技术、运营、应用场景,广州氢能产业如何跨越发展“三重门”?

2022年05月23日 16:47   21世纪经济报道 21财经APP   吴文汐

21世纪经济报道记者吴文汐 广州报道  广州公交388号线自2020年6月25日通车以来已经平稳运行近两年。388线路起止总站是南岗(国际玩具礼品城)总站和科学城南部公交场总站,连接南岗与黄埔科学城多个生活社区。这是广州首条氢燃料电池公交示范运行线,15辆氢能汽车总运营里程已超过200万公里。此外,氢能环卫车、物流车、冷链车、渣土车、重型卡车等车型也在广州得到了推广应用。

人人都称现在是氢能产业发展的黄金时代,在广州也是如此,鸿基创能、雄川氢能、雄韬氢恒、舜华氢能等一批在业内具有竞争力的企业伴随产业发展而兴,为广州氢能产业注入源源不断的活力。

21世纪经济报道记者在走访广州氢企时发现,技术、运营、应用场景是当地氢能企业讨论最多的话题,如何实现核心技术攻关和关键材料的国产化、产业化,进一步提高企业的成本掌控能力?供氢端的缺氢、终端价格高企、车辆难以运营等难题如何突破?当各类应用场景电动化率逐渐提高,氢能车该如何寻找突破口?广州氢企将以点发力,跨越氢能产业发展“三重门”。

攻克八大件“卡脖子”难题

对于处于发展初期的氢能产业而言,技术是核心的动力来源。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》中将持续提升关键核心技术水平视为重要任务,其中提到,加快推进质子交换膜燃料电池技术创新,开发关键材料,提高主要性能指标和批量化生产能力,持续提升燃料电池可靠性、稳定性、耐久性。

燃料电池系统是氢能车上最核心的组成部分,在整车成本中的占比超过60%,其中电堆、氢气循环系统、空气压缩机、膜电极、双极板、催化剂、碳纸、质子交换膜是整个系统中最核心的部件,也被称为燃料电池“八大件”。

广州市氢能产业发展联合会(下称“联合会”)副秘书长宋中林在接受21世纪经济报道记者采访时表示,从技术方面看,氢燃料电池“八大件”的“卡脖子”问题仍没有解决,虽然国产化进程在不断加快,但技术的破解还需要一定时间。一方面,国产化产品从成型到上市,再到产业化、规模化需要一段过程;另一方面,广州当地的氢能技术型人才相对稀缺,对技术攻关造成制约。此外,市场对于国产产品的认可度、接受度还不高,对进口产品存在依赖心理。

位于广州市黄埔区的鸿基创能致力于实现燃料电池膜电极的国产化、产业化,2021年,鸿基创能取得了膜电极产销100万片的好成绩,在全国位居首位。

鸿基创能首席执行官邹渝泉向21世纪经济报道记者表示,对于一个新产业,有几个方面值得关注。一是产品本身要具有快速迭代的能力,至少在行业的成长期,产品要跟得上市场需求,无论是从企业发展的内动力来看,还是从市场发展的规律和逻辑来看,这一点都至关重要。二是燃料电池行业属于能源领域的延展行业,成本必须要更加亲民,一个具有创新力和竞争力的公司,在行业内的成本管控能力必须具有优势。为此,鸿基创能提出了成本每年下降15%-20%的目标,力争在接下来三四年的时间内,燃料电池汽车成本能够接近传统燃油车。

而广汽集团作为广州智能网联和新能源汽车产业链的“链主”企业,在2008年便开启了在氢能及燃料电池技术领域的研究之路。广汽研究院相关负责人向21世纪经济报道记者介绍,广汽自主研发的首款氢气发动机已于2021年9月点火成功,目标热效率有望突破44%。

上述负责人表示,虽然近年国内氢能产业链发展较快,涌现出不少企业和产品,产业链逐步趋于完善,一级零部件可基本实现国产,但大多数产品还不成熟,有待进一步验证。此外,部分关键组件、核心材料还主要依赖进口,价格高、且供应也无法保障。因此需要趁热打铁,聚焦核心领域,持续开展技术创新,早日实现核心技术及产品的自主化。

