多款氢能汽车亮相车展

4月18日,广汽集团总经理冯兴亚在面对媒体采访时表示,XEV会成为汽车行业电动化的新潮流。

XEV是指包括PHEV、REV、HEV,以及氢燃料电池汽车等多种形式在内的新能源动力形式统称。冯兴亚表示,仅关注埃安纯电车会失去XEV的发展机会,这些“带内燃机的车型重任”将由传祺来承担。目前,广汽集团已经发布了“NEXT” (New EV+XEV Transition)战略,将向EV和XEV同步发力。

广汽已经意识到了潮流走向。本届上海车展上,广汽展出了由氢内燃机与广汽机电耦合系统GMC组成的钜浪-氢混动系统,氢能源概念车SPACE也一并展出。

除广汽外,自主车企中长安和东风也带来了自己的氢能源车型。长安展出了深蓝S7氢电版和深蓝SL03氢电版,二者百公里氢耗分别可达0.73kg和0.65kg。此前上市的深蓝SL03氢电版起售价69.99万元,较丰田Mirai、现代NEXO的海外售价仍高出20-30万,业内人士分析称该车的象征意义要远大于其市场价值。眼下,深蓝S7也将在年中迎来上市。

东风的氢能源车型是MPV岚图梦想家,该车搭载东风公司自主研发的130kW高效氢燃料电池系统,采用高压共轨储氢模块以改善车载储氢系统的储存效率。其采用的全功率燃料技术路线获得了2022年中国汽车工程学会科技进步奖一等奖。

汽车之家

跨国车企以日韩为主,现代汽车NEXO中国版参展,还展示了高性能氢燃料电池混合动力概念车N Vision 74和集团首个海外氢燃料电池系统研发、生产、销售基地——“HTWO广州”的沙盘模型。氢能领域独步全球的丰田带来了自己的第二代MIRAI和Cross H2概念车。

第二代MIRAI加氢3分钟,续航800公里,必要时还能为发电机提供电能。卡罗拉Cross H2概念车将氢燃烧功率提高了24%与汽油发动机相当,续航里程也增加了30%,并将加氢过程缩短至1分半钟。此外,丰田还宣布于2024年在北京投产日本海外首个氢燃料电池系统生产工厂。

豪华品牌中,BMW展出了 iX5 Hydrogen氢燃料电池车,该车装载700Bar(70Mpa)、6千克容量的储氢罐,可在3-4分钟内快速加氢,续航水平504公里。

从中不难发现,在氢能汽车领域积极布局的均为体量巨大的汽车集团。近年凭借电动化快速涌现的一干造车新势力尚未回血,自然无力参与下注。氢能这条赛道,还得几位“老将”来跑。

 

制、运、储成本是瓶颈

据中国汽车工业协会数据显示,2023年3月氢燃料电池汽车产销分别完成401辆和478辆,环比分别增长301%和 1095%,同比分别增长-19.8%和27%。一季度氢燃料电池汽车累计产销分别为566辆和681辆。虽然氢能源是汽车工业的未来蓝海,但目前中国氢能源汽车的基数还相当少,“大势”未起。

我国不同方式制氢成本对比

氢能难以普及,主要是受制于制、运、储三个环节的高昂成本。目前成本最低的煤制“灰氢”约8~10元/kg,而成本最高的电网制氢可以达到43-44元/kg。为实现碳达峰,不可再生资源制氢路线还将被逐步抛弃,可再生能源制氢和天然气制氢将成为主要渠道。

氢气储运方式包括氢气专用管道、压缩氢气(CH2)、液化氢气(LH2)、液体有机物氢载体(LOHC)、金属合金储氢等方式,其中LOHC和LH2最具成本优势,但上游和下游分别需要加氢、脱氢和液化、气化设施,更适合300km以上的长距离、大规模氢气运输。50km以内的氢气运输仍以管道运输和管束车运输为主,而储氢罐每天会有0.12%-0.24%的氢气损失。

加氢3分钟,货车能跑350公里! 北京建成全球最大加氢站

在氢气加注环节,不含土地投资情况下,国内加氢规模为500kg/d的加氢站的投资约1200~1500万元,1000kg/d的加氢站投资约2000~2500万元,其中设备及土建的投资占约70%以上。目前国内共建成投运的加氢站共310座,而全国加油站在2022年的数量为11.3万座。值得一提的是,现代NEXO中国版氢气加注压力为700bar,而国内大多数加氢站的加注压力仅达到350bar,加注压力等级还需进一步提升。

