從研發(fā)催化劑到生產(chǎn)氫燃料電池，從拓展氫源到氫能重卡正式投用，從制造單個(gè)工業(yè)制氫裝備到建成風(fēng)、光、氫多能互補(bǔ)園區(qū)……近年來(lái)，我國(guó)各地積極展開氫能“制儲(chǔ)輸用”全鏈條布局，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)一步提速，尤其在氫燃料汽車領(lǐng)域表現(xiàn)亮眼。但受制于儲(chǔ)運(yùn)成本高、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、應(yīng)用場(chǎng)景少等多方面因素，實(shí)現(xiàn)氫能規(guī)模化商用仍然面臨挑戰(zhàn)。

氫燃料電池商用車領(lǐng)跑全球 核心技術(shù)持續(xù)突破

隨著中國(guó)新能源汽車的迅速發(fā)展，氫燃料電池汽車成為繼電動(dòng)汽車后，中國(guó)汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的又一路徑。國(guó)家發(fā)展改革委高技術(shù)產(chǎn)業(yè)司副司長(zhǎng)任中保在中國(guó)(西部)氫能大會(huì)論壇開幕大會(huì)表示，目前我國(guó)已有200千瓦以上燃料電池等國(guó)產(chǎn)技術(shù)裝備投向市場(chǎng)，燃料電池汽車推廣應(yīng)用達(dá)到1.5萬(wàn)輛，我國(guó)已經(jīng)成為全球最大燃料電池商用車市場(chǎng)。

日前在陜西省榆林市舉辦的中國(guó)(西部)氫能大會(huì)上，氫燃料電池商用車成為熱點(diǎn)產(chǎn)品之一。“這一臺(tái)是氫燃料牽引車，旁邊這臺(tái)是氫燃料自卸車，前者多用于煤炭運(yùn)輸，后者主要用于運(yùn)輸城建渣土等。”質(zhì)子汽車科技有限公司榆林項(xiàng)目組工作人員張強(qiáng)正對(duì)前來(lái)問(wèn)詢的客商耐心介紹。

作為氫能汽車的核心零部件，氫燃料電池也成為多個(gè)企業(yè)錨定的新賽道。在國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司展柜前，催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙依次陳列開，這三個(gè)正是組成氫燃料電池里膜電極的核心“三件套”。

“這三個(gè)是我們企業(yè)的‘拳頭產(chǎn)品’，也是我們深耕氫能領(lǐng)域多年的科技成果。”該企業(yè)電堆事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理?xiàng)钌偾湔f(shuō)。該企業(yè)去年生產(chǎn)氫燃料電池300臺(tái)，而今年有望突破1000臺(tái)。

中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高在中國(guó)(西部)氫能大會(huì)論壇上介紹：“中國(guó)氫能汽車銷車最多的地方在陜西。陜汽控股今年上半年賣了400多輛燃料電池的卡車，應(yīng)該說(shuō)在全國(guó)排名第一。汽車燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)也非常多，市場(chǎng)占有率也在增長(zhǎng)，去年億華通排在第一位，市占率超過(guò)20%。”

應(yīng)用場(chǎng)景豐富是氫燃料電池商用車搶跑成功的有利因素之一。“以陜西省榆林市為代表的陜北地區(qū)傳統(tǒng)能源富集，有大量貨車從事能源化工產(chǎn)品運(yùn)輸，是氫燃料電池重卡的理想應(yīng)用場(chǎng)景。”陜西氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)黃曄說(shuō)。今年4月，該企業(yè)首批20輛氫能重卡發(fā)車，可實(shí)現(xiàn)煤炭運(yùn)力每年100萬(wàn)噸。企業(yè)正積極配套建設(shè)加氫設(shè)施，保障汽車燃料供應(yīng)。

根據(jù)中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司近日發(fā)布的《全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》，目前我國(guó)已開展燃料電池示范城市群試點(diǎn)推廣，截至2022年底，全國(guó)燃料電池車保有量為12682輛，累計(jì)建成加氫站358座，其中在營(yíng)245座。

氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局提速 規(guī)模化商用仍具挑戰(zhàn)

2022年3月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035)》，提出到2035年，形成氫能產(chǎn)業(yè)體系，構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)的頂層設(shè)計(jì)。利好政策助力下，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。

任中保介紹，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成效顯著，國(guó)家在建和建成的風(fēng)光制氫項(xiàng)目有92個(gè)，產(chǎn)能超過(guò)70萬(wàn)噸，清潔低碳?xì)淠芄?yīng)能力持續(xù)提升，氫能全鏈條關(guān)鍵核心技術(shù)持續(xù)突破。

“我們正從氫能交通逐步發(fā)展到氫燃料、氫化工、氫發(fā)電、氫儲(chǔ)能等，這是一個(gè)好現(xiàn)象。”中國(guó)科學(xué)院院士、國(guó)際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高表示。

