基礎設施 建設步伐提速
既然氫能源車有如此多優點,該如何進一步促進其推廣落地?採訪中,多位業內人士表示,加強氫能儲運能力以及完善加氫站等基礎設施建設,是氫燃料電池汽車推廣普及的關鍵所在。
在氫氣制備方面,中國已具有一定優勢。《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》指出,中國是世界上最大的制氫國,年制氫產量約3300萬噸,其中,達到工業氫氣質量標準的約1200萬噸。可再生能源裝機量全球第一,在清潔低碳的氫能供給上具有巨大潛力。
不過,當前利用可再生能源如太陽能、風能等制備出的綠氫,主要來自西部地區;但對氫能需求旺盛的則是東部地區。要解決供需錯配問題,必須加強對氫氣的運輸能力。
在氫氣儲運方面,中國現階段主要以高壓氣態長管拖車運輸為主,管道運輸仍為短板弱項。這導致長距離氫氣運輸一直成本較高、效率較低,也是造成終端用氫成本高的主要原因之一,制約了產業鏈發展。
好在,這一問題將逐步得到解決。前不久,“西氫東送”輸氫管道示範工程被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》,中國首個純氫長輸管道項目啟動。
該管道起於內蒙古自治區烏蘭察布市,終點位於北京市的燕山石化,全長400多公里,是中國首條跨省區、大規模、長距離的純氫輸送管道。管道建成後,將用於替代京津冀地區現有的化石能源制氫及交通用氫。
據中國石化董事長馬永生介紹,“西氫東送”管道一期運力10萬噸/年,預留50萬噸/年的遠期提升潛力。同時,將在沿線多地預留端口,便於接入潛在氫源。未來,中國石化可依托“西氫東送”管道建設支線及加氫母站,助力京津冀氫能走廊的高效構建。
目前,“西氫東送”輸氫管道示範工程已經在路由選址、技術研究、工程建設方案等方面取得積極進展,基本完成可行性研究報告的編制,正加快推進項目各項工作。
完善加氫站的布局,也是發展氫能源車產業不可或缺的前提條件。
去年9月,在國家發展改革委關於基礎設施建設的發布會上,國家能源局相關負責人介紹,中國已累計建成加氫站超過270座,約占全球總數的40%,位居世界第一。
如位於北京市大興國際氫能示範區的海珀爾加氫站,建成於2021年,占地面積達6000多平方米,是全球規模最大的加氫站。這裡共16把加氫槍,日加氫量可達4.8噸。據海珀爾加氫站相關負責人介紹,該加氫站在高峰時一天可服務500多台車輛。
同樣位於北京市大興區的青雲店加油站,則在2022年增設了加氫設備設施,改建為油氫一體站。據介紹,今年大興區規劃再新建2座油氫一體站,同步加快推進2座純氫站建設。計劃到2025年底前,建成不少於10座加氫站,全面保障燃料電池汽車加氫需求。
國家發展改革委相關負責人指出,目前國內的加氫站主要以35MPa氣態加氫站為主,70MPa高壓氣態加氫站占比小,液氫加氫站、制氫加氫一體站建設和運營經驗不足。此外,國內現有加氫站的日加注能力主要分布於500—1000公斤的區間,大於1000公斤的規模化加氫站仍待進一步建設布局。未來,加氫網絡將以需求導向為原則,在保障安全的前提下,節約集約利用土地資源,支持依法依規利用現有加油加氣站的場地設施改擴建加油站,探索站內制氫、儲氫和加氫站一體化的加氫站等新模式。
根據《北京市氫燃料電池汽車車用加氫站發展規劃(2021—2025年)》,北京市將在2023年前,力爭推廣氫燃料電池汽車3000輛;2025年前,力爭實現氫燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛。與此同時,將在2023年前,力爭建成並投運37座加氫站,加氫總能力達到74噸/日,滿足47噸/日車用氫能需求。2025年前,力爭建成並投運加氫站74座,加氫總能力達到148噸/日,滿足126噸/日車用氫能需求。
