氢燃料电池车来“敲门”

        氢燃料电池车的风口,来得比人们预料中更快更猛。 

        中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会的数据显示,今年1-7月,中国氢燃料电池装机量同比猛增6倍。地方政府纷纷出台相关政策,对氢能源汽车产业发展加大扶持力度。

        就在不久前的10月11日,丰田(TM.US)发布了第二代氢燃料电池车Mirai车型,新车续航里程较第一代车型增加了30%至644公里。今年7月,丰田宣布第一代Mirai车型自上市以来累计全球销量超9000辆,并计划到明年,氢燃料电池车的全球产量增至3万辆,到2025年产能达到20万辆。一向谨慎的丰田,明显加快了在中国氢燃料电池车市场布局的速度。

        再往前推一个月,10辆氢燃料电池出租车在韩国首尔投入试运营,引起公众热议。这些车辆可以实现5-6分钟完成一次充氢,最高行驶里程达600公里。首尔市政府还表示,今年晚些时候将考虑上线氢动力公交车。

        作为目前已知的最清洁的能源之一,氢能正在全世界范围内受到越来越多的关注。利用氢能发电的氢燃料电池车,也已经在中国市场逐渐落地。

        10月11日,工信部公示的“2017年度新能源汽车推广应用补助资金清算审核情况”中,燃料电池车型首次现身。东风汽车的燃料电池厢式运输车和上汽商用车的一款燃料电池客车,分别获得50万元的单车补贴。工信部起草的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》征求意见稿则提出,力争经过15年持续努力,纯电动车成为主流,燃料电池商用车实现规模化应用。

        毕马威近期预测,氢燃料电池产业将成为下一个风口。

        相关报告指出,2020年氢燃料电池汽车产量将出现爆发性增长;2025年燃料电池技术有望实现突破,成本将大幅下降;到2030年,中国氢燃料电池汽车产销量将达数十万辆。

        01、氢燃料电池车的风口来了

        迄今启动运营一年零四个月的长城汽车(02333)氢能检测中心,坐落在距离北京市中心160公里的河北保定,占地3.3万平方米,投资约5.7亿元。它也是国内首座大型氢能、燃料电池汽车关键组件综合型研发检测中心。

        这里划分为综合试验区、供氢及液态储氢加氢区和能源供给区3个区,有12个标准试验室,120项储氢安全、燃料电池检测能力。每天早上8点半,有105名工程师和技术员来这里进行技术研发和产品检测。

        近日,同济大学的金属板燃料电池电堆在长城汽车氢能检测中心完成测试。按照长城汽车董事长魏建军的规划,未来,这座氢能中心还将搭建可再生能源制氢设备。

        作为汽车核心系统的氢燃料电池,早在20世纪60-70年代便已开始在航空和军工领域应用。后来,因技术不成熟等原因,氢燃料电池的规模化应用之路暂时中断。

        与纯电动汽车相比,氢燃料电池车具有加氢时间短、续航里程长的优点。有统计显示,城市物流车在加氢站加6-7公斤氢平均耗时5分钟。丰田最新推出的全新一代Mirai续航里程可达644公里。

        “预计到2050年,氢能在中国的能源体系中占比将达10%左右,氢气需求量近6000万吨,年经济产值超10万亿元。”今年6月发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》认为,未来,氢能将在交通运输、工业等领域实现普及应用。

        与日本等国家相比,中国的氢能燃料电池汽车的产业化推进相对滞后,但是近来呈现出“快速赶超”的态势。 

        在丰田第一代Mirai投放市场两年之后,上汽荣威推出了第一款搭载氢燃料电池动力系统的车型——全新一代荣威950车型。去年5月,奇瑞汽车推出艾瑞泽5氢燃料电池版实车。上汽大通和东风风神已分别推出了氢燃料电池乘用车,北汽集团则正在研发中。

