《氢燃料电池车借力冬奥跃上前台》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-01-30
  • 2022北京冬奥会进入倒计时。随着氢能成为“主角”能源,本届冬奥会也有望成为首个真正实现碳中和的奥运赛事,其中氢燃料电池车表现亮眼。

    专家表示,作为新能源汽车的细分赛道,氢燃料电池车应用的首选场景是商用领域,2022北京冬奥会或有望成为氢能在国内加速落地的“分水岭”。“十四五”期间,氢燃料电池车将作为纯电动汽车的重要补充,成为交通领域实现绿色低碳发展、控制污染物排放的重要途径之一,潜在市场空间巨大。

    相约北京 氢燃料车展风采

    记者从北汽集团了解到,此次有515辆北汽福田欧辉氢燃料客车服务2022北京冬奥会。车辆配载全气候耐极寒动力电池,可实现零下30摄氏度极寒低温启动和零下40摄氏度极寒低温存放和停机自动保护,续航里程400公里以上,排放物仅为水,无污染。

    北汽集团相关负责人表示,福田欧辉氢燃料客车使用了高效便捷动力电池新型热管理技术、共享式电池热管理及整车一体化热管理系统,在提高电池启动性能、降低能量耗散的同时实现单车减重35公斤。“车辆燃料电池系统效率最高可达60%,热电联供能量转化率达85%以上,还搭载独有的‘U度’综合热管理技术,该技术可以将氢燃料电池所产生的废热进行循环利用,利用所产生的废热为车内采暖和前风窗除霜、除雾。在燃料电池功率达到75%时即可实现全余热供暖,可使整车能耗降低7.6%。”同时,该车使用了世界领先的燃料电池技术,每百公里可减少二氧化碳排放约57.86公斤。“如果按每辆车每天行驶200公里左右计算,每辆氢燃料客车可减少的碳排放量大约有115.72公斤,所有氢燃料大巴排气管中排出的尾气是水蒸气,碳排放量为零。”

    在安全方面,欧辉氢燃料客车采用氢电耦合安全系统,实时监控氢、电、碰撞安全,涉及高压储氢瓶、动力电池、燃料电池、驱动电机、碰撞结构安全设计等诸多环节,全方位保证了氢燃料电池客车整车安全性。

    据悉,除北汽外,宇通客车、中通客车、吉利商用车等车企也提供了氢燃料电池客车供冬奥会使用。

    事实上,本届冬奥会早已对氢能应用提前布局。根据北京冬奥组委公布的信息,开幕式上将使用氢燃料点燃北京冬奥赛场的主火炬;大量使用氢燃料电池车,以减少污染物排放;配备30多个加氢站,中石油、中石化、国电投等都投入交通干线沿线加氢站建设。公开信息显示,中国石油在北京冬奥赛区已建成4座加氢站,冬奥期间供氢能力将达到5500公斤/日,可为近千辆氢燃料电池车提供服务。

    绿色办奥 “零排放”助力减碳

    “此次冬奥会或有望成为氢能在国内加速落地应用的分水岭。”业内人士介绍称,氢燃料电池车是氢能的重要应用路线之一,本次冬奥会为氢燃料电池车和加氢站示范推广提供了诸多场景,有望成为加速氢燃料电池车商用的契机,为产业发展加入新的催化剂。

    中咨公司正高级工程师韩雅娟在接受记者采访时也表示,北京冬奥会氢燃料电池车的示范应用将对产业发展起到积极的推动作用。“这是一次由国家层面发起的面向全社会的宣传推广,是我国向世界展现中国能源结构转型和践行碳达峰碳中和承诺决心与能力的重要契机。同时,通过冬奥会全方位向公众展示氢燃料电池车、提高民众对氢燃料电池车应用可行性和可靠性的认知,这也有助于氢能车型推广。”

