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“北京冬奧”點燃氫能源汽車革命

2021東京奧運和2022北京冬奧會後,氫能産業的發展将進入快車道,氫燃料電池汽車也将正式進入全球幾大經濟體的重點發展規劃。

繼東京奧運後,北京冬奧再次刮起“氫能源旋風”。在衆多的産品中,氫燃料電池車無疑最受矚目,而奧運的聚集效應也将在很大強度上助推這一“新物種”的産業化程序。

北京冬奧的明星

氫能源汽車的發展史可以追溯到19世紀,但直到2017年豐田推出世界第一台氫能源汽車Mirai,才真正邁出産業化的步伐。經過近十年的發展,全球氫能源車保有輛僅有區區5萬台,而最近兩次奧運會上登台亮相的氫能源汽車就多達兩千台。其中,東京奧運會上有600多台,北京冬奧會上有1200多台。兩次奧運會提供了全球範圍内的大規模燃料電池汽車示範場所,而北京冬奧會在氫燃料電池汽車投入總數量、電池功率、性能等更是超越了東京。

“北京冬奧”點燃氫能源汽車革命

根據北京冬奧組委公布的資料,北京冬奧會示範運作超1000輛氫能源汽車,車型包括氫燃料電池大巴、氫燃料電池小轎車、氫燃料電池特種車等。這些汽車主要來自國産品牌車企。北汽福田提供649輛氫燃料電池客車,宇通客車100台客車,還有中國一汽的5輛紅旗H5氫燃料電池乘用車。另外,吉利星際客車等加入此次“氫車秀”。

作為奧運會的全球贊助商,也是全球氫能源乘用車的最高技術水準擁有者,豐田向本次運動會傳遞140輛氫燃料電池乘用車MIRAI和107輛氫燃料電池福祉車COASTER。

另外,本屆冬奧會配備了30多個加氫站,保障比賽期間的氫能供應。

氫能車的優勢

“新能源車”主要包括锂電池車和氫燃料電池汽車。經過十多年的發展,全球锂電池汽車的産業鍊已經相對成熟,目前達到1000萬台的保有量。

相比之下,氫能源汽車的開發尚處于早期階段。與锂電相比,氫能源汽車在耐低溫、續航能力、充電時間方面具有明顯優勢。而這些優勢在北京冬奧得到充分展現。

北京冬奧共三個賽場,除了北京賽場外,延慶和張家口賽場均處山地,冬天面臨極寒氣候。鑒此,《北京冬奧會低碳管理報告(賽前)》提出“平原用電、山地用氫”的原則,以建構北京冬奧的低碳交通體系。

“北京冬奧”點燃氫能源汽車革命

氫燃料電池低溫性能優越,可實作-30℃低溫啟動,-40℃低溫儲存。國産品牌氫燃料電池裝載的公共汽車單次加注續航裡程約為300公裡,團體車的續航裡程可以達到500公裡,加注一次可保障車輛正常行駛一天。在關鍵技術性能方面,國産電堆的電流密度、電堆體積功率密度均有提高,確定搭載車輛有足夠的動力在山地、陡坡地勢環境下正常行駛。在加氫時間方面,氫燃料電池車隻需要10-15分鐘就能加滿,而锂電池往往需要三個小時以上。

氫能:終極能源

以上特點都讓燃料電池車在這次北京冬奧上大顯身手。而冬奧的示範實踐又讓人們對燃料電池汽車的未來發展充滿更大的希望,因為與锂電池相比,燃料電池在“低碳”中更具戰略價值。

大陸的锂電池車經過多年的發展,第一批報廢電池的處理問題已經擺上日程。據統計,大陸2020年需要退役的動力電池達到20萬噸,預計這一數字在2025年将升至80萬噸。而氫燃料電池車的排放物是水,也不存在廢舊電池的處理問題,是以為被為“終極能源”。

氫氣的制取分為三種,“灰氫”是通過石化燃料制氫,“藍氫”在石化材料制氫的過程中加入碳捕捉和碳封存技術,但兩種制氫方式均涉及碳排放。最潔淨的方式是“綠氫”,又稱電解水制氫。綠氫最大的問題是電力消耗大,如果使用風能、光伏等可再生能源發電,則可從源頭保障燃料電池汽車所用氫氣清潔無污染,是實作低碳環保的最佳路徑。

