由于能源需求的日益增長、化石燃料的消耗與二氧化碳排放總量快速上升，掀起一場“清潔、低碳、安全、高效”的能源變革已是大勢所趨。
作為一種潔凈的二次能源載體，氫能夠方便地轉換成電和熱，轉化效率較高，有多種來源途徑。咨詢機構威爾森發(fā)布的報告指出，氫是連接可再生能源與傳統(tǒng)化石能源的橋梁，可以為實現“氫經濟”與現在或“后化石能源時代”能源系統(tǒng)起到橋接作用。
毋庸置疑，氫能將是未來能源變革的重要組成部分。當前，全球氫能發(fā)展勢頭十分強勁，占全球GDP約52%的27個國家中，已有16個國家制定了全面的氫能戰(zhàn)略，還有11個國家正在制定國家級氫能戰(zhàn)略。
作為國家科技應用的排頭兵和經濟發(fā)展的晴雨表，汽車產業(yè)自然是氫能源與燃料電池最廣闊的試驗場。尤其隨著中國“力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”目標的提出，“如何解碼氫能源與燃料電池”成為中國汽車產業(yè)關注的焦點問題。
在近日舉行的第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會(FCVC)上，飆升的展覽面積和參展商數量無一不印證了這一趨勢。更重要的是，通過發(fā)布最新技術、眾多落地成果的體驗，氫能源與燃料電池再次成為眾多業(yè)內外人士關注的焦點。
汽車業(yè)悄然“氫”風起
“實現碳達峰、碳中和是一項系統(tǒng)工程，需要多管齊下、綜合施策。從交通、發(fā)電、工業(yè)等多個領域同時進行綠色低碳轉型發(fā)展。在這一過程中，氫能源和燃料電池也必須貢獻自己的力量。”在第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會上，中國汽車工程學會名譽理事長付于武直言，雖然氫能源和燃料電池是新興產業(yè)，但也是各國都在搶占的競爭制高點，更是促進我國汽車產業(yè)轉型升級、建設汽車強國的重要“抓手”之一。
中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長張進華持同樣的看法。張進華表示，中國氫能產業(yè)發(fā)展晚于歐美日韓，但目前發(fā)展速度迅猛，在產業(yè)鏈布局方面已逐漸趕超西方國家。
作為清潔脫碳的二次能源，國家和地方對氫能產業(yè)發(fā)展高度重視。能源法將氫能納入能源范疇，國務院頒布的《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃 (2021-2035年)》對氫能產業(yè)發(fā)展提出了明確要求。
“與此同時，各地陸續(xù)發(fā)布的‘十四五’規(guī)劃更是將氫能發(fā)展置于重要位置，全國‘氫’風已起。”張進華分析說，在這種利好的背景下，汽車業(yè)要抓住發(fā)展契機，進一步提升核心零部件、關鍵材料和燃料電池系統(tǒng)的性能和技術水平，降低成本。
事實上，中國汽車工程學會早在去年就編制并發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》。據預測，到2035年，中國燃料電池汽車保有量將達到100萬輛左右，商用車將實現氫動力轉型，并建成加氫站5000座左右。
要實現這些目標，燃料電池核心材料、燃料電池電堆系統(tǒng)、整車、氫氣制取及加氫站等關鍵技術創(chuàng)新顯然不可或缺。
同濟大學汽車學院教授余卓平認為，“實現碳中和”已形成全球共識，很多國家都制定了明確的時間節(jié)點。氫能在交通領域的發(fā)展正在穩(wěn)步推進。尤其在重型卡車領域，燃料電池汽車將為成為一個重要的技術路線。