    氢能源发展前景已成为共识。氢气燃烧的产物是水,被普遍视为终极清洁能源。据国际氢能委员会预测,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,创造超过2.5万亿美元的市场价值,以氢能为核心的燃料电池汽车在全球占比将提升至20%到25%。

    “这次冬奥会的示范应用,说明中国氢燃料电池车的关键技术已经取得突破,并且在某些应用场景中已达到世界领先水平。”清华大学车辆与运载学院教授杨福源说。

    在这背后,是政策层面持续的引导和支持。近年来,相关部门多次发文鼓励氢燃料电池汽车示范应用。2021年10月,国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》,提出“推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆”“有序推进充电桩、配套电网、加注(气)站、加氢站等基础设施建设”。交通运输部印发的《综合运输服务“十四五”发展规划》提出,加快充换电、加氢等基础设施规划布局和建设。

    此后,北京、山东、浙江等多个省市纷纷出台氢能产业发展规划及实施方案。根据《北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)》,2025年前将培育10家至15家具有国际影响力的产业链龙头企业,京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模1000亿元以上。《浙江省加快培育氢燃料电池汽车产业发展实施方案》提出,到2025年,推广应用氢燃料电池车接近5000辆,规划建设加氢站接近50座。

    中国氢能源投资规模近年也保持增长态势。据不完全统计,2021年氢能源燃料电池相关投资项目约85项,投资总金额约1857.13亿元。

    对此,韩雅娟表示,氢可发挥长时储能、燃料、动力以及冶炼还原剂的作用,在碳达峰碳中和进程中扮演重要的角色。“十四五”期间,氢燃料电池车将作为锂电池电动汽车的重要补充,成为交通领域实现绿色低碳发展、控制污染物排放的重要途径之一。

    加速商用 打造氢能生态共同体

    尽管氢燃料电池车备受期待,但需要承认的是,目前国内汽车行业的氢能源利用还集中在商用车方面,虽然有不少乘用车企业已经着手布局和技术储备,但还未形成规模。

    专家认为,相比锂电池电动汽车只需要动力电池技术的突破,氢燃料电池车需要的不只是电池技术突破,还包括氢气制造、存储、运输等环节发展,涉及全产业链的协作,所以发展较慢。

    不过,在业内专家看来,2022北京冬奥会的示范运行,说明氢燃料电池车能在严寒环境下实现应用,而这正是目前新能源车锂电池技术路线的一大短板;同时,氢燃料电池车制造成本高,补充能源速度快,适合固定场景使用,公交运营等领域有望迎来氢燃料电池车的关键突破。

    “中重型、中远途商用车是氢燃料电池车应用的首选场景。”韩雅娟表示,氢燃料电池车加注时间短、续航里程长,在载荷较大和运输距离较长的商用场景下具有一定的比较优势,“我国重型卡车保有量达1100多万辆,潜在市场空间巨大,如公交、港口、矿山、城际物流等中重型、中远途商用车等都有机会。”

    中国科学院院士欧阳明高向记者表示,燃料电池是氢能的一部分,是先导部分、引领部分、核心部分,他对氢能和燃料电池总体前景仍保持乐观。

    未来应如何促进氢燃料电池车更好发展?韩雅娟认为,一是要提高核心技术自主化率,实现关键部件国产替代。通过财政、金融手段支持企业突破关键核心技术,鼓励企业进一步加大研发投入,在电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统等关键零部件领域持续不断突破,实现自主可控。同时,着力推进成果转化,构建共性基础技术推广应用平台,加快技术推广与复用能力。

    二是要优先聚焦商用车应用场景,实现局部突破与示范带动。在公交场站、矿山、港口、陆路交通干线等中重型、中远途商用车聚集场景中,选择一批商业前景良好的区域进行试点,保持推广力度,设置渗透率目标,优先开展推广宣传、优先建设一批加氢站,优先补助一批商用车,实现局部领先、重点突破的格局,并进一步形成示范带动效应。

