当前,新能源汽车产业蓬勃发展,而氢能作为一种更加绿色、环保、健康和可再生的能源,具有巨大潜力。作为最理想的替代能源,氢能储量大污染小效率高。因此,面对能源安全、环境保护等压力,发展氢能已成为能源转型共识。
众多车企纷纷试水
使用氢燃料电池车拥有几乎零排放的优势,同时,氢燃料电池能抗住零下30摄氏度的极端低温环境。理想状态下,氢燃料电池车的尾气,排出来的是水,是最为环保的燃料之一。此外,加注时间短和续航里程长的特点也使得氢能被业界视为传统内燃机理想的替代解决方案。在此背景下,全球各大车企都纷纷试水氢燃料电池汽车,未来,新能源汽车或将步入崭新的氢燃料时代。
据外媒报道,由于英国政府计划2035年前停售所有的燃油车,因此捷豹路虎计划在2030年前正式推出氢燃料电池车型。此前,捷豹路虎被报道过计划开发氢燃料电池技术,该计划被称为宙斯计划。据悉,路虎推出的第一台氢燃料电池车型将是一款旗舰SUV,大概率会是全新一代揽胜极光,随后,揽胜、揽胜星脉等SUV也将陆续推出氢燃料车型。另外,捷豹也会推出氢燃料电池车型,如F-Pace等。
日前,宝马公司再次证实其氢燃料电池SUV——i Hydrogen NEXT将在2022年进行小规模生产,正式量产时间为2025年。该车的电堆系统由宝马集团研发,而单体氢燃料电池来自于丰田公司。据此前信息显示,该车的最大续航里程将达到500公里,单次加氢时间在3至4分钟,燃料加注时间和续航里程,与传统燃油汽车接近。
今年7月6日,现代汽车打造的全球首款量产氢燃料电池重型卡车——XCIENT Fuel Cell,首批10台车辆已启程运往瑞士。按计划,现代汽车将于今年9月起,向瑞士客户陆续交付50台XCIENT Fuel Cell氢燃料电池重卡。按计划,到2025年,现代集团将分阶段交付1600辆氢燃料电池卡车。
近日,美国新能源汽车公司Hyperion发布了旗下首款采用氢动力的汽车—Hyperion XP-1。据悉,这款车0-100km/h加速时间仅为2.2S,最高速度为356km/h。续航里程达到了1635km,并且重新加燃料仅需要3分钟。公司表示,未来会把更多航空领域的氢燃料以及使用技术应用到汽车方面上来。据外媒报道,通用汽车与本田汽车日前宣布,拟在北美地区组建汽车业务联盟,联合研发,节约成本。据介绍,近期双方的合作项目就包括氢燃料电池的研发和生产。
目前,随着技术的不断突破和产业的日益壮大,国产“氢汽车”发展也驶入了快车道。此前,在以“感·创未来”为主题的2020广汽科技日直播中,广汽首款氢燃料电池汽车Aion LX Fuel Cell一亮相即引发一波刷屏。这是一款基于广汽GEP 2.0平台开发的氢燃料电池汽车,搭载自主集成开发的氢燃料电池系统,预计今年内开始示范运行。
据上汽集团旗下子公司上汽大通官方介绍,其首款氢燃料电池MPV EUNIQ 7将于近期上市。日前,上汽大通MAXUS EUNIQ 7迎来了全球首次碰撞试验,其以氢瓶完好无损、系统无泄漏的碰撞结果印证了车身防护与氢瓶保护的硬实力,同时也意味着全球首款氢燃料电池MPV距离量产上市更近了一步。
今年6月,上汽MAXUS EUNIQ 7首辆车于无锡工厂正式下线,这款车定位为绿色环保燃料电池商务车,电机最高功率为150kW,可以实现-30℃冷启动,最高续航里程高达650km,并可在5分钟内就能完成加氢,这几乎与燃油车加油一样方便。在行驶过程中,EUNIQ 7所配备的高压储氢罐将氢输送入燃料电池,因此,上汽MAXUS EUNIQ 7所产生的排放只有清洁的水。
此外,大连市首台自主研发制造、具有完全知识产权的全新产品“海豚精灵”氢燃料电池城市客车日前在金普新区一汽客车（大连）有限公司正式下线。与纯电动公交车相比,氢燃料客车平均补充氢燃料时间为10分钟至15分钟,比纯电动充电时间缩短60%至70%。在首台氢燃料电池客车样车下线后,一汽客车（大连）有限公司将进入批产阶段,预计年底前将实现交付20台整车的目标。按照计划,今年年底前,氢燃料电池客车将在大连市部分公交线路示范运行。
各国加大扶持力度
此外,全球多国也在政策方面给予氢燃料更大的扶持力度,势必将进一步推动氢燃料电池汽车的发展。据韩联社报道,韩国总理丁世均表示,韩政府于6月成立了“绿色氢能海外事业团”,重点发掘建立氢燃料海外供应链具体项目。下一阶段,韩国将推动建设以可再生能源及绿色氢能为主要能源的绿色产业集群,建立全球绿色氢能供应网。政府还计划到2030年普及85万辆氢能汽车,并将氢充电站扩充至660个,扩大大型货车和中远程巴士的普及车型,并上调购买补贴。
