文 |《财经国家周刊》记者 王慧
在我国,发展氢燃料电池汽车,早早地被赋予了抢占新能源技术制高点的战略意义。2001年,国家“863”计划电动汽车重大专项启动,科技部聘任13位专家组成重大专项专家组,为中国新能源汽车研发和产业化发展提出了意义重大的“三纵三横”总体路线,其中的“三纵”,便是混合动力汽车、纯电动汽车以及燃料电池汽车。此后,《能源技术革命创新行动计划(2016~2030年)》《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》等相关规划,都明确了氢能与燃料电池产业的战略性地位。近五年来,我国氢能相关企业的注册数量快速增长,累计已超2000家,在交通领域,超1万辆以氢燃料电池为动力的车辆处在示范运营阶段,我国已成为全球最大的产氢国和燃料电池商用车市场。但和年销量超530万辆,连续8年产销问鼎全球第一的纯电动汽车相比,氢燃料电池汽车的进展显然慢了不少。作为新能源汽车三大总路线之一,我国氢燃料汽车发展态势如何?何时会迎来爆发式增长?《财经国家周刊》采访了全国政协常委、中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高。
《财经国家周刊》:2009年国家力推的“十城千辆”工程被认为是纯电动车爆发的起点。如今氢燃料电池汽车也获得大力支持,未来能否复制纯电动车的成长和成功路径?欧阳明高:这两件事不完全一样。新能源领域,新能源汽车是一个大赛道,氢能源是另外一个赛道,它和新能源有关,但不完全是一个赛道。另外,储能是一个大赛道,智能也是一个大赛道,这4个赛道将来都面向碳中和,从长周期看,都是10万亿产值的大产业。氢能不能只从汽车角度看,更多要从新能源革命的角度来看,如果认为汽车将来都是氢能源汽车,可能跟(氢能发展的)本意不太一样。新能源汽车的轿车的主体动力形式还是电池,我国当初制定纯电驱动战略,乘用车选择了纯电,这个应该不会有什么颠覆性的变化。动力电池已经是一个万亿产业了,而且今年可能会到达千万辆的市场总量,发展大大超出预期。
《财经国家周刊》:不少人看好氢燃料汽车,认为氢能比电能更清洁,是未来的终极能源,你怎么看这个观点?
欧阳明高:很多人对电能有误解,比如用煤发电,其实氢能也有一样的问题。氢和电都是一个能源载体,它取决于前面的一次能源是什么。一次能源是可再生能源,它就是“绿电”“绿氢”;如果是煤制的氢、煤发的电,它就不是“绿电”,也不是“绿氢”,怎么可能说氢就干净,电就不干净了?所谓的终极能源这种说法是不科学的。
甚至按可再生能源讲,电反倒是更直接的,因为现在大量的氢要靠电来制,反而还要转换一次。另外现在的电动车还不是它的终极形式,而且电动车会促进“绿电”的发展。所以不要指望说氢燃料电池车是终极车辆,将来就不存在电动车了。凡是电池能做的事,就别想着氢。氢是在电做不了、做得不好的地方,要用氢,电和氢作为能源载体是互补的,也是可以互相转化的。电可以变氢,氢也可以变电。《财经国家周刊》:外界有声音认为氢燃料电池技术还存在不少瓶颈,成本过高,我国氢燃料电池产业的技术储备情况如何?
