作為利用新能源的主要方向之一，大力發(fā)展氫燃料技術(shù)一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點，也是我國非常明確的新能源發(fā)展方向。
有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，預(yù)計到2050年，在中國能源體系中氫能占比將達到10%，氫氣需求量接近6000萬噸，年經(jīng)濟產(chǎn)值超過10萬億元;燃料電池車產(chǎn)量達520萬輛/年，固定式發(fā)電裝置2萬臺套/年，燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)能550萬臺套/年;建成加氫站10000座以上，并在交通運輸、工業(yè)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)氫能的普及應(yīng)用。
從以上的數(shù)字來看，氫能有著極為廣闊的發(fā)展前景，最終或有望成為一個年產(chǎn)值以萬億計量的大產(chǎn)業(yè)。
前景可期 氫燃料或成新能源終極選擇
新能源的終極解決方案是什么?多位專業(yè)人士透露，“氫燃料技術(shù)”是目前遏制全球氣候變暖、不可再生能源減少的重要技術(shù)路徑，甚至被譽為當代科技下，人類利用能源的最終形態(tài)。
據(jù)中國汽車工程學(xué)會曾海威介紹，以汽車應(yīng)用為例，若能實現(xiàn)搭載氫燃料電池作為能量源，其優(yōu)勢將無可比擬。屆時，汽車在行駛過程中的產(chǎn)物只是純凈水，整個反應(yīng)過程可完全實現(xiàn)零碳排放。此外，氫元素是分子量最小的元素，氫氣也確實是最“輕”的氣體。以此作為能量源，功率密度比非常高，僅用5kg左右的氫氣，就能讓車輛續(xù)航800km(以最新量產(chǎn)車型計算)。不僅比同等續(xù)航能力的電動車的電池組在重量上輕了不少，加氫的過程也更加便捷，只需5分鐘左右就能完成補氫，充能效率堪比燃油車。
雖然氫燃料電池和電動車都能夠?qū)崿F(xiàn)零排放的清潔能源，但“氫”卻擁有重量更輕、充能速度更快等諸多重要優(yōu)勢，也正是基于這些原因，氫燃料電池才被稱作“終極能源解決方式”。
作為業(yè)內(nèi)公認的理想新能源，“氫”的來源也非常廣泛。工業(yè)副產(chǎn)氫，煤制氫，天然氣制氫等技術(shù)都已十分成熟。特別是焦爐煤氣中產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)氫，過去都是直接當做燃料燒掉，利用價值并不比同等熱值的煤炭高。但如若氫燃料電池興起，高純氫氣的銷路就有了極大保障，企業(yè)也會更積極的進行氫氣儲能，通過提純一部分做燃料電池的燃料，以提高副產(chǎn)品價值。
依據(jù)日本氫氣的價格，氫能源汽車續(xù)航650KM僅需4600日元，約合278元人民幣，甚至比汽油的價格更為便宜。且氫氣的價格不會像汽油隨石油有較大波動，未來只會隨著技術(shù)的提升越來越便宜。
對車企而言，也同樣把氫燃料電池車當作其未來發(fā)展的最終目標。而一些已經(jīng)有了氫能源技術(shù)積累的主流國內(nèi)外品牌，也紛紛“大秀肌肉”，以展示自己的氫燃料電池車技術(shù)，一場氫能源汽車大賽的集結(jié)號已經(jīng)正式吹響。
而這一趨勢，也從氫燃料電池車產(chǎn)銷量上體現(xiàn)了出來。
中汽協(xié)的數(shù)據(jù)顯示，2019年，我國氫燃料電池汽車銷售2737臺，同比增長79%;2018年銷售1527臺，同比增長約20%。根據(jù)部分地方政府出臺的推廣目標統(tǒng)計，2020年各地將合計推廣5000臺左右燃料電池車，總保有量或?qū)⒃谀甑走_到1萬臺。而《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中明確提出，2020年、2025年和2030年，中國燃料電池汽車的發(fā)展目標分別為1萬輛、10萬輛以及100萬輛。
尤其是2019年以來，各級政府相繼出臺氫燃料電池汽車長遠規(guī)劃，隨著各地規(guī)劃順利實施，氫燃料電池車的發(fā)展前景將一片光明。
困難重重 氫能源應(yīng)用仍非一片坦途
在推動落地方面，2018年2月13日財政部、工信部、科技部、發(fā)改委四部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于調(diào)整完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》表明，根據(jù)新的補貼政策，與純電汽車不同，明確燃料電池汽車補貼永不退坡，力度不減。
具體補貼的金額是乘用車20萬，輕型客車30萬，大型客車50萬。另外一些地方還規(guī)定了1：1的配比政策。行業(yè)分析師陳杼望認為，這意味著，消費者在購買氫能源汽車時，地方補貼將與國家補貼看齊，甚至能享受到的最多翻倍的優(yōu)惠額度?？涨暗难a貼力度是足夠的，將逐步帶動氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)取得實質(zhì)性進展。
