
目前,世界各國都啟動了加氫站建設。根據神華北京低碳清潔能源研究所所長衛昶在會上公開的數據,到2020年美國東北各州將建設100座加氫站,加利福尼亞州截至2015年建成68座加氫站;英國計劃建設67座加氫站;德國截至2015年建成加氫站50座;日本加氫站建成100座,各國都在出臺相應加氫站建設計劃,2015~2020年間,全球有望建成數百座加氫站。此外,日本、美國和歐洲等已經制定了燃料電池汽車推廣及加氫站基礎設施建設的發展戰略。
■產業起步需突破兩大瓶頸
與已有規劃和路線圖的其他國家不同,中國僅有的幾輛氫燃料電池汽車服務于賽事或示范運行,國內市場上難覓氫燃料電池汽車蹤影。筆者在采訪業內人士時發現,氫燃料電池汽車產業想要起步,必須突破兩大瓶頸。
一方面,新產品初始發展時期一般都要經歷認識、接受、使用三階段。汽車作為直接涉及人身安全的產品,三階段的表現自然更加明顯,人們對氫燃料電池汽車認識不足,一定程度上拖慢國內相關產業發展。
業內專家直言,不僅國內民眾對氫燃料電池汽車認知較少,政府層面人員也是談“氫”色變。事實上,氫燃料電池汽車在安全性方面優于汽油車。中國工程院院士衣寶廉舉出一組數據闡釋這一觀點:“在開放空間氫氣的擴散系數是汽油的12倍;危險程度方面,汽油爆炸能量是相同體積氫氣的22倍,發生爆炸時,氫氣密度遠低于空氣,會迅速上升擴散,爆炸發生在氣源上方,汽油爆炸時發生在燃料泄漏處,危險程度遠大于氫氣。”因此,對民眾的知識普及是推廣燃料電池汽車必須重視的環節。
另一方面是國內車企受政策影響較大。《中國制造2025》對燃料電池汽車給出的定位是,“到2020年,生產1000輛燃料電池汽車并進行示范運行;到2025年,制氫、加氫等配套基礎設施基本完善,燃料電池汽車實現區域小規模運行。”
從政策定位上也可以看出,短期內政府并未打算對燃料電池汽車進行大規模推廣應用,這與電動汽車相比整體推進力度較小。在政策引導下,國內企業對研發燃料電池汽車的積極性不高,研發投入相對較小,產業鏈完善進度相對緩慢。業內很多專家都在呼吁,希望政府能夠對燃料電池汽車產業給予多一些關注和政策扶持,推動燃料電池汽車進入商業化應用階段。
■國內稀缺加氫站
與國外大規模建站不同,目前中國現有加氫站數量稀少,且沒有長期規劃。據介紹,國內加氫站僅有4個,分別位于北京、上海、鄭州、深圳。
北京加氫站自2006年11月啟用至2010年8月,累計加注燃料2023次,共加注氫氣19100公斤。“距北京加氫站1公里,曾還有一個加氫站。”同濟大學教授、上海氫能利用工程技術研究中心副主任張存滿介紹說,“這個加氫站為民營,采用電解水方式制氫,由于其他原因于2011年被拆除。”
上海安亭加氫站還在運營,該站始建于2007年11月,主要采用外供氫氣,加注壓力為35MPa,存儲壓力為43.8MPa,存儲容量為800公斤。截至2015年6月,安亭加氫站累計加注6013次,加注總量為10216公斤。
上海為服務世博會曾特意建設了一個世博加氫站,張存滿介紹說,世博加氫站是當時世界上規模最大的加氫站之一,氫氣供給方式為外供氫,主要用托車運輸。該加氫站的加注壓力為35MPa和43MPa,儲存壓力43~45MPa,最大存儲容量達1000公斤。“該站曾服務170余輛汽車”張存滿有些遺憾地表示,“由于規劃原因,世博加氫站已于2011年被拆除。”
