
伴隨著“雙碳”戰(zhàn)略的實施及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃的發(fā)布,我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已駛?cè)搿翱燔嚨馈保匀剂想姵仄嚍榇淼慕煌I(lǐng)域則成為重要突破口。
在交通運輸領(lǐng)域,氫氣可以顯著減少卡車、公共汽車、飛機和船舶排放的溫室氣體,以改善空氣質(zhì)量。
根據(jù)IEA和中國氫能聯(lián)盟的數(shù)據(jù)分析,到2060年,交通運輸業(yè)對于氫能需求量的增長貢獻最大。
突破口,商用車已然先行一步!
長期以來,我國都大力支持燃料電池汽車的發(fā)展,直到2016年燃料電池汽車的保有量才開始明顯增長,并在2019年達到歷史最大增幅。
國內(nèi)對氫燃料電池汽車在交通領(lǐng)域中的定位也達成了一定共識,認為燃料電池更適用于中長途運輸?shù)闹兄剌d商用汽車,因此從商用車領(lǐng)域率先推廣氫燃料電池汽車是一個很好的切入點。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示,截止2020年底,中國已經(jīng)部署了超過7700輛燃料電池汽車,主要是公交車和卡車。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授歐陽明高也曾表示,從價值鏈的角度,氫能尤其是綠氫目前主要是具有戰(zhàn)略價值,需要尋求的是商業(yè)價值。要通過在技術(shù)線上的突破,即綠氫制取和燃料電池兩個方面,盡快實現(xiàn)商業(yè)價值,目前商用車領(lǐng)域是很好的突破口。
北京特億陽光新能源總裁祁海珅也曾表示,氫能動力車可以規(guī)避純電動車的續(xù)航里程短、充電時間長、能量密度偏低等短板,給氫燃料電池商用車,尤其是氫燃料重型卡車提供了絕佳的應(yīng)用場景,而重卡領(lǐng)域的工作條件和狀況也更適合氫燃料電池系統(tǒng)。
雖然氫能與商用車很‘配’,但是氫能在交通領(lǐng)域的實際應(yīng)用情況將取決于諸多因素,比如汽車的整體銷售趨勢、氫燃料電池汽車銷售價格以及與電動汽車價格的對比、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、氫燃料生產(chǎn)成本以及配套支持政策。
據(jù)了解,燃料電池汽車的銷售情況受限于現(xiàn)階段燃料電池(約800美元/千瓦)和儲氫瓶(約120美元/千瓦)的高成本,導(dǎo)致燃料電池卡車的價格比同類型汽油或者柴油卡車高3-4倍。
隨著生產(chǎn)規(guī)?;?、技術(shù)工藝進步,燃料電池和儲氫瓶等設(shè)備的成本有望在未來得到下降。
其中儲氫瓶的成本降幅略低,主要是由于原材料成本在總成本中占比較高,因此中國氫能聯(lián)盟判斷,燃料電池汽車成本的降低有利于保有量的提升,將從2020年的不到1萬輛增至2060年的7200多萬輛,其中客運燃料電池汽車占總數(shù)的85%以上。
另一個關(guān)鍵的成本因素則是燃料價格。對于使用汽柴油等傳統(tǒng)燃料的重型和中型卡車,燃料費用約占總成本的60-70%。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的數(shù)據(jù),目前氫氣生產(chǎn)并配送到加氫站的成本約為7美元/kg H2,即超過50元/kg H2(不包含加氫站成本)。
如果氫能行業(yè)實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,氫能供應(yīng)鏈總成本可能會迅速下降。
產(chǎn)業(yè)協(xié)同效應(yīng),航運航空緊隨其后
在航運方面,內(nèi)陸和沿海運輸可以通過動力電池或氫燃料電池技術(shù)實現(xiàn)運輸行業(yè)的脫碳,但長途遠洋船舶可能還需要生物燃料、氫或零碳氨等其他替代燃料。
此前,國際海事組織發(fā)布過碳減排目標(biāo),到2030年,全球海運領(lǐng)域二氧化碳排放平均排放量與2008年相比至少降低40%。我國船舶工業(yè)是支柱產(chǎn)業(yè),是碳排放較大的領(lǐng)域,推動綠色燃料船舶的發(fā)展較為緊迫。
2022年是國內(nèi)氫能船舶起跑之年,突破了“喊口號”的狀態(tài),從標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)發(fā)展方面,初步形成了體系性的標(biāo)準(zhǔn)。今年國內(nèi)氫能船舶示范項目也有新進展,例如今年5月份,國內(nèi)首艘氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟1號”進入建造階段,近期也爆出成功合攏的消息。
從技術(shù)與安全標(biāo)準(zhǔn)方面考慮,氫能船舶的市場發(fā)展時機已經(jīng)合適,氫啟未來網(wǎng)認為現(xiàn)階段可以先從公共示范船、游輪游艇等成本較低的場景入局。
在航空領(lǐng)域方面,據(jù)統(tǒng)計報告顯示,從2013年到2019年,全球民航運輸業(yè)碳排放量已超過國際民航組織預(yù)測值的70%,航空業(yè)脫碳對“雙碳”發(fā)展至關(guān)重要。
有報告指出將越來越需要依靠生物燃料、氫氣和CO2的合成煤油來實現(xiàn)脫碳,直接電氣化和燃料電池是中短途飛機的潛在脫碳技術(shù)選擇。研究表明,直接使用氫燃料可以將飛機排放氣體對氣候的影響降低50%-75%,使用氫燃料電池對氣候的影響可以提高75%-90%。
中國氫能聯(lián)盟預(yù)測,2060年航空領(lǐng)域的氫氣消費量將達到200萬噸,約占航空能源需求的5%,展現(xiàn)出了一定的需求潛力。
目前全球已有多種氫能飛機型號處于研制和試驗階段,例如位于德國的H2FLY宣布將液態(tài)氫儲存系統(tǒng)整合到HY4飛機上、Zeroavia聯(lián)手德事隆航空助力氫電飛行等等案例,都已表明國際上正逐步利用液氫替代商用航天飛機的主要燃料。國內(nèi)也開始采用液氫,但是還未在民用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模推廣。
氫能在商用車應(yīng)用已經(jīng)先行一步,其底層共性技術(shù)與航運航空氫能動力技術(shù)可實現(xiàn)互通、互用。我國可利用在新能源汽車等產(chǎn)業(yè)形成的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ),加快氫能航運航空動力技術(shù)發(fā)展。