近年來,上海市也已陸續建成10餘座加氫站。《上海市氫能產業發展中長期規劃(2022-2035年)》提出,到2025年,建設各類加氫站70座左右,燃料電池汽車保有量突破1萬輛,氫能產業鏈產業規模突破1000億元,在交通領域帶動二氧化碳減排5萬—10萬噸/年。
企業創新 瞄准市場發力
隨著基礎設施建設不斷完善,越來越多創新型企業瞄准了氫燃料電池汽車相關市場。
入駐在大興國際氫能示範區的北京穩力科技有限公司,致力於燃料電池系統及其零部件的研發和生產。
“在燃料電池系統很多相關零部件產品的研發上,目前不少國產產品已達到國際領先水平。”北京穩力科技有限公司副總經理左琳琳告訴記者,該公司通過對氣浮軸承技術的研發,開發出的新型燃料電池用空壓機,實現了每分鐘12萬轉的超高轉速。這使得燃料電池系統的體積大幅減小,更適合車載使用。
“燃料電池系統零部件產品的研發,涉及電磁學、流體力學、材料學等多學科知識,產品研發過程比較複雜,技術創新含量也比較高。所以我們花了很多時間去不斷測試、驗證。”據左琳琳介紹,燃料電池用空壓機從開始設計,到成功做出工程樣機,花費了4年時間。然後又經過1年多打磨,才正式成為可量產的產品上市。
目前,北京穩力科技有限公司研發的多款燃料電池系統,功率覆蓋範圍為5kW~150kW,既可以適用於長續航、高功率的重型卡車,也可以用於低功率的叉車、環衛車等場地車輛。左琳琳表示:“相信在不久的將來,氫能源車在乘用車和商用車領域,都會有更好的表現,占據一定比例的市場份額。”
電堆是氫燃料電池系統的關鍵部件,在燃料電池系統中所占成本超過一半,而膜電極又是電堆中的核心部件,產業重要度堪比鋰電池的電芯。
近年來,上海捷氫科技股份有限公司在膜電極的自主研發與製造中,取得多項突破,實現了膜電極的國產化、產業化。該公司新一代膜電極產品同比峰值功率密度提升30%,鉑用量下降23%,壽命提升50%,達到國際先進水平。同時,實現了膜電極成本的大幅下降。
“要促進氫燃料電池推廣普及,降本是至關重要的一環。”在捷氫科技總經理盧兵兵看來,要實現降低成本,打破關鍵部件技術壟斷、實現全產業鏈自主可控不可或缺。
“縱觀氫能和燃料電池產業,國內企業已經在大部分技術和產品上頗具競爭力,但同時我們也需要認識到,包括質子交換膜、碳紙、催化劑等在內的部分核心材料,與國外產品相比仍存在技術差距,這也要求我們必須未雨綢繆,更加注重基礎研發。”盧兵兵表示,希望未來在氫燃料電池領域,可以實現從核心材料、零部件,到生產工藝、裝備等在內的全面國產化,避免“卡脖子”,推動中國氫能和燃料電池產業走在國際前列。
中國氫能源車產業及市場的長遠發展潛力,還吸引了不少外資企業。
在廣東省廣州市,韓國現代汽車集團“HTWO廣州”項目正在建設中,並將於今年竣工投產。這是現代汽車集團首個海外氫燃料電池系統研發、生產、銷售基地。
在北京經濟技術開發區,豐田燃料電池研發與生產項目也已正式落地,即將在2023年年底建成、2024年投產。這是北京市氫能領域引入的最大外資項目,未來將導入豐田技術、合力研發國產化的燃料電池,實現燃料電池系統大規模量產。該項目落地後,將進一步加快氫燃料電池技術的商業化普及,同時帶動上下游產業鏈加速集聚。北京經濟技術開發區相關負責人表示:“隨著豐田燃料電池項目落地,下一步將在燃料電池關鍵零部件方面吸引一批高精尖企業落地,增強上下游協同,不斷完善氫能產業鏈。”
有了政策的支持、技術的創新,再加上市場的期待,國內氫能源車產業必將進入提速發展的新階段。(記者 李貞) |