為服務大型國際展會或賽事建造加氫站的城市還有深圳。2011年8月,深圳為迎接第26屆大學生運動會也建設了一個簡易加氫站,作為示范運行使用。該站運營期間共加注537次,加氫總量為460公斤。該站曾停運兩年后,于2014年恢復運營至今。建設廣州加氫站是為供給亞運會觀光車的氫能。共加注1700次、總量為5900公斤的氫氣,目前該設施也已被拆除。
張存滿認為目前國內加氫氣站稀缺的主要原因是裝備大多依靠進口,這直接導致建站成本居高不下,因此,加氫站設備的自主研發必不可少。張存滿介紹說,目前國家科技部正在支持建設一個70MPa的加氫站。“該加氫站選址在大連,準備工作已經全部完成,春節過后會正式開工建設。”他進一步表示,“這是國內第一個完全采用自主研發裝備的加氫站,該加氫站會接入風電和光伏發電并結合電解水提供氫源,建成制氫加氫站,存儲容量為200公斤,加注時間為3~5分鐘。”
■高成本運營掣肘產業發展
眾所周知,加氫站的運營成本居高不下是阻礙大規模發展的主要原因。主要包括建設高成本、運營維護成本高、成本回收期較長三部分。
但在張存滿看來,中國建加氫站具有一定成本優勢。他列出一組數據對比日本、美國、歐洲及中國的建造成本。根據他的數據,日本建設一個儲存量為150公斤的加氫站大約需要300萬歐元;美國則需要250~300萬美金; 歐盟國家為100~150萬歐元;中國建設一個200公斤以上存儲量的加氫站,成本僅為600~800萬人民幣(不包括土地成本)。
張存滿表示,由于加氫站設備的運行維護成本很高,即使按照凈現值分析法,目前一個200公斤存儲量的加氫站,氫氣成本達到70元/kg,經濟性非常差。“即使達到國際上平均水平55元/kg,按照國內目前氫氣加注量和氫燃料電池汽車的保有量,十年內也很難盈利。”他說。
此外,加氫站成本回收周期較長,加氫站的基礎設施需要依靠車輛充電、加氫規模效應平衡收支來盈利。據公開數據顯示,2015年,國內氫燃料電池乘用車僅10輛、公交、大巴為3輛。到2020年,國內氫燃料電池乘用車有望達到3000輛,公交車大約為8000輛,保有量依舊遠遠低于日本、美國、歐盟等地區。
■現階段產業鏈需完善
國內燃料電池車保有量不足以直接掣肘加氫站數量,加氫站建設缺乏有效推動。從另一個層面來看,車輛稀少也直接體現出產業鏈發展不充分。新源動力股份有限公司總經理明平文介紹說,國內燃料電池汽車技術主要科研機構只有新源動力、中科院大連化學物理研究所、武漢理工大學、上海交大、東岳等幾家單位。
在燃料電池系統、動力系統和整車應用層面,上汽集團走在前列;在應用層面,僅一汽、東風、奇瑞、長安、宇通等企業生產相關車輛,產業鏈發展略顯薄弱。
中國工程院院士衣寶廉對未來國內氫燃料電池汽車產業發展提出了幾條建議。第一,要加大氫燃料電池關鍵材料,例如膜、炭紙、催化劑、MEA、雙極板等批量生產線的資助力度與研發投入,實現關鍵材料國產化;第二,重點要提高電堆可靠性與耐久性;第三,促進燃料電池過程研究結果與發動機生產單位融合,把抑制衰減措施落到實處,進一步深入研究陽極水管理過程、低溫啟動、系統模塊化,提高燃料電池系統的可靠性與壽命;第四,發展燃料電池發動機快速評價方法,推進加氫站建設和燃料電池汽車的示范運行,以示范帶動技術鏈與產業鏈的發展;第五,全力攻克70MPa氫瓶、空壓機、加氫站建設的難題。最后,衣寶廉表示,超低鉑、非鉑催化劑的電極開發與實用也是一項艱巨而長期的任務。

電池網微信