    三是要统筹协调,加快绿氢生态共同体建设,降低氢气加注成本。建立高效顺畅的“制氢、储氢、运氢、用氢”技术交流与共享机制,鼓励汽车与能源领域企业合作,共同降低氢燃料电池车使用成本,打造具有区域领先水平的氢燃料电池车全产业链生态共同体。

  • 原文来源:http://www.cnenergynews.cn/
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    • 北京冬奥会成为全球的关注焦点,在这场举世瞩目的体育盛会上,氢燃料电池汽车的示范应用也成为行业关注的焦点。北京冬奥组委公布的数据显示,北京冬奥会期间,有超过1000辆氢燃料电池汽车示范运行,来自丰田汽车、北汽集团、福田汽车、宇通客车等企业的氢燃料电池汽车均积极投入到冬奥会的保障服务工作中。这是迄今为止全球最大规模的氢燃料电池汽车示范运行。为此,本届冬奥会配备了30多个加氢站。 北京冬奥会的氢燃料电池汽车之所以备受各方关注,不仅源于在绿色奥运的理念下,氢燃料电池汽车带来的零排放解决方案。更为关键的是,它为氢燃料电池汽车的示范推广提供了诸多开创性范本,是我国氢燃料电池汽车示范推广中的重要里程碑事件,将极大地推动我国氢燃料电池的发展。 首先,北京冬奥会作为影响巨大的体育盛会,如此多的氢燃料电池汽车示范运行,吸引了全世界的目光,让更多的人了解到氢燃料电池汽车零排放的优势,为其今后的消费认知、市场推广奠定了基础;其次,在氢燃料电池市场化发展尚未开启之际,北京冬奥会上1000多辆车的示范运行将成为全球范围内一个成功的案例,积累的经验可以为氢燃料电池汽车未来的发展提供参考;再次,在示范运行中,各环节参与者都拿出了最先进的技术,全力保障车辆的正常运行,包括加氢站的建设和运营、氢的安全储运等,相关技术得到验证,有助于技术进一步成熟;最后,成本高企是当前氢燃料电池汽车市场推广的一大难题,在各方共同努力下,北京冬奥会上千辆氢燃料电池车的示范应用,将助推相关产品的量产进程,有利于未来氢燃料电池汽车的规模应用、成本下降。 笔者相信,借助北京冬奥会期间的示范运行,我国氢燃料电池汽车的市场推广有望跃上一个新台阶,进入新的发展阶段。与此同时,也需要做好冬奥会结束后氢燃料电池汽车的市场推广准备,避免出现2008年北京夏季奥运会后,纯电动汽车示范运行一度停滞不前的问题。 在2008年北京夏季奥运会期间,有大批纯电动汽车投入运行,但奥运会结束后,由于技术不成熟、运营管理不到位、政策衔接不畅等方面的问题,示范运行的大多数车辆陷入停摆状态,奥运会期间运营的充换电站也未能持续运营。这是本届冬奥会结束后,氢燃料电池汽车持续示范运行需要关注的。比如这1000多辆氢燃料电池汽车在完成冬奥会相关任务后,将去向何方,能否持续运营?加氢站的运转能否持续?冬奥会期间发现的车辆运行问题能否得到解决,并形成可供全行业借鉴的经验?笔者认为,解决好这些问题对于相关管理部门和汽车行业是一个挑战,对氢燃料电池汽车未来的发展亦至关重要,希望能引起各方足够重视。希望氢燃料电池汽车在北京冬奥会期间的示范运行,能够成为产业发展的新起点,推动我国氢燃料电池汽车迈向全新的发展阶段。 不过早在2008年北京奥运会期间,就有若干辆氢燃料电池汽车开展了示范运行,但此后十几年间,氢燃料电池汽车却发展平平,没有激起太多浪花,因此也有人看衰北京冬奥会后氢燃料电池汽车的发展。但笔者认为,经过十几年的技术积累,氢燃料电池汽车的技术已经有了很大提升,完全能够支撑起大规模示范运行的需求。同时,我国正在推进的氢燃料电池汽车以奖代补的补贴政策,也将为冬奥会结束后相关车辆的持续示范运行提供有效保障。笔者相信,北京冬奥会将是我国氢燃料电池汽车发展的一个分水岭,我国氢燃料电池汽车将以此为契机,进入示范推广的新阶段。
