于民：良好的基礎(chǔ)支撐氫燃料電池產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健發(fā)展

隨著能源、環(huán)境、氣候變化問(wèn)題的日益突出，全球能源正在向低碳、低污染轉(zhuǎn)型。氫能既可以滿足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求，又能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，在世界能源轉(zhuǎn)型中，氫能的決策、價(jià)值備受重視。

 

拒統(tǒng)計(jì)，已有30多個(gè)國(guó)家發(fā)布了氫能路線圖，宣布了200多個(gè)氫能投資計(jì)劃，積極支持氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)。全球氫能產(chǎn)業(yè)建設(shè)又達(dá)到了一個(gè)小高潮。

 

氫燃料電池汽車既有傳統(tǒng)燃油車?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、燃料加注時(shí)間短、環(huán)境適應(yīng)性好的特點(diǎn)，又有純電動(dòng)、零排放的優(yōu)點(diǎn)，可助力大氣污染治理，是替代傳統(tǒng)燃油車的理想選擇。同時(shí)，氫燃料電池汽車的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)邏輯和燃油車十分類似，可以借助現(xiàn)有加油站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)油氫合建站，節(jié)約運(yùn)營(yíng)管理成本，助力傳統(tǒng)能源運(yùn)營(yíng)商向低碳轉(zhuǎn)型。

 

因此，不管從交通減碳，還是從帶動(dòng)傳統(tǒng)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型來(lái)看，氫燃料電池汽車都是當(dāng)前先立再破、減碳基調(diào)下中國(guó)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的絕佳實(shí)驗(yàn)場(chǎng)和突破口。

 

氫燃料電池汽車在冬奧會(huì)上的實(shí)踐

 

近年來(lái)，北京億華通公司先后承擔(dān)國(guó)家科技部和北京市相關(guān)項(xiàng)目共計(jì)28項(xiàng)，其中涉及冬奧場(chǎng)景應(yīng)用項(xiàng)目共6項(xiàng)。

 

通過(guò)項(xiàng)目的支持，億華通針對(duì)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大功率、高功率密度、長(zhǎng)壽命、高可靠性、環(huán)境適應(yīng)性（高海波、超低溫）等關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了攻關(guān)，完成了30-120kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)，并于2021年12月發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款額定功率達(dá)到240kW的車用燃料電池系統(tǒng)，功率密度可達(dá)到800W/kg以上，可實(shí)現(xiàn)-35℃低溫啟動(dòng)。

 

為適應(yīng)冬奧會(huì)賽區(qū)的超低溫環(huán)境，億華通攜手福田歐輝客車于2020年1月在海拉爾完成了極寒測(cè)試，氫燃料電池客車在-30℃的環(huán)境下，放置超過(guò)8小時(shí)后，進(jìn)行了超低溫冷啟動(dòng)測(cè)試，116秒成功啟動(dòng)。

 

2021年2月，搭載億華通燃料電池系統(tǒng)的80輛汽車在-20℃環(huán)境下順利通過(guò)相約北京系列冬奧測(cè)試賽，車輛在低溫啟動(dòng)、雪地爬坡、續(xù)航能力等方面均符合冬奧測(cè)試要求。2021年11月20日至2022年1月2日系列車輛順利通過(guò)三次冬奧賽前測(cè)試，完成賽區(qū)全閉環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)演練、冬奧村全流程、全要素壓力測(cè)試、2021/2022國(guó)際雪聯(lián)跳臺(tái)滑雪洲際杯、2021/2022國(guó)際雪聯(lián)北歐洲際杯測(cè)試等賽前檢驗(yàn)，車輛運(yùn)營(yíng)狀況良好。

 

在北京2022年冬奧會(huì)期間，億華通服務(wù)保障團(tuán)隊(duì)在延慶、崇禮及北京主賽區(qū)為冬奧交通車輛提供服務(wù)保障工作，并定時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行點(diǎn)檢、巡檢、保養(yǎng)，保障車輛具備良好運(yùn)行狀態(tài)。車輛運(yùn)行狀態(tài)良好，順利完成接駁任務(wù)。

 

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，冬奧會(huì)期間紅線內(nèi)有569輛搭載億華通發(fā)動(dòng)機(jī)的氫燃料電池汽車，京張兩地搭載億華通發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料電池汽車共700余輛服務(wù)冬奧會(huì)，接駁車輛圓滿完成出勤任務(wù)，為助力綠色冬奧、科技冬奧做出了貢獻(xiàn)。

 

通過(guò)北京2022年冬奧會(huì)的考驗(yàn)，將進(jìn)一步驗(yàn)證了產(chǎn)品及核心零部件的可靠性、環(huán)境適應(yīng)性等關(guān)鍵性能，為氫燃料電池車的產(chǎn)業(yè)化推廣奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

 

截至目前，搭載億華通氫燃料電池系統(tǒng)的車輛已在北京、上海、張家口、成都、淄博等16個(gè)城市實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，累計(jì)運(yùn)營(yíng)車輛1800余臺(tái)，單車最高行駛里程超過(guò)21萬(wàn)公里。

 

氫燃料電池技術(shù)進(jìn)展明顯

 

目前，我國(guó)已經(jīng)掌握了燃料電池及核心零部件自主化開(kāi)發(fā)核心技術(shù)，產(chǎn)品在功率密度、低溫啟動(dòng)能力、經(jīng)濟(jì)性等方面已取得明顯進(jìn)步。