中国氢能联盟发布的《氢能平价之路》中提到,在不考虑技术突破带来的任何其它影响的条件下,扩大氢能产业规模将是降低氢能源应用成本的最大动力。

对于汽车产业而言,还需面对燃料电池催化剂铂金的高昂成本。据华经产业研究院估计,催化剂在氢燃料电池电堆成本中占比达到36%,而铂金作为催化剂以目前的技术具有不可替代性。根据公开资料,现代NEXO氢燃料电池SUV的铂金用量是56克,技术较为先进的本田Mirai则需要15克铂,而国内铂用量大概在30-40克/辆水平,然而全球铂的年产量仅为90吨。以2035年全球燃料电池车保有量达到300万辆,技术进步推动每辆载铂降至当前1/3(10克)水平计,2035年燃料电池载铂用量将达到8.4吨。

不过,时间仍给技术突破留有空间,目前国内在氢气运输上已经取得了一定进展。4月13日,氢枫能源推出的第一代吨级镁基固态储运氢车(MH-100T)在上海汽车会展中心发布。第一代吨级镁基固态储运氢车(MH-100T)以镁合金材料为氢气存储介质,可以实现安全、高效、大容量的氢气储运,单车储氢容量为1吨,对比目前主流的高压气态储运模式在中长距离、中大规模氢气运输上具有显著优势,在氢气储运模式上实现了创新。

4月16日,中国石油对外发布消息,通过天然气掺氢技术利用现有天然气管道长距离输送氢气的技术获得了突破。目前宁夏银川宁东天然气掺氢管道示范平台的掺氢比例已逐步达到24%,经过100天的测试运行,这条397公里长的天然气管线整体运行安全稳定。

 

政策因素为最大推手

松下集团全球副总裁、集团中国东北亚总代表本间哲朗在接受媒体采访时表示,“氢能方面还需要各种各样的政策来推动,是一个少不了的因素。(中国)新能源汽车也是有政策才能够成为全球领先的市场,这是我的理解。”

政策确实在推进产业发展中作用巨大。2022年3月,国家发改委、国家能源局已正式发布了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,标志将氢能正式纳入能源体系。放眼世界,目前欧盟、德国、日本、美国等20多个发达国家和地区已经制定了氢能发展战略,预计至2025年,制定氢能战略国家GDP总和将超过全球总量的80%。

从各国目前的氢能发展水平上看,日本、美国、中国、韩国和德国是燃料电池技术的主要专利申请国,在关键技术研发上发展较为均衡,其中日本全球专利排名第一。

日本受制于国内能源匮乏,一直高度重视能源安全问题。在福岛核事故爆发后,日本即提出构筑“氢能社会”的战略构想,成为首个发布国家级氢能战略的国家。

在日本氢能产业推进成长的过程中,行业联盟起到卓越的促进作用。丰田、三菱等头部企业为主要成员的日本经济团体联合会协助政策制定和推进实施;2018年成立的Japan H2 Mobility(JHyM)联盟专职沟通政企双方需求,与加氢站维运公司、汽车制造商、金融投资者等合作,推广加氢站建设;2020年成立的日本氢能协会再次集合氢能头部企业,搭建行业监管框架。去年日本公布《第六次能源基本计划》,力争2030年将氢气成本降至约30日元/Nm3,与化石燃料同等水平,加速社会应用,并通过设置绿色创新基金支持技术创新。

韩国也不遑多让,先后制定《氢经济法》《绿色新政》,为氢经济奠定法律基础;同时利用政府资金,采用建设-转让-租赁模式克服氢基础设施缺乏短期盈利能力的问题。引领了第二次工业革命的德国也没有错过这次机会,凭借国家氢能及燃料电池创新项目(NIP)和欧洲燃料电池与氢联合行动计划(FCH JU)支持了一大批可再生能源制氢、天然气掺氢以及燃料电池发电项目,确立了在氢能及燃料电池领域的技术领先地位。

他国的扶持政策或将对我国氢能产业发展形成有利借鉴。目前我国已成为世界上最大的制氢国,全产业链规模以上工业企业超过 300 家。据中央财经大学绿色金融国际研究院观点,未来氢能产业仍需加强政策支持,在制氢技术领域由“灰氢”向蓝、绿氢突破,完善产业配套和金融支持服务体系。

原文作者:宋路芳菲
编辑:宋路芳菲