解决缺氢、价高、站少问题

氢能中长期规划中,将燃料电池车数量作为一项重要目标,通过4年时间,将全国氢燃料电池汽车的保有量提高到5万辆。氢能车辆大规模的增长,将带来运营上的难题。

广州市氢能产业发展联合会在走访调研中统计出一组数据,目前广州的氢燃料电池汽车数量为209辆,但运营车辆数目远小于这一数字,约为100辆左右。

车辆运营难题从何而来?宋中林认为,目前供氢端难点还较多,一方面是氢气供应量少,成本高;另一方面是加氢站站点少,且大多在郊区,氢能车加氢后行驶回市区耗能大。

广汽研究院相关负责人表示,目前广州加氢站只有5座,数量较少,满足乘用车70MPa的加氢资源更是空白,氢气价格达到了每公斤70-80元,氢气供应量也经常不能满足运行需求。这些都很大程度上限制了氢燃料电池汽车的推广应用,需要加快加氢站建设步伐,同时考虑70MPa的加氢需求,氢气价格还要有竞争力。“期望近期氢气价格能与燃油车用油成本相当,未来5-10年低于混动车的用油成本、逐步接近BEV的用电成本。”

雄韬氢恒副总经理蒋剑文在接受21世纪经济报道记者采访时表示,缺氢、氢气价格高,氢能车辆运营不下去是行业最大的痛点。其根本原因是由于氢气还带有危化品属性,一方面制氢权利没有放开,另一方面氢气运输限制较多,国外已经将氢气运输的压力放宽到45Mpa,但国内依然比较保守。

宋中林同样认为,监管约束是造成“氢荒”的一大成因。氢能还有危化品属性,意味着大规模的制造必须要进入到化工园区,广州的化工园区用地非常紧张,政府审批也十分严格,所以制氢量上不去。

供氢端难题应如何破解?宋中林表示,首先,氢气不能当作危化品来管理,政策制约会限制氢气的生产,但在管理中也要出台相应的管理标准和要求,以保证安全性。其次,要重点推进电解水制氢、液氢、70MPa加氢、Ⅳ型高压储氢瓶等技术研发和装备产业化,建设示范输氢管道。利用谷期电制氢,综合减低氢气价格。

就加氢站问题,多位受访人士向记者表示,目前加氢站数量少,且距离市区较偏远,但要想建站也并不容易,如何合法合规地建设加氢站,如何取得相应的规划许可、建设许可、经营许可等审批文件,都是实际建设过程中面临的诸多障碍。

5月16日,广州市城市管理和综合执法局印发了《广州市加氢站管理暂行办法》,其中提出,加氢站的规划按照适度超前原则,在符合相关标准规范和安全条件的前提下,鼓励各企业加快推进加氢站建设,鼓励各企业推进与汽车加油站或者加气站等合并建设油、氢、气一体化综合能源站。随着政策落地,企业所关心的建站用地、审批、合规等问题将有望得到解决。

商用车先行,乘用车探索

据了解,国内目前在运营氢燃料电池车以商用车为主,从国内发布的相关政策来看,氢燃料电池在重载型车辆中的前景最好,氢燃料电池汽车发展呈现“重商轻乘”的特点。

如《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》中提出,重点推进氢燃料电池中重型车辆应用,有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间,逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。

燃料电池汽车示范应用城市群在去年落地,五部委发布的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》中也明确指出,要重点推动中远途、中重型商用车示范应用。

宋中林认为,这是由氢燃料电池车的特点决定的。大型运输车辆的自重已经很重,如果还要安装电池的话,基本就没有了运载货物的可能性,相比之下氢燃料电池货车更有优势。而且,纯电动汽车充电时间较长,而补氢只需要数分钟,更加便捷高效。

据宋中林介绍,目前广州共有约100辆氢燃料电池车投入示范运营,主要为环卫车、物流车、公交车、渣土车等。

雄韬氢恒的15台氢燃料电池公交车是广州氢能车示范的成功案例,据了解,目前15台氢能公交的总运营里程已超过200万公里。蒋剑文向记者介绍,今年,公司计划做车350-500台,其中环卫车30台、公交车50台、重卡5-10台,重点发展冷链、城市物流,将采取朋友圈联合研发制造及运营推广的模式。

氢燃料电池车在乘用车领域的发展虽然稍显滞后,但广州已迈出了探索的步伐。

2021年7月,广汽首款示范运行氢燃料电池乘用车(AION LX FUEL CELL)首批10台车开始在广州市道路进行测试运行,2021年10月18日正式上线如祺出行平台,率先开展粤港澳大湾区首个“网约车+氢能源”的燃料电池乘用车示范运行,市民可免费体验。

据广汽研究院相关负责人介绍,截至目前,平均单台车总里程超3万公里,累计超30万公里,每台车每天运行约220km,广汽在线监控车辆运行状态,目前总体运行情况良好。

上述负责人认为,氢燃料电池车具有环境友好、加注时间短、续航里程长、低温适应性好等突出优势。随着技术痛点的不断攻克、成本的逐步下降以及加氢基础设施的持续完善,氢燃料电池车将逐步实现规模化推广,而氢燃料电池乘用车有望在2030年左右迎来产业化拐点。

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