与此同时,欧盟委员会日前发布了《欧盟氢能战略》和《欧盟能源系统整合策略》,希望借此为欧盟设置新的清洁能源投资议程,以达成在2050年实现气候中和的目标。为实施氢能源战略,欧盟委员会成立“欧洲清洁氢联盟”,由相关产业领导者、民间机构、国家及地区能源官员和欧洲投资银行共同发起,旨在为氢能源的大量生产提供投资,满足欧盟国家对清洁氢能的需求。
近年来,德国已经成为氢技术发展的先驱。目前,该国计划再投资90亿欧元,其中20亿欧元指定用于与国际伙伴的合作。作为联合开发低碳能源计划的一部分,俄罗斯和德国的公司提出了一项建立联合制氢工厂的计划。德国商会主席马蒂亚斯·舍普说,俄罗斯作为一个“拥有巨大水资源储备的原材料超级大国”,将是氢能合作的理想伙伴。目前,德国共有84个加氢站,计划到2020年底增加到100个。
法国政府上周发布两年投入总额1000亿欧元的经济刺激方案,希望在2022年底前,通过增加公共投资、政府补贴和削减税率等措施缓解新冠疫情对法国经济的冲击。政府将继续推动能源结构从化石燃料转向清洁能源,因此法国这份财政刺激计划中特意提到了刺激氢能产业的计划,未来两年里将给予20亿欧元的拨款。
今年3月,包括奥雅纳、英国石油等英国十家能源系统代表公司牵头成立氢能特别工作组。该组织的愿景是让包括政府、行业和公众在内的广泛利益相关者联合起来,以推动对氢的投资,将其作为一种重要的、变革性的脱碳解决方案,并在整个经济中得到应用。
此前,特别工作组发布了《氢在实现零排放方面的作用》报告。该报告概述了未来五年内业界和英国政府应采取的一系列建议,包括政府应制定跨部门的氢能战略；政府应在下一个财政计划中向氢生产、储存和分销项目投入10亿英镑；加大对制氢、工业用氢、发电氢、交通氢的经济支持；2025年前英国应建立100个加氢站,以支持氢能交通的发展。
近日,日本东芝能源系统与解决方案公司（东芝ESS）宣布,东芝ESS已成功向富山氢能促进委员会交付“H2One加氢站集成系统”。该系统于上个月在日本富山县富山市环境中心开始运行。东芝ESS制造的“H2One加氢站集成系统”使用可再生能源产生的电能产生氢气,并向燃料电池汽车提供氢气。该系统能够在三分钟之内为一辆电池乘用车加满氢气,每天生产的氢气量可供八辆氢燃料电池车使用。
与此同时,今年9月2日,我国交通运输部印发《交通运输部关于浙江省开展构筑现代综合立体交通网络等交通强国建设试点工作的意见》。任务要点指出,要优化供能业态配置,探索开展氢燃料电池汽车应用。
日前发布的《河南省推动制造业高质量发展实施方案》指出,巩固新能源客车优势,支持氢燃料电池客车研发和示范应用。《广州市促进汽车产业加快发展的意见》也已于近期审议通过,意见特别指出要实现氢燃料电池汽车初步商业化运营的目标。
制约瓶颈有待突破
必须承认的是,当前发展氢燃料电池汽车的确面临着一些困难。目前,全球氢能产能无法满足新项目的能源需求。能源经济与金融分析研究所（IEEFA）近日发布的一份报告称,去年至今,全球总计宣布了50个新建氢能项目,但资金短缺和政策支持不力可能使这些项目停滞不前。
根据该报告,上述50个氢能项目均为绿色制氢项目,总装机容量为50吉瓦,总投资成本约为750亿美元,其中大多数项目将在2025年左右开始商业运营,预计年产能可达400万吨。然而,业内预测,到2030年,全球对绿色氢能的需求每年将达到870万吨。这意味着如果不在绿色制氢产业投入更多资金与政策支持,未来全球将面临巨大的氢能供应缺口。
然而,快速扩大氢能规模面临压力,其中成本是氢能扩张的决定性障碍。绿氢价格昂贵,据国际能源署估算,目前约为3.5欧元至5欧元/公斤,在未来一段时间内都没有市场竞争力。氢燃料电池汽车的潜在需求很多,例如在冷库、港口、工业园区等场景的应用,但目前氢燃料电池汽车还处在示范应用阶段,没有大规模推广,市场吸引力不够,对包括加氢站在内的配套基础设施建设和产业链发展的带动作用不足,无法大规模生产,也导致成本较高。
此外,氢燃料电池技术也面临着研发投入和使用成本高的难题,推广普及并不容易。针对新能源车发展中的难点问题,急需加快科技创新,加快氢能源燃料电池汽车的研发,创新和提升新能源车品质和服务。同时,鼓励有产业基础的重点地区建设氢能燃料电池产业园区,加快产业集群建设和商业化示范运营,带动全产业链的成熟和完善。
随着全球对清洁能源的日益重视,氢燃料电池车作为汽车环保的终极解决方案之一,必然是汽车工业的发展方向。目前,氢能的应用已经积累了科学家们的大量研究,开始逐渐走向市场,但其产业化之日是否能够早日到来,还取决于氢燃料技术的成熟度以及成本是否能够大幅下降。