 

產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)方面，我國(guó)氫燃料電池汽車的自主化產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系基本建立，燃料電池系統(tǒng)電堆、膜電極等系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，質(zhì)子交換膜、碳紙等正在進(jìn)行批量化驗(yàn)證。

 

車載氫系統(tǒng)方面，高端碳纖維基本實(shí)現(xiàn)攻關(guān)，部分高壓管閥件也有企業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)，預(yù)計(jì)經(jīng)過(guò)四年的示范，燃料電池汽車專用部件有望實(shí)現(xiàn)完全自主，對(duì)產(chǎn)業(yè)降本起到極大的促進(jìn)作用。

 

加氫站是燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，上海、北京、佛山等地已率先制定或出臺(tái)了明確的加氫站管理制度及支持政策，加氫站建設(shè)進(jìn)程加快，截止2021年底，全國(guó)共建成230座加氫站，同比翻倍，在站用設(shè)備自主化方面也取得一定成績(jī)。以站用壓縮機(jī)為例，目前建成的加氫站當(dāng)中，60%以上采用自主化壓縮機(jī)，有利于建站成本的降低。

 

資本助力方面，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)和氫能政策的逐步明確，使氫能的地位逐步提高，吸引資本追逐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年1-7月，國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)公開(kāi)投資總額超過(guò)2500億元，同比增長(zhǎng)90%。從投資項(xiàng)目數(shù)分布來(lái)看，燃料電池環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)投資最活躍的領(lǐng)域，制氫環(huán)節(jié)呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。央企也積極在制氫、儲(chǔ)氫、加氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈布局。資本的介入不但為產(chǎn)業(yè)注入了充足的資金，提高了產(chǎn)業(yè)公信力，更能促進(jìn)戰(zhàn)略資本與氫能企業(yè)間資源的整合，加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

 

目前，中國(guó)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了規(guī)?；痉兜男码A段。未來(lái)車用市場(chǎng)仍然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口。基于城市群示范計(jì)劃，燃料電池汽車應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑼卣怪辆€路固定、便于進(jìn)行加氫站建設(shè)的中重卡及中長(zhǎng)途旅游客運(yùn)，2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5萬(wàn)-10萬(wàn)輛，車用氫氣需求將超過(guò)20萬(wàn)噸/年；到2030年，隨著加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成果初具成效，各環(huán)節(jié)成本進(jìn)一步下降，氫燃料電池汽車應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)展至汽車應(yīng)用全市場(chǎng)，市場(chǎng)進(jìn)入快速發(fā)展期，車輛規(guī)模超過(guò)100萬(wàn)輛，車用氫氣需求將達(dá)到400萬(wàn)噸/年。

 

多方發(fā)力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展

 

持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。為滿足不同階段市場(chǎng)擴(kuò)展需求，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需向輕量化、高里程、長(zhǎng)壽命、低成本、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性發(fā)展。另外，為提升產(chǎn)品續(xù)航能力，高儲(chǔ)氫密度、車載氫系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也尤為重要，預(yù)計(jì)到2025年前后，70兆帕高壓Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶技術(shù)將在我國(guó)得到應(yīng)用，同時(shí)液氫將初具規(guī)模。

 

除技術(shù)創(chuàng)新外，快速降本也尤為重要。以燃料電池降本為例，一方面可以從整合集成、變更材料等維度出發(fā)，在提升性能的同時(shí)，推進(jìn)技術(shù)降本。如億華通在新一代產(chǎn)品上采用脈沖引射方案，替代傳統(tǒng)氫氣循環(huán)泵，不僅降低了系統(tǒng)的重量，也使單臺(tái)成本降低2萬(wàn)多元。另一方面，加速規(guī)模化也是實(shí)現(xiàn)降本的有效途徑，根據(jù)美國(guó)能源部測(cè)算，當(dāng)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量達(dá)到50萬(wàn)套時(shí)，成本可以下降至45美元/千瓦，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)成本相當(dāng)。

 

為了給后續(xù)更大規(guī)模的應(yīng)用做好準(zhǔn)備，建議建立可復(fù)制的綠色產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如張家口在當(dāng)?shù)卣拇罅χС窒?，以豐富的風(fēng)電資源為基礎(chǔ)，將綠電資源與綠氫技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)有效的市場(chǎng)拉動(dòng)，快速完成了集制氫、加氫、氫能裝備制造機(jī)氫燃料電池汽車應(yīng)用為一體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)的搭建，為其他地區(qū)發(fā)展氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

 

支持產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還需要?dú)湓炊撕驼?、政策端給予支持。氫能供應(yīng)保障體系需要跟上燃料電池汽車推廣的節(jié)奏，建議建立涵蓋制、儲(chǔ)、運(yùn)全鏈條的經(jīng)濟(jì)低碳?xì)淠鼙Ｕ象w系，引導(dǎo)綠氫制備，提升氫氣儲(chǔ)運(yùn)能力，適當(dāng)超前布局加氫站。

 

在政策方面，建議拓展燃料電池汽車示范城市群，將基礎(chǔ)好、且地方發(fā)展積極性強(qiáng)的成都、重慶等地區(qū)納入示范城市群，以規(guī)模化發(fā)展支撐產(chǎn)業(yè)化進(jìn)步。

 

（于民為北京億華通科技股份有限公司常務(wù)副總經(jīng)理，內(nèi)容由鄭金武采訪整理）