采用氢动力汽车还需要一段时间。作为氢燃料电池汽车目前专利申请最多的国家,日本计划到2021年之前建设160座加氢站、普及4万辆氢燃料电池汽车,2030年氢燃料汽车保有量达到80万辆。目前,丰田和本田已各有一款量产车投放市场。

美国则是接纳氢燃料电池汽车最多市场的国家,也是已经在商业化应用上有所积累的国家,据公开报道,全球50%的燃料电池汽车汽车最终销往了美国加利福尼亚州,目前最为普及的是燃料电池叉车以及燃料大巴。作为氢燃料电池汽车研发的先驱,自1966年开始投入研发的美国通用汽车从未放弃对该技术的推动,并在2017年与日本本田汽车达成合作,携手生产氢动力燃料电池车,目标是2020年开始量产。同时还携手美国陆军,在氢燃料电池动力卡车等领域频频发力。

发动机技术和加氢站建设瓶颈待破

2018年5月,国务院总理李克强考察了丰田汽车公司的氢燃料电池车Mirai之后,国内对氢燃料电池产业化的热情逐渐升温。而随之,氢燃料电池产业化的难题也似乎到了必须解决的时候。“当前最大的瓶颈是膜电机、空压机以及储氢罐的转化,我们要攻克基础材料核心技术和关键部件的难关。”万钢指出。对此,欧阳明高给予认同,“在燃料电池发动机层面,难点主要在膜电机和空压机。”

“从国际上看,燃料电池已经进入市场导入阶段,发动机的功率大幅度提升,用70MPa气瓶已经可以跑500公里以上,基本上满足车辆运营要求”。在衣宝廉看来,中国已经掌握燃料电池的核心技术,具备进行大规模示范运行的条件。但当前的问题是没有大批量的生产线,成本较高,受加氢站的制约。

“当前中国只有10座左右的加氢站正在运行,运行最频繁的城市是张家口、云浮和上海,预计明年将有100台加氢站投运。”衣宝廉认为,加氢站建设迟缓仍是阻碍氢燃料电池车推广的主要因素之一。

对此,万钢建议,发达国家已把加氢站作为“能源管理“的一项,创造了科学安全的氢加注建设和车载的氢罐技术标准、检测体系,有力地推动了燃料电池汽车的商业化。“我国应借鉴先进经验,总结试点成果,抓紧研究氢能加氢站和储罐技术标准,提升检测能力,尽快破除标准的检测障碍和市场准入壁垒。并在氢能加注、储运技术上建立健全相关标准法规。”

而在欧阳明高看来,除发动机层面,中国氢能技术仍然落后,需要全链条各环节突破。“必须发展新一代具备高能量、低成本的储氢系统,并在液化上进一步降低能耗。预计到2025年-2030年,新一代氢能技术将会出现。”

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