        长城汽车2018年表示,计划于2025年推出具备成本竞争力的大功率氢燃料电池乘用车。今年8月,广汽集团(02238)与亿华通合作的氢燃料电池SUV车型亮相,车辆搭载最新一代自主氢燃料电池发动机。

        工信部9月公示的第324批《道路机动车辆生产企业及产品公告》显示,111家新能源汽车企业申报的299款车型中,燃料电池有20款。据不完全统计,目前中国已有超40家车企开始研发燃料电池汽车。 氢燃料电池车的风口来了。但在潜力巨大的中国新能源汽车市场,抢夺蛋糕的不止是本土企业,还有拥有更强技术实力和成本控制能力的跨国车企。

        02、跨国巨头争相布局氢能源

         作为全球率先布局氢能源产业链的车企之一,丰田汽车迄今有20多年的氢燃料电池研发经验。

        这家氢燃料电池车行业的“领头羊”公司,在2015年放开了5680项燃料电池研究专利,而后陆续与亿华通、北汽、广汽、一汽金龙等公司在相关领域展开合作。近日,丰田与广汽集团签署电动化及智能领域战略合作框架协议,将致力于推出纯电动车、氢燃料电池车等车型。

        目前,丰田氢燃料电池车矩阵已经初步形成,旗下第一代Mirai 、FCEV叉车、FCEV大巴、FCEV卡车等车型已经在工业和商业等领域投入使用。按照丰田计划,2020年,其氢燃料电池车年产量将从去年的3000辆增加至30000辆,实现10倍的产量提升。

        除了丰田,现代、本田(HMC.US)、奔驰等汽车制造商也陆续推出了氢燃料电池车型。 其中,现代汽车是世界首家实现燃料电池汽车商业化的汽车制造商。在长达13年的氢燃料电池车研发之后,现代汽车集团于2013年启动ix35车型量产。现代集团相关负责人近日表示,现代基于ix35打造的第二代量产车型Nexo国内订单超5500辆。

        到2025年,现代汽车集团将向市场投放两款氢燃料电池车,2030年前其燃料电池系统年产能将提升至70万套,FCEV年产量增加至50万辆。 出于节省成本、降低风险等因素的考虑,车企也在通过联盟合作的方式布局氢燃料电池车。

        2013年,宝马集团与丰田合作,共同研发氢燃料电池驱动系统。2015年,宝马与丰田合作研发的氢动力驱动系统走进宝马5系。当年夏天,宝马的研发部门开始在宝马5系GT氢燃料电池车上测试该驱动系统。 此后,双方在氢燃料电池汽车领域的合作不断深入。

        2016年,丰田汽车与宝马集团再度签署合作协议,共同开发燃料电池驱动系统以及氢燃料电池汽车模块化组件等。2017年年初,宝马集团、丰田汽车与工业和能源等多部门合作,成立国际氢能委员会,目前委员会成员已达60余家。

        2018年,奥迪与现代汽车签订协议共享氢燃料电池的相关技术和专利。奥迪CEO布拉姆·肖特近日宣布,未来奥迪将重新启动氢燃料电池车型h-tron计划,全新第六代氢燃料电池车型将于2021年正式面世。

         10月10日,在2019汽车蓝皮书发布会后的媒体采访环节,大众汽车集团(中国)执行副总裁刘云峰透露,从2008年北京奥运会开始,大众汽车与同济大学共同开发氢燃料电池汽车,随后十多年的时间里,大众并没有停止氢燃料电池的研发。 

        03、燃料电池车普及还需3到5年

        多家主流车企争相布局氢能源,但氢燃料电池车普及过程中,也面临着基础设施配套不完善和成本高昂的两大难题。 在中国,氢燃料汽车产业基础设施的建设速度远不如预期。

        中国汽车工程学会2017年牵头编制的《节能与新能源汽车技术路线图》提出,到2020、2025和2030年,中国将分别建成100、300和1000座加氢站。据高工产研氢电研究所统计,截至2018年年底,中国大陆地区加氢站保有量仅有28座左右。