“當前各項技術也都在積極研發(fā)中，我國的自主創(chuàng)新能力不斷提高，國家也開展了許多創(chuàng)新項目來推動產業(yè)的發(fā)展，燃料電池汽車產業(yè)前途一片光明。”余卓平自信地說道。
國際氫能經濟和燃料電池伙伴計劃執(zhí)行主任Tim KARLSSON表示，未來氫能及燃料電池汽車產業(yè)的發(fā)展要重點部署。
“發(fā)展氫能及燃料電池，一方面需要持續(xù)創(chuàng)新研究，對燃料電池汽車進行大規(guī)模的部署和應用;另一方面則需要政策保持足夠的穩(wěn)定性，通過戰(zhàn)略、路線圖的發(fā)布，以及投資來促進基礎設施的建設、燃料電池汽車技術的研發(fā)，發(fā)掘氫能燃料電池更多的業(yè)務模式。”Tim karlsson總結說。
自主品牌迎來發(fā)展新風口
如果將第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會比作一場“頭腦風暴和思維橋梁”的話，那么在會場外圍的實車展示區(qū)，則拉近了氫能與燃料電池產品與普通消費者之間的距離。
“這輛車起步很快，整體質量也不沉，非常適合日常通勤使用。”在永安行氫燃料電池展區(qū)，一輛藍色的燃料電池共享單車引起了不少人的圍觀。
“以往的電動自行車雖然也比較方便，但有充電自燃的風險，而且電瓶等關鍵零部件容易被盜。這輛燃料電池車就不會有這樣的問題。”試著騎行了一圈后，參觀者孫家儒對燃料電池共享單車很滿意。
據工作人員透露，該燃料電池車儲氫罐位于車頭與鏈條連接的斜杠處，而車座下面是儲能與電動機。永安行計劃初步生產1000輛，在今年10月推出市場。
與10年前電動汽車類似的是，氫能和燃料電池的崛起為各大出行廠家，尤其是自主品牌廠商提供了全新的發(fā)展機遇，共享汽車只是其中的一個縮影。
在展館外側的乘用車試乘試駕區(qū)，很多人在排隊體驗紅旗H5-FCEV(氫燃料電池)車型。
據一汽紅旗工作人員介紹，H5-FCEV的重點在于其動力系統(tǒng)的改變，其燃料電池系統(tǒng)由一汽自主研發(fā)，多項核心技術指標均處于行業(yè)領先水準。
數據顯示，H5-FCEV的百公里加速時間小于10秒，最高車速可達160km/h，NEDC的續(xù)駛里程約為520公里，截至目前，該車此前已經完成試運行。
與紅旗H5-FCEV同時亮相的還有長安汽車的全新燃料電池車——長安CS75 FCV。長安CS75 FCV采用的是氫燃料供能，儲氫罐能存儲4kg氫氣，百公里消耗氫氣0.8kg，NEDC續(xù)航里程可達600公里。
作為氫能汽車的堅實擁躉，同行的加入讓長城汽車更加堅信這一路線。有消息稱，長城汽車旗下高端電動品牌“沙龍智行”或將總部由上海搬至北京亦莊經濟技術開發(fā)區(qū)，同時原有的高端智能純電動車品牌定位可能也會調整，轉型為“氫能源+增程式”為主的技術路線。
今年3月，長城汽車董事長魏建軍曾表示，沙龍智行將切入30萬元以上市場，品牌定位要比肩甚至超越WEY品牌?？梢源_定的是，長城汽車基于氫檸技術打造的全球首款C級氫燃料電池SUV將于今年年內推出，續(xù)航里程可達840公里。
事實上，以中國一汽、長城汽車為代表的自主品牌車企一直在對氫燃料電池汽車關鍵技術進行布局。
2018年6月，上汽集團旗下捷氫科技正式成立。捷氫科技目前已掌握燃料電池電堆、系統(tǒng)等核心關鍵技術，具備完整的自主知識產權，累計參與15項燃料電池國標制定，發(fā)布7項燃料電池汽車企業(yè)標準、350項燃料電池相關領域專利。配裝捷氫科技燃料電池的榮威950燃料電池轎車也成為國內唯一一款實現公告、銷售和上牌的燃料電池乘用車。