在榆林市科創(chuàng)新城一座“零碳分布式智慧能源中心”里，前來(lái)學(xué)習(xí)參觀的業(yè)內(nèi)人士絡(luò)繹不絕。該項(xiàng)目由西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)工程團(tuán)隊(duì)提供系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了氫賦能零碳智慧系統(tǒng)的實(shí)用化和規(guī)模化示范應(yīng)用。

“通過(guò)系統(tǒng)工程方法和智能調(diào)控，我們將風(fēng)、光、氫等多種能源進(jìn)行綜合利用，可再生能源綜合利用率達(dá)100%、多能源綜合使用效率超過(guò)90%。”該項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人中國(guó)科學(xué)院院士管曉宏說(shuō)，該項(xiàng)目綜合供能成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方式供能成本。經(jīng)測(cè)算，每年可減少二氧化碳排放8640噸以上，相當(dāng)于植樹48萬(wàn)棵。

盡管目前氫能領(lǐng)域已經(jīng)取得了不少技術(shù)突破，但受制于儲(chǔ)運(yùn)成本高、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、應(yīng)用場(chǎng)景少等多方面因素，氫能規(guī)模化商用仍具挑戰(zhàn)。

在制氫領(lǐng)域，根據(jù)《全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》預(yù)測(cè)，當(dāng)可再生能源電價(jià)降至每千瓦時(shí)0.16元時(shí)，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與藍(lán)氫的成本相當(dāng)，預(yù)計(jì)時(shí)間在2040年;當(dāng)可再生能源電價(jià)降至每千瓦時(shí)0.13元時(shí)，堿性電解水制氫和PEM電解水制氫成本與現(xiàn)階段的灰氫成本相當(dāng)，預(yù)計(jì)時(shí)間在2060年。

在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，同濟(jì)大學(xué)教授、浙江清華長(zhǎng)三角研究院氫燃料電池汽車技術(shù)研究中心主任、德燃(浙江)動(dòng)力科技有限公司董事長(zhǎng)章桐介紹，目前氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)百花齊放，存儲(chǔ)中有固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài);氫氣儲(chǔ)運(yùn)上，既是有機(jī)液體，也有固體儲(chǔ)氫、液氫管網(wǎng)。“技術(shù)手段是有的，只是怎么樣加大規(guī)模化應(yīng)用。”章桐說(shuō)。

“以70兆帕氫瓶為例，儲(chǔ)1公斤氫需要6000元到7000元。”受訪企業(yè)表示，“現(xiàn)在只能20兆帕的槽罐車上路，一輛車只能運(yùn)輸兩三百公斤的東西，有時(shí)候運(yùn)輸幾百公里，價(jià)格就要翻一倍。運(yùn)輸效率低且價(jià)格高。”

還有部分受訪企業(yè)表示，當(dāng)前對(duì)于加氫站建設(shè)缺乏相應(yīng)的建設(shè)及審批標(biāo)準(zhǔn)，加氫設(shè)施多為示范項(xiàng)目，只能落地在園區(qū)或企業(yè)內(nèi)，難以推廣商用。

氫能正成為全球搶跑新賽道

氫能被稱為“21世紀(jì)終極能源”，目前全球多個(gè)主要經(jīng)濟(jì)體都在加速氫能產(chǎn)業(yè)布局。

《全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，從氫能市場(chǎng)來(lái)看，2021年全球氫能產(chǎn)量已達(dá)到9400萬(wàn)噸，約占全球終端能源消費(fèi)總量的2.5%，市場(chǎng)規(guī)模約為1250億美元。從氫能項(xiàng)目的市場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)來(lái)看，在投項(xiàng)目主要集中在工業(yè)和運(yùn)輸領(lǐng)域;截至2022年，氫能產(chǎn)業(yè)鏈不同國(guó)家共宣布在投228個(gè)大型氫能項(xiàng)目，其中超過(guò)50%集中在工業(yè)和氫能運(yùn)輸方面。

目前，多個(gè)主要經(jīng)濟(jì)體都提出支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃和支持政策：美國(guó)《通貨膨脹法案》提出了對(duì)氫能10年給予3690億美元的財(cái)政補(bǔ)貼。歐盟EHB計(jì)劃提出了到2040年建設(shè)3.97萬(wàn)公里的氫氣網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)通21個(gè)主要?dú)W盟國(guó)家。日本提出計(jì)劃未來(lái)10年投入3700億日元扶持氫能產(chǎn)業(yè)，大幅提高氫能供給能力，降低單位終端使用成本。韓國(guó)則提出力爭(zhēng)2050年實(shí)現(xiàn)氫能對(duì)傳統(tǒng)化石能源的大幅替代。

任中保介紹，下一步將進(jìn)一步加大統(tǒng)籌協(xié)調(diào)力度，提升自主創(chuàng)新能力，強(qiáng)化政策制度保障，深化國(guó)際合作，推動(dòng)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。

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