        统计数据显示,截至2018年,中国每个加氢站的建设成本在1500万-2000万元左右。这意味着,要完成2020年100座加氢站的建设目标,需要投入至少10亿元。2019年,中国首度在政府工作报告中提到氢能源,提出推动氢能源汽车基础设施建设。今年上半年,氢能行业投资计划总金额超1000亿元,较2018年全年的850亿元再增加150亿元。

        此外,氢燃料电池方面也需要关键技术突破。燃料电堆的核心组件膜电极,目前采用的是价格高昂的铂金属制作催化剂。要降低氢燃料电池成本,必须找到替代铂金属的有效催化剂。在高压力环境下工作的储氢罐需要使用大量铝合金和高强度碳纤维材料,成本同样居高不下。 即使是在成本控制方面经验丰富的丰田,也仍然无法解决这一难题。丰田Mirai售价42万元,比特斯拉Model 3高约10万元。丰田近日宣布,该公司在燃料电池相关技术方面取得进步,成本降低了一半。

        也是因为同样的原因,大众汽车对于氢燃料电池车的发展持“保守”态度。大众CEO赫伯特·迪斯在今年10月初明确表示,氢能源汽车“没有未来”。他认为,氢能源汽车并不会比纯电动汽车更加环保,且生产氢气过程中会造成大量电力浪费,现阶段氢能源汽车高昂的成本并不利于推广普及。

        中国汽车工业协会曾预测,到2020年,中国将试运行1万辆氢燃料电池车。但就在前段时间,该协会将这个数字调整为“今年2000辆,明年5000辆”。

        美国能源部统计显示,2018年中国燃料电池成本约为每千瓦4500元,预计当燃料电池年均产量达50万辆时,燃料电池成本有望降至每千瓦约200元。丰田此前曾预计,氢燃料电池车的售价将在10年内与混合动力车型相匹敌。但至少在目前,价格高昂的Mirai并没有受到市场的广泛欢迎。

         “燃料电池车是可以普及的,这个时间预计还要3-5年左右。”中国工程院院士衣宝廉表示,到2023至2025年,希望可以将燃料电池车的成本降到与锂离子电池车相近的水平。

         (原文来自: 未来汽车日报   作者: 张一 )

2019年上半年中国氢能投资超过1000亿人民币

        根据2019年的数据,中国氢能行业在2019年的前六个月实现了超过1000亿的总投资,而2018年同期为850亿。

        今年上半年,中国20个省份针对氢能行业发布了近50项政策,以配合中央政府促进该行业发展。一些省份也制定了该行业未来5年的发展计划,其中最引人注目的是广东省、江苏省、山东省和浙江省。特别是江苏省于2019年9月发布了氢能电池汽车产业发展规划,目标是到2025年形成氢能汽车综合产业集群,氢能汽车产量达到1万辆以上,建设50多个加氢站。

        此外,中国一些中型城市,包括广东省佛山市和江苏省张家口,已经决定将氢能作为一个关键产业来发展。佛山已经制定了一个目标,将该行业的总产值提高到200亿。到2020年,将达到500亿。到2025年,将达到1000亿。2020年建成28个加氢站,2025年建成43个,2030年建成57个。

        张家口已经建立了28个氢能设施,能够覆盖生产、储存和运输燃料,以及完整的氢动力汽车制造和相关的关键环节,目标是构建一个完整的氢能供应链,集成研发、生产、储存和运输以及应用和消费。为了将自己打造成氢能发展的领头羊,张家口市政府计划在2020年前购买并部署1500辆公交车、500辆物流车、200辆轿车和200辆环卫车,全部使用氢燃料。

        根据2016年发布的《中国氢能产业基础设施路线图》,中国氢能产业的总产值2020年预计将达到3000亿。中国的加氢站预计到2020年达到100个,到2030年达到1000个,届时氢能汽车的产量预计将达到200万辆。