當然，這并不意味著國人開上氫燃料電池車的日子已然臨近。陳杼望表示，考慮W2W(Well to Wheel，從礦井到車輪)的整個過程，氫能源的應(yīng)用場景，依然困難重重。而與國際成熟的技術(shù)相比，我國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)化眼前還存在明顯的技術(shù)短板。包括零部件、整個高端的集成、電池的壽命、成本、批量制備能力等方面，還存在比較大的差距。
據(jù)曾海威介紹，作為氫燃料電池汽車的核心部件，燃料電池系統(tǒng)成本占整車成本的64%，而其中又以燃料電堆為重要組成部分，占整個燃料電池成本的47%。
我國燃料電池堆雖具備一定的技術(shù)儲備，但許多零部件如氣體擴散層、質(zhì)子交換膜、密封件國內(nèi)無量產(chǎn)，催化劑、膜電極、雙極板雖實現(xiàn)了國產(chǎn)化，但在系統(tǒng)性能和總成本上較國外仍存在較大差距距。
在使用環(huán)節(jié)上，由于燃料電池汽車比其他汽車更為精密，因此維護成本更高;氫氣在制備、儲存、運輸?shù)冗^程中也需要更多的技術(shù)處理，成本也相應(yīng)提升;配套設(shè)施方面，燃料電池汽車使用需要眾多加氫站支持，加氫站由于需要配置大型壓縮機等大型設(shè)備，成本同樣比加油站和充電站更高。
成本層層加碼下，過于高昂的費用，使得市場需求不足，進而阻礙了創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)熱情，這些都是制約國內(nèi)發(fā)展氫燃料的要素。
降低燃料電堆成本的關(guān)鍵在于核心組件膜電極的技術(shù)突破。曾海威認為，膜電極中的催化劑大量使用稀缺的鉑金屬為原材料，價格昂貴。因此降低鉑金屬用量、尋找鉑金屬替代品將成為降低氫燃料電池汽車成本的主要方向。
此外，加氫站建設(shè)、儲氫和運氫成本是氫燃料電池汽車商業(yè)推廣的關(guān)鍵驅(qū)動因素。雖然制取合格氫氣實際成本很低，但是難點在運輸和存儲上，即使用新能源的廢電這種幾乎免費的方式來制氫，也面臨運輸和存儲成本高的問題。
與加油站、充電站相比，加氫站的主要問題在于，建設(shè)成本非常高。陳杼望告訴記者，加氫站主要來自于大容量高壓儲存設(shè)備以及加氫裝置，其建設(shè)成本約為1500萬～2000萬元;站內(nèi)不產(chǎn)氫的小型、微小型加氫站的建設(shè)費用一般約為600萬～1000萬元，其日加氫量僅100～400公斤，是一個加油站投資額的10倍。
受制于如此高的成本，加注站“回本”盈利困難，目前幾乎無法進行純商業(yè)化運營。在很大程度上需要政府部門的政策和資金支持，依賴于財政撥款推動。故而氫燃料電池技術(shù)的落地與普及，難說是一片坦途。
多輪驅(qū)動 氫燃料領(lǐng)域成長性極高
雖然苦難重重，但作為全球能源技術(shù)革命的重要方向，已有越來越多的國家致力于推動建設(shè)“氫能社會”。作為一種普世性的能源載體，氫能源的大規(guī)模應(yīng)用尚處于導(dǎo)入期，尤其是燃料電池作為我國新能源汽車“三橫三縱”發(fā)展路線的重要分支，分外需要政策的支持引導(dǎo)。
2019年3月15日，《政府工作報告》首次對“推動加氫站建設(shè)”進行描述;緊接著的3月28日，李克強總理在博鰲亞洲論壇年會上指出，要“加快發(fā)展人工智能、自動駕駛、氫能源等新興產(chǎn)業(yè)”，氫能源建設(shè)成為未來新能源的發(fā)展趨勢，我國開始力推氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》更是明確提出，要系統(tǒng)推進燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，到2020年實現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)?；痉稇?yīng)用。
氫能源產(chǎn)業(yè)也得到地方政府的政策支持與響應(yīng)。據(jù)悉，目前已有20多個省市出臺氫能的發(fā)展規(guī)劃和氫燃料汽車的發(fā)展規(guī)劃，形成了華東、華中、華南、華北、東北、西南六個氫能和氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)群。
在國家的大力扶持下，難免會出現(xiàn)一些貪圖財政補貼、糊弄圈錢、欺世盜名之徒。但是“水氫汽車”這類鬧劇注定不會是主流業(yè)態(tài)，總體的趨勢還是向前發(fā)展的。相關(guān)數(shù)據(jù)披露，2006—2017年燃料電池成本由124美元/kW下降至45美元/kW，10年間降幅度高達63.7%。未來，隨著核心技術(shù)的突破、加氫站建設(shè)普及以及政策支持的多輪驅(qū)動下，在氫燃料電池領(lǐng)域，技術(shù)的成熟和成本的下降已是必然。