按照《中國氫能產業(yè)基礎設施藍皮書》的規(guī)劃，到2030年，氫能產業(yè)將成為我國新的經濟增長點和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分，產業(yè)產值將突破1萬億元;國內將建成加氫站1000座，氫燃料電池汽車達到100萬輛。
但記者查閱公開數據發(fā)現，2020年中國氫能源汽車產銷量不超過2000輛，全球氫能源車保有量也僅有3.2萬輛。開發(fā)這一巨大的市場顯然絕非一日之功。對此，國鴻氫能副總經理劉志祥直言：“燃料電池企業(yè)和整車制造企業(yè)需要重視當下、規(guī)劃未來。”
“政府應看得近一點，企業(yè)應看得遠一點，資本則要看得寬一點，技術應看得嚴一點。”劉志祥如是說。
全產業(yè)鏈還需共同“添磚加瓦”
“氫能源與燃料電池的發(fā)展剛剛起步，從它的身上，我看到了10年前電動汽車產業(yè)發(fā)展的影子。”談及氫能源與燃料電池的發(fā)展時，清華大學車輛與運載學院教授趙福全感慨說，“隨著‘雙碳’戰(zhàn)略目標的提出，氫能源的開發(fā)、利用將進入實質性發(fā)展階段。”
中國汽車工程學會副秘書長王菊也贊同這一觀點。她認為，電動汽車從最開始的“不被接受”到如今“遍地開花”，離不開政策、產業(yè)、企業(yè)等多方面的支持，而電動汽車10多年來的成功也為氫能源與燃料電池的發(fā)展提供了模板，增強了信心。
“‘雙碳’戰(zhàn)略目標的提出，將徹底釋放氫能的發(fā)展熱情。”王菊告訴記者，“作為處于發(fā)展初期的能源形式，氫能的開發(fā)利用更依賴基礎設施建設和法規(guī)制度引導，而這都需要國家層面統(tǒng)一決策。”
顯然，在這種情況下，全產業(yè)鏈應該共同“添磚加瓦”，共同推進氫能源與燃料電池發(fā)展的腳步。
在第六屆國際氫能與燃料電池汽車大會舉辦期間，上海與蘇州、南通、嘉興、淄博、鄂爾多斯等地聯手，共同啟動了燃料電池汽車城市群合作，以打造產業(yè)規(guī)模最大、生態(tài)環(huán)境最優(yōu)、整體競爭力最強的燃料電池汽車產業(yè)集群。
王菊表示，在氫燃料電池領域，每個城市的產業(yè)鏈都不夠齊全，資源稟賦亦不同，希望通過城市群的示范項目整合，實現城市優(yōu)勢互補，攜手加快核心關鍵零部件技術全面突破，打通車用氫氣供應瓶頸，引領整車示范推廣規(guī)模化。
盡管氫能源與燃料電池發(fā)展的前景光明，但中國燃料電池汽車產業(yè)仍面臨核心技術和關鍵零部件缺失、企業(yè)創(chuàng)新能力不強、加氫設施建設難等突出問題。
“例如碳紙、空壓機、氫氣循環(huán)泵、儲氫系統(tǒng)瓶口閥等關鍵制氫的材料和部件，中國目前總體上都還依賴進口。”同濟大學新能源汽車工程中心副主任、燃料電池復合電源研究所所長張存滿提醒說，在儲運過程中極易發(fā)生泄漏，安全性和經濟性是氫氣的儲存和運輸中不可忽視的問題。
“相關企業(yè)要加快輕質、耐壓、高儲氫密度、高安全性的新型儲罐的研發(fā)工作，完善化學儲氫技術中相關儲氫機理，提高各類儲氫技術的效率。” 張存滿建議說，中國汽車產業(yè)一定要協同起來，進行產、學、研的跨界融合和相關企業(yè)之間的合作，繼續(xù)穩(wěn)步推進氫能與燃料電池產業(yè)發(fā)展和升級。
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