“北京冬奧”點燃氫能源汽車革命

氫能汽車的減排效果明顯。以公共汽車為例,普通燃油車百公裡油耗35升,百公裡碳排放94.8公斤。如使用燃料電池公共汽車,每車每百公裡減少排放二氧化碳94.8公斤。

東京奧運首演“氫車秀”

如果說中國的氫能産業是近兩三年才爆發,而日本的氫戰略卻是“蓄謀已久”。東京奧運會則被政府視作展示日本新技術變革的一次戰略機遇。

為擺脫經濟的長期低迷,摘掉“失落三十年”的帽子,日本政府大力發展新能源,曾一度采取核能和氫能的“兩條腳戰略”。2013年福島核洩露事故後,遂專注于氫能的創新和發展,希望借此上司全球的“第四次能源革命”,重回世界科技的巅峰。過去十年,日本政府和企業重金下注氫能産業,研發預算為世界第二,僅次于歐盟,在單體國家中名列世界第一。

截止2021東京奧運,日本在氫能基礎設施系統的建設上已經從達到全球領先,完成從綠氫制造到終端應用的全産業鍊發展。在制氫方面,福島縣建成全球最大的太陽能制氫生産基地之一;在儲運方面,日本采用有機液體儲運、氨載體、液氫儲運方式,從文萊、沙特及澳洲進口氫氣;在運用方面,已有至少4萬輛氫燃料電池車投入使用,其中,豐田Mirai全球累計銷量達到1.8萬輛,包括本土銷售的7000輛;截至2021年底,日本投入營運的加氫站達157座,是全球最大的加氫站網絡。且已出售42萬台家庭氫燃料電池裝置Ene-Farm。

“北京冬奧”點燃氫能源汽車革命

2021東京奧運會上,豐田共投放3,700輛汽車,包括約500輛氫燃料電池乘用車Mirai與100多輛氫燃料電池巴士SORA,是氫能車的首次大規模示範運用。

奧運效應助推産業革命

縱覽奧運的發展史,也是一部科技革命發展史,每次奧運會都将帶來技術的變革與生産力的提升。1964年的日本奧運會後,以新幹線為代表的日本高鐵進入了黃金發展期。有專家認為,2021東京奧運和2022北京冬奧會後,氫能産業的發展将進入快車道,氫燃料電池汽車也将正式進入全球幾大經濟體的重點發展規劃。

早在2008年北京奧運會,中國就開始嘗試投入氫燃料電池客車,但僅有3輛車投放,應用示範規模有限。兩年後的上海世博會,投入示範營運的氫燃料電池汽車數量增加至196輛。北京冬奧給氫燃料電池車提供了更大的平台,國産汽車品牌更是占據主導。雖然不少燃料電池核心部件的技術還依賴進口,但億華通、國家電投等本國電堆企業的崛起,标志着中國的氫燃料電池車産業正在快速成長。

豐田此次給北京冬奧提供2205輛汽車,其中包括140輛Mirai和105輛柯斯達,這是豐田首次将第二代Mirai氫燃料電池乘用車引入中國市場,并且實作大規模的實際應用。而柯斯達氫擎是專門為北京2022年冬奧會和冬殘奧會開發的一款氫燃料電池車,也是豐田汽車首次在海外實作氫燃料電池技術從研發到生産的全流程本土化。

“北京冬奧”點燃氫能源汽車革命

目前全球氫能産業仍處于産業化早期,尚無成熟的商業模式,幾乎都得依靠補貼才能發展。但輿論認為,北京冬奧運會的示範作用,加上國内氫燃料電池汽車示範城市群項目正式鋪開,2022年或将成為一個曆史的轉折點,尤其是助推中國的氫能産業發展。

據不完全統計,目前全國有30個省份、150多個城市在其“十四五”規劃中提及氫能發展,有50多個城市出台了地方氫能産業發展專項規劃。在國内的上市公司中,超過120家企業在業務發展中規劃了氫能相關内容。預計,到2025年全國将建成加氫站超過1000座,推廣氫燃料車超過5.4萬輛。其保有量在2030年将增至100萬輛。氫燃料電池汽車已經走進科創發展的時代主流。

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