         “尽管氢能行业迅速增长,但在氢能电池驱动汽车的商业化方面,中国仍面临一系列问题,包括:仍需完善的关键技术,以及与此类燃料的购买和运营相关的高成本,还有并不统一的产业政策等,”中国工程院院士、中国汽车工程学会理事长李骏说。

         “中国的燃料电池行业仍处于起步阶段,但必将发展成为一个产值有望超过1万亿元的大产业。”一位业内人士如此说道。

         (原文来自:全球能源 中国新能源网综合)

氢能,改变人类未来

        世界主要发达经济体,已经把氢能源的利用放到了一个战略的高度来对待!面对全新的世界能源格局,我们该做何选择?截至2018年底,全球正在运营的加氢站超过了400座,全球燃料电池乘用车销售累计近6000辆。我国2019年《政府工作报告》提出,“推动充电、加氢等设施建设。”。这是氢作为能源首次写入我国《政府工作报告》,这对氢能在国内的推广和应用具有里程碑式的意义?我国氢能发展的优势在哪?又面临哪些挑战呢?

        世界氢能发展现状如何?

        欧盟把氢能源的发展作为了一个主体计划,2017年他们启动了氢动力汽车联合开发的计划项目。2019年欧洲又发布了氢燃料电池发展的技术路线图。

        2015年,美国在燃料电池和氢能源技术的发展报告里面提出,大力投资发展与先进氢能和燃料电池技术相关的发展计划,所以现在美国的35个州的加氢站开始运行了。特别是加州,加州的推广很有意思,美国加州在2018年就有将近37座加氢站。因为加州是一个长条形的,它在公路上布局得非常合理。当时加州的州长叫施瓦辛格,是一个演员,但是他对于氢能作为能源的作用非常敏感。每一批丰田的乘用车的订货销售里面,他就要求加一定比例配额的新能源汽车,而且提出要有氢燃料汽车。他说你把计划做好,你每年供我多少,我根据氢燃料汽车的数量我来配备加氢站,这非常有战略眼光。所以,目前加州在氢能汽车的示范应用中走到前面,加氢站的布局也非常合理,作出了示范样板。到2019年,美国动用了3100万左右美元来进行整个推进氢规模化应用的计划。

        当然我认为值得一提的是日本,丰田这些年来没有停止氢燃料电池的研发,氢燃料电池在交通上的工程化应用,他们作出了很大贡献。当然他们也申请了上万个专利,他们也不是说把所有的专利都封锁,因为氢对全人类都有好处。日本政府首先把氢能发展作为国家战略,制定了“三步走”的一个战略,到2025年它要扩大氢的使用范围,大概整个装置氢能的发电装置要到140万台,家庭的分布式的发电要到560万台,相当于十分之一的日本家庭户数。到2030年它要全面建立氢能的供应系统,到2040年它确定要实现二氧化碳零排放的供氢系统这么一个目标来进行。当然这里面主要是在煤制氢或者是化石能源制氢中要把二氧化碳进行捕集、封存或者利用才能达到这个目标。

        韩国现在也开始了氢燃料电池和氢能源的开发,大概2020年计划建立80座加氢站。

        我国氢能发展有何优势?

        首先,国家高度重视氢能源产业发展。早在2006年,实际上国家中长期的科学发展纲要里面就对氢能和氢燃料电池进行了规划。在后来中国制造2025国家节能与新能源汽车路线图上也把氢能源和燃料电池汽车作为了一个发展的主要方向。2016年国家发改委能源局联合印发了能源技术革命创新行动计划,里面也包括了氢能和燃料电池应用。特别是2019年的两会,总理在两会政府报告里面明确写了:“推动充电、加氢等设施建设”。当前整个氢能和氢燃料电池汽车的应用掀起了高潮,现在看来,在北京、上海、天津,包括湖北、重庆、浙江、广东都开始了汽车氢燃料电池的研发和商业化的试运行。