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    • 由于氢燃料电池汽车的低排放、抗低温、续航长等特点,被称为“终极环保车”。这也让其与夏奥会和冬奥会结下“氢”缘。从夏奥会3辆氢燃料电池汽车运行,开启了氢燃料电池汽车“从0到1”的示范,到近千辆氢燃料电池汽车投入冬奥承担交通重任,大规模的多场景应用,正推进氢燃料电池汽车产业的发展。 不过,由于受成本居高等诸多因素影响,优势明显的氢燃料电池汽车在真正意义上实现量产在售的并不多。而氢燃料电池汽车在冬奥会上大规模示范应用,很好地验证了其重要性,为产业发展积累经验,加速氢燃料电池汽车产业的落地。 大规模入场冬奥 作为中国宣布碳达峰、碳中和目标后主办的首项国际大型赛事。北京冬奥会和冬残奥会产生的碳排放量将全部实现中和。为能保障绿色冬奥理念,被称为“终极环保车”的氢燃料电池汽车承担起了冬奥会期间交通重任。 据了解,北京冬奥会共计投入使用816辆氢燃料电池汽车作为主运力开展示范运营服务,这是迄今为止在重大国际赛事中投入规模最大的。其中,大巴车数量创下有史以来氢燃料电池大型客车服务国际级运动赛事数量最多的纪录。 作为奥林匹克及残奥会全球合作伙伴,丰田是北京冬奥会的车辆提供大户。投放车辆包括丰田全新MIRAI第二代乘用车、首次实现本土研发及生产的丰田柯斯达中巴车、丰田-福田首次合作开发的大巴车,其中1辆MIRAI为国际奥委会主席托马斯·巴赫专用车。丰田汽车研发中心(中国)执行副总经理权藤宪治说道:“车辆的用途包括在高铁站、冬奥村、云顶场馆群、大跳台场馆群之间作为贵宾及运动员用车,在火炬接力、颁奖等辅助用车。” 此外,身为“东道主”,北汽集团旗下车型也为护航绿色冬奥做出贡献。据了解,北京2022年冬奥会期间,有1223辆福田欧辉客车为冬奥赛事提供保障工作,其中有515辆氢燃料客车,占整体氢燃料客车比例高达60%。 “这些车辆创下有史以来氢燃料客车服务国际级运动赛事规模最大、车型数量最多的纪录。”福田汽车欧辉客车事业部研发副总裁刘继红表示,在延庆赛区闭环内使用的212辆欧辉氢燃料客车,是福田汽车、丰田、亿华通三方共同合作推出的氢燃料电池客车。 积攒应用经验 乘坐冬奥会“东风”,也推动了氢燃料电池汽车产业。 由于氢燃料电池汽车在行驶过程中只排放水,因此被称为“终极环保车”。同时,氢燃料电池汽车可实现-30℃低温启动、-40℃低温存放和停机自动保护,大巴车续航里程可达400公里以上。不过,尽管氢燃料电池汽车优势明显,但全球范围内落地量产在售车型并不多,基本以商用车为主。 数据显示,2021年我国燃料电池汽车的销量为1556辆。中国汽车流通协会专家委员会成员颜景辉表示,燃料电池车在商用车领域已开始应用,但乘用车技术门槛比较高,形成规模仍需要时间。燃料电池发动机的研发成本过高,同时储氢、运氢、加氢每个环节都有很多实际的问题需要解决,只有制约因素逐渐解决才能实现产业化。 虽然,氢燃料电池汽车的发展仍面临如何降低成本和拓展使用范围,但在乘用车市场信息联席会秘书长崔东树看来,冬奥会的大规模示范应用,对于氢燃料电池汽车的发展是一次很好的试验,更是对全产业链的一次考验。