欧阳明高:氢燃料电池的技术基本已取得突破,亿华通现在是国内最大的氢燃料发动机生产厂,燃料电池本身的问题正在慢慢解决,成本也在快速下降,前几年是1万元/千瓦,今年估计已经降到2000元/千瓦。
这个下降速度还是很快的,而且还有空间,我们希望到2025年再降低到1000元,2030年到500元。对于降成本我们还是很有信心的,现在进入快速降低通道,要通过规模化和国产化来降低成本。当然,氢燃料电池是一个产业链很长、技术难度很大、门槛很高的(技术产品),在所有电池中间,这是最难的一种。在底层,材料、器件这一块,还有一些短板需要继续克服,但是在上层已经没有问题了。和国外某些企业相比,我国在发动机系统层次没有什么问题,但是在电堆和膜电极层面还有差距。所以,现在一方面要自主地全链条发展,另一方面要加强国际合作,我们要打国际市场,光在国内不行。《财经国家周刊》:安全是一辆车的底线,氢燃料车安全性是否可靠?欧阳明高:车上的安全性没什么问题,因为氢瓶车都有安全阀,氢在空旷的环境都不存在安全问题,即便氢泄漏出来,它跑得比什么气体都快,都往上面跑了。制氢系统安全是很大的问题,我们利用在奥运会上那个氢能点火的安全技术,把它移植到制氢系统上来。典型的示范工程就是北京冬奥会,我们认为是很成功的。因为担心氢安全的问题,团队专门组织了氢安全国际执行委员会给我们把关,总体来看没有出现一例事故,这充分证明氢能是一项安全、可实用化、可商用化、可规模化的技术。相比之下,电池的安全在车上来讲,反倒是需要研究的问题。
《财经国家周刊》:经过多年探索,氢燃料汽车商业化路径越来越清晰,您怎么看氢能在汽车领域的应用前景?欧阳明高:氢的用途很广,在汽车领域主要还是用在商用车、卡车等电池能量储存密度不够的地方,例如长途、重载。我国氢燃料汽车的主战略是发展燃料电池商用车,现在我国也是全球氢燃料商用车最多的国家。我们的战略不能错,底子薄,战略要是错了,那就麻烦了。事实上,氢能是一个更大的概念,不仅仅是交通,我们说的10万亿大产业,不是光说氢燃料电池汽车,氢能交通只是氢能的先导,燃料电池轿车只是氢能交通的先驱,氢能是一个大战略。氢不仅仅是燃料,它也是原料,很多化工原料是要用氢的,比如钢铁炼钢的还原剂,原来是焦炭,也可以用氢。氢还是储能的介质,大型风光基地用电池储能太有限了,量不够,这种集中的大规模的储能场景,都可以用氢。氢储能是一种长周期大规模储能方式,氢经济性不是很好,氢还要电电解水制成氢,效率大打折扣,但氢能讲究的或者说可再生能源讲究的是全链条经济性,包括制备、储运、运输、加充、使用全链条。
单从汽车领域看,乘用车用氢燃料难度是最大的,它要跟纯电动竞争。当前纯电动轿车已经能满足轿车的需求,成本很低、直接用电。如果用可再生能源制氢,能源利用效率只有25%,但是用电能达到75%,两者差别非常大。《财经国家周刊》:那是不是意味着未来氢燃料轿车市场空间并不大?欧阳明高:轿车也不能说绝对没有市场,但是我觉得先把商用车发展起来,由商用车把基础设施带动起来,为燃料电池轿车市场增长铺平道路。纯电动轿车也是这么一个路子,先有纯电动商务车。从性能角度来讲,电动汽车也在不断进步,所以将来燃料电池轿车是否有很大的竞争力,目前还无法确定。电动车它还是储能装置,还可以用车电赚钱,就算不赚钱,至少能做到充电不要钱。所以电动汽车优势还很多,燃料电池轿车能不能起来,完全靠市场决定。《财经国家周刊》:在“双碳”背景下,商用车领域的重卡、轻卡甚至农用车被氢能车取代是否可行?欧阳明高:农用车辆不太可能,农用车都比较小,电动就可以了。还是那句话,只要电池能干的事,就用电池,这是比较简单的方式,门槛也比较低。2022年,我国电动重卡销量2.5万辆,氢燃料重卡只有1000多台,今年估计电动重卡会到5万辆,(假设)燃料电池重卡再翻一番,或者说再翻两番,也就三四千台,所以目前电动还是主体。电动重卡采用换电补能,只卖车不卖电池,它的成本就和柴油车差不多了,电池的损耗费用打到电费里。所以现在换电重卡其实不需要补贴,也可以跟柴油车竞争,未来电动重卡从量上来看会上得很快。版权声明:制造界除发布原创文章外,亦致力于优秀文章的交流分享。转载须注明文章来源和作者;申请转载授权请在文末或后台留言。版权所有,违者必究。