        实际上,中国制氢的工业基础还是很雄厚的,制氢能力在全世界也是排在最前面的。在氢还没有作为重要能源的时候,它作为催化剂、作为还原剂大量应用,比如合成氨炼油加氢,我们大概有每年2500万吨的氢的产能,产量也在2000万吨以上,这在全世界是排第一的。这里边有97%的氢气来自于化石能源,煤气化制氢1000万吨以上,天然气制氢大概在300万吨以上,工业副产氢大概在800万吨以上,包括电解水制氢也在100万吨左右。当然,我们工业副产氢现在可以达到99.999%的纯度的氢气,我国未来开发氢气潜力巨大,市场巨大,我们的商业用车、港口用的卡车、物流车,只要我们要用的乘用车,数量加起来都是很大的。

        多地竞相发展氢能源

        我国的氢能产业正在进行区域布局,现在已经有20个省市正在做氢能的发展规划和氢燃料汽车的发展规划,而且已经形成了6个地区,华东、华中、华南、华北、东北、西南六个氢能和氢燃料电池汽车的产业群,涌现出像上海、如皋、佛山、张家口、武汉等有代表性的一些城市。我们知道上海汽车集团在氢燃料电池汽车方面,首先推出包括乘用车、轻型货车等等,而且它110千瓦的氢燃料电池的电堆技术比较成熟。

         另外就是广东的佛山,有一个人物叫许国,是副市长,我们叫他氢能源市长,非常重视氢能源发展,把它作为未来的一个战略新兴产业发展。他在佛山云浮建立了一个氢能氢燃料汽车示范区,已经有四座加氢站在运行,而且2019年还有若干座要投产,包括三个基地在这儿建设,一个佛山的高明,包括佛山的云浮和广东新能源汽车的基地,也包括佛山南海。他建立了三个基地。

        张家口是国务院批准冬季奥运会上可再生能源的示范区,在19个县区全面布局加氢站,在冬奥会上全部都用氢燃料汽车。而且中国首条自动化氢燃料电池的发动机大批量地应用在这儿要正式投产。

        当然还有江苏的如皋,那是联合国作为一个氢能源发展的示范城市,如皋现在有两条30千瓦的电堆生产线。氢燃料电池要求到“十三五”期末到数十万辆的规模,产值要超过千亿元。

         还有一个就是山东,提出了建立“氢谷”的概念,这是省委、省政府的一个全面号召,而且制定了一个总体规划。为什么呢?第一它电解铝全国第一,产生的副产氢多;第二它的焦炭有4400万吨,每吨焦炭有400立方米的焦炉煤气,含纯氢是55%,另外它的氯碱工业发达工业副产氢是很不错的,它们煤制氢的能力很强;第三它的高速公路是掌握在一家国有企业手里,高速公路上有120个服务站可以布局,在这儿很容易布局加氢站来形成示范;另外它是一个大的区域体系,离山西也很近,管网运氢这种设想可能实现。它海岸线很长,海上的风机发电能力可以用来制氢,而且最重要的是,在山东出现了一个对氢着迷的人物—谭旭光董事长,他现在是山东重工集团,重汽的董事长。他很多年前就意识到柴油发动机以后可能要被氢发动机代替,他要启动氢能发动机的研发。所以这些年他几乎就在国外,悄悄地在收购巴拉德的股份,后来他占了巴拉德19.9%的股份,成为相对的第一大股东。他利用加拿大巴拉德的燃料电池的技术,想很快地把它的氢能和氢燃料电池发动机产业搞起来,现在看来正在进行而且决心很大,他准备投500个亿来做这个研发平台。

(作者:干勇 中国工程院原副院长、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任、中国金属学会理事长。长期从事国家产业发展战略研究,以及新材料、冶金、现代钢铁流程技术研究,是我国著名的战略科学家。)

苏ICP备19048880号-1