有利于改进产品技术,有利于产业上下游完善,更能提升外界对该产业的认知和影响力。 北京商报记者了解到,为保障冬奥会的顺利进行,企业对产品多方调试做了完善准备,从而也积累了经验。刘继红表示,此前福田在海拉尔完成极寒测试,并通过国内首次氢能客车侧撞试验。采用电安全技术、氢安全技术、氢电耦合安全系统,全方位保证了氢燃料电池客车整车安全性。 不仅车企,负责车载储氢系统的北京天海工业有限公司,冬奥会前研制的70MPa储氢瓶突破进口高强度碳纤维的封锁管制,实现替代化应用,解决了纤维的“卡脖子”技术。北京天海氢能装备有限公司总工岳增柱表示:“我们在冬奥会期间,实现70MPa氢燃料车辆批量运营的140辆氢燃料大巴率先应用,作为通勤用车。”颜景辉认为,冬奥会的场景化应用,推进了产业在产品和供应端的完善,为产业后期发展铺路。 在政策方面,冬奥也推动氢燃料电池汽车产业标准制修订。据了解,为实现氢燃料电池汽车在冬奥会上使用,推动修订《燃料电池电动汽车加氢口》《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》和《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》等标准。 车企纷纷入局 氢燃料电池汽车产业正在成为风口。去年3月,氢能正式被纳入“十四五”规划纲要草案。截至2021年,我国政府累计支持氢能及燃料电池研发经费超过20亿元;去年12月,工业和信息化部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》也提出,加快氢能技术创新和基础设施设,推动氢能多元利用。 “氢燃料电池汽车是新能源汽车发展的重要方向,是氢能的重要应用场景之一。”北京市经济和信息化局汽车交通处副处长吴志全表示,氢燃料电池汽车是新能源汽车发展的重要方向,是氢能的重要应用场景之一。北京市正在落实氢能和氢燃料电池汽车产业发展规划,积极推动京津冀燃料电池车示范城市群建设。 地方加紧布局推出利好政策外,氢燃料电池汽车亿万级基盘下,车企也纷纷入局。据《中国氢能产业发展报告2020》测算,中国氢燃料电池汽车保有量将由2020年的7352辆增长至2025年的10万辆,至2025年氢燃料电池汽车市场规模有望达到800亿元。 看到百亿的市场前景,车企布局也在加速。上汽集团计划2025年之前推出至少10款燃料电池整车产品,并形成万辆级燃料电池整车产销规模,市占率达到10%以上。上汽集团旗下捷氢科技方面表示,预计2025年氢燃料电池将迎来第一个拐点,保有量或达到10万辆;2030年迎来第二个拐点,氢燃料电池汽车的保有量将增加至100万辆。 除上汽集团外,长城汽车氢能战略中提到计划2021年推出全球首款C级氢燃料电池SUV,落地全球首个100辆49吨氢能重卡;2022年并行氢燃料电池多种清洁应用项目群。上汽集团计划2025年之前推出至少10款燃料电池整车产品,并形成万辆级燃料电池整车产销规模,市占率达到10%以上。此外,跨国企业中,现代汽车集团正在开发基于氢燃料电池重卡XCIENT FUEL CELL打造的牵引车,计划于2023年发布。宝马集团也将小规模生产BMW iX5 Hydrogen氢燃料电池车,或于2025年正式量产。 在刘继红看来,氢燃料客车的普及脚步必将加快,逐步成为长行驶距离的联络线城郊公共交通及长续航里程城间客车的主力选择。未来,随着氢能产业链的进一步完善,氢燃料客车还将凭借安全、舒适、低碳的优势扩展到更领域。