于民：良好的基礎支撐氫燃料電池產(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，又能帶來巨大的經(jīng)濟效益，在世界能源轉(zhuǎn)型中，氫能的決策、價值備受重視。

 

拒統(tǒng)計，已有30多個國家發(fā)布了氫能路線圖，宣布了200多個氫能投資計劃，積極支持氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)。全球氫能產(chǎn)業(yè)建設又達到了一個小高潮。

 

氫燃料電池汽車既有傳統(tǒng)燃油車續(xù)航里程長、燃料加注時間短、環(huán)境適應性好的特點，又有純電動、零排放的優(yōu)點，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，氫燃料電池汽車的基礎設施建設邏輯和燃油車十分類似，可以借助現(xiàn)有加油站網(wǎng)絡建設油氫合建站，節(jié)約運營管理成本，助力傳統(tǒng)能源運營商向低碳轉(zhuǎn)型。

 

因此，不管從交通減碳，還是從帶動傳統(tǒng)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型來看，氫燃料電池汽車都是當前先立再破、減碳基調(diào)下中國推動能源轉(zhuǎn)型升級的絕佳實驗場和突破口。

 

氫燃料電池汽車在冬奧會上的實踐

 

近年來，北京億華通公司先后承擔國家科技部和北京市相關(guān)項目共計28項，其中涉及冬奧場景應用項目共6項。

 

通過項目的支持，億華通針對氫燃料電池發(fā)動機大功率、高功率密度、長壽命、高可靠性、環(huán)境適應性（高海波、超低溫）等關(guān)鍵核心技術(shù)問題進行了攻關(guān)，完成了30-120kW燃料電池發(fā)動機的開發(fā)，并于2021年12月發(fā)布了國內(nèi)首款額定功率達到240kW的車用燃料電池系統(tǒng)，功率密度可達到800W/kg以上，可實現(xiàn)-35℃低溫啟動。

 

為適應冬奧會賽區(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試，氫燃料電池客車在-30℃的環(huán)境下，放置超過8小時后，進行了超低溫冷啟動測試，116秒成功啟動。

 

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)境下順利通過相約北京系列冬奧測試賽，車輛在低溫啟動、雪地爬坡、續(xù)航能力等方面均符合冬奧測試要求。2021年11月20日至2022年1月2日系列車輛順利通過三次冬奧賽前測試，完成賽區(qū)全閉環(huán)轉(zhuǎn)運演練、冬奧村全流程、全要素壓力測試、2021/2022國際雪聯(lián)跳臺滑雪洲際杯、2021/2022國際雪聯(lián)北歐洲際杯測試等賽前檢驗，車輛運營狀況良好。

 

在北京2022年冬奧會期間，億華通服務保障團隊在延慶、崇禮及北京主賽區(qū)為冬奧交通車輛提供服務保障工作，并定時對車輛進行點檢、巡檢、保養(yǎng)，保障車輛具備良好運行狀態(tài)。車輛運行狀態(tài)良好，順利完成接駁任務。

 

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

 

通過北京2022年冬奧會的考驗，將進一步驗證了產(chǎn)品及核心零部件的可靠性、環(huán)境適應性等關(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。

 

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個城市實現(xiàn)商業(yè)化運營，累計運營車輛1800余臺，單車最高行駛里程超過21萬公里。

 

氫燃料電池技術(shù)進展明顯

 

目前，我國已經(jīng)掌握了燃料電池及核心零部件自主化開發(fā)核心技術(shù)，產(chǎn)品在功率密度、低溫啟動能力、經(jīng)濟性等方面已取得明顯進步。

 

產(chǎn)業(yè)鏈建設方面，我國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)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，質(zhì)子交換膜、碳紙等正在進行批量化驗證。

 

車載氫系統(tǒng)方面，高端碳纖維基本實現(xiàn)攻關(guān)，部分高壓管閥件也有企業(yè)重點攻關(guān)，預計經(jīng)過四年的示范，燃料電池汽車專用部件有望實現(xiàn)完全自主，對產(chǎn)業(yè)降本起到極大的促進作用。

 

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

 

資本助力方面，碳達峰、碳中和目標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，2021年1-7月，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)公開投資總額超過2500億元，同比增長90%。從投資項目數(shù)分布來看，燃料電池環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)投資最活躍的領域，制氫環(huán)節(jié)呈現(xiàn)快速上升趨勢。央企也積極在制氫、儲氫、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，中國氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入了規(guī)?；痉兜男码A段。未來車用市場仍然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口?；诔鞘腥菏痉队媱潱剂想姵仄噾妙I域?qū)⑼卣怪辆€路固定、便于進行加氫站建設的中重卡及中長途旅游客運，2025年市場規(guī)模將達到5萬-10萬輛，車用氫氣需求將超過20萬噸/年；到2030年，隨著加氫站網(wǎng)絡建設成果初具成效，各環(huán)節(jié)成本進一步下降，氫燃料電池汽車應用領域逐步擴展至汽車應用全市場，市場進入快速發(fā)展期，車輛規(guī)模超過100萬輛，車用氫氣需求將達到400萬噸/年。

 

多方發(fā)力推動產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展

 

持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新是推動產(chǎn)業(yè)進步的關(guān)鍵。為滿足不同階段市場擴展需求，燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)需向輕量化、高里程、長壽命、低成本、強環(huán)境適應性發(fā)展。另外，為提升產(chǎn)品續(xù)航能力，高儲氫密度、車載氫系統(tǒng)開發(fā)也尤為重要，預計到2025年前后，70兆帕高壓Ⅳ型儲氫瓶技術(shù)將在我國得到應用，同時液氫將初具規(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，推進技術(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，也使單臺成本降低2萬多元。另一方面，加速規(guī)?；彩菍崿F(xiàn)降本的有效途徑，根據(jù)美國能源部測算，當燃料電池發(fā)動機年產(chǎn)量達到50萬套時，成本可以下降至45美元/千瓦，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機成本相當。

 

為了給后續(xù)更大規(guī)模的應用做好準備，建議建立可復制的綠色產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如張家口在當?shù)卣拇罅χС窒?，以豐富的風電資源為基礎，將綠電資源與綠氫技術(shù)相結(jié)合，通過有效的市場拉動，快速完成了集制氫、加氫、氫能裝備制造機氫燃料電池汽車應用為一體的產(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。

 

支持產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還需要氫源端和政府端、政策端給予支持。氫能供應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、運全鏈條的經(jīng)濟低碳氫能保障體系，引導綠氫制備，提升氫氣儲運能力，適當超前布局加氫站。

 

在政策方面，建議拓展燃料電池汽車示范城市群，將基礎好、且地方發(fā)展積極性強的成都、重慶等地區(qū)納入示范城市群，以規(guī)?；l(fā)展支撐產(chǎn)業(yè)化進步。

 

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