開啟「綠色冬奧」之旅 氫燃料電池汽車為何受青睞

原標題:開啟「綠色冬奧」之旅 氫燃料電池汽車為何受青睞

中國商報(記者 趙熠如)日前,國家電投集團在京舉辦2022年北京冬奧會氫能客車啟用儀式。作為更綠色的新能源汽車,氫燃料電池汽車受到了北京冬奧會的青睞。

氫燃料電池汽車陸續交付

近日,在北京冬奧會倒計時30天之際,國家電投集團舉辦了2022年北京冬奧會氫能客車出征儀式,百余輛搭載「氫騰」燃料電池系統的氫能客車與200餘人的運營及保障團隊整裝待發。

事實上,北京冬奧會服務車輛大多為氫燃料電池汽車。2021年12月15日,搭載國家電投氫能公司全自主研發「氫騰」燃料電池系統的30輛宇通氫能大巴正式交付;同年11月12日,豐田汽車公司與北京冬奧組委共同舉辦2022年北京冬奧會和冬殘奧會賽事服務車輛交付儀式,其中包括豐田汽車公司首次在中國大規模投入使用的氫燃料電池車 「第二代Mirai」。

2021年11月-12月,40輛中通氫燃料客車已在張家口試運營近兩個月。中通客車客車研究院產品經理王保龍告訴中國商報記者:「服務北京冬奧會的中通燃料電池客車是中通研發的第四代燃料電池車。該車配置了國內最主流的燃料電池發動機系統,具備高可靠性、高效的特點,特別是在低溫啟動性能上,能夠實現-35℃的低溫正常啟動,已與國外水平基本相當。針對冬奧的特點,整車在防寒、保溫、能耗控制等進行了專項研發,車輛實現了10℃以上的保溫效果,國內具備領先水平。」

「奧運會一直有先進技術示範的作用,今年北京冬奧會也把『科技冬奧』作為一個很大的亮點。目前燃料電池技術已經達到了可以規模化示範應用的水平,北京冬奧會也為其後面的應用推廣作了一個很好的鋪墊和示範。」中國汽車工程學會氫能與燃料電池汽車研究中心負責人鄧小芝告訴中國商報記者。

「氫燃料電池汽車的技術含量較高。北京冬奧會上大量採用氫燃料電池汽車,一方面體現了綠色辦奧、科技辦奧的理念;另一方面也藉此向國際展示氫能源的應用方向,以及中國通過近些年的技術攻關、政府支持等,在氫能源技術方面取得的科技水平。」上海空間電源研究所總工程師王東告訴中國商報記者。

值得一提的是,在氫燃料電池汽車相繼交付的同時,加氫站及其他氫能源汽車基礎設施也陸續投入了運營。

2022年1月6日,國內首座站內氫氣檢測實驗室——中國石化西灣子氫氣檢測實驗室在河北崇禮正式投運;2021年12月29日,國內首個滿足加氫站國標要求和防爆認證的70兆帕一體式移動加氫站在河北萬全油氫電綜合能源站交付並投入使用;2021年9月,中國石化北京慶園街加氫站、北京王泉營加氫站、北京燕化興隆油氫合建站、河北崇禮西灣子加氫站四座服務北京冬奧會的加氫站投入運營。

綠色環保是最大優勢

事實上,在目前的新能源汽車市場中,燃料電池汽車並未成為市場主流,配備鋰電池的純電動汽車和插電式混合動力汽車才是市場的寵兒。

根據中國汽車工業協會發佈的數據,2021年1月-11月,新能源汽車產銷分別完成302.3萬輛和299萬輛,同比均增長1.7倍。其中,純電動汽車產銷分別完成250.4萬輛和246.6萬輛,同比分別增長1.8倍和1.7倍;插電式混合動力汽車產銷分別完成51.7萬輛和52.2萬輛,同比分別增長1.3倍和1.4倍;燃料電池汽車產銷均完成0.1萬輛,同比分別增長23%和16%。燃料電池汽車無論從產銷數量還是增長速度來看,都遠遠遜色於其他兩類新能源汽車。

為什麼北京冬奧會大量採用燃料電池汽車作為服務車輛?

「綠色環保是氫燃料電池汽車最大的特點。」王保龍告訴中國商報記者,「當氫氣來自於風電、水電,通過電解水而製成之時,燃料電池汽車在整個使用鏈中就不會帶來環境污染。而鋰電池汽車雖然也具有綠色環保的特點,但製造電池本身還是對環境有較大的污染。」

「現在鋰電池技術比較成熟,但也並未達到理想狀態。在北方的冬天,其低溫性能會受到影響,汽車續航里程會縮短。而且從鋰電池的生命周期來看,其回收環節電解液的排放也會造成一定的污染。」王東告訴中國商報記者。

除此之外,氫燃料電池汽車補充能源的時間較短,也是其優勢之一。「燃料電池是一個發電裝置,在有氫氣作為燃料供應的情況下就可以持續發電,並且通過短時間的加氫就可以實現較長的續航里程。而鋰離子電池相當於一個儲電裝置,需要充入一定電量後再放電,在目前技術條件下,即使使用快充技術,鋰離子電池的充電時間也相對較長,而且目前鋰離子電池在低溫環境下性能衰減嚴重的問題仍沒有得到很好的解決,而燃料電池的低溫環境適應性更好。」鄧小芝表示。

既然如此,為什麼燃料電池汽車仍未在汽車市場,尤其是乘用車市場上廣泛普及呢?

「氫燃料電池的成本還比較高,加氫站等基礎設施還不是很健全,其可靠性、耐久性也還需要時間的驗證。」王東表示,「氫燃料電池很少進入乘用車領域,是因為乘用車對車身的體積重量要求比較敏感,對集成度和環境適應性要求非常高,除此之外還需要更為密集的加氫站等基礎設施布局。」

鋰電池汽車會被取代嗎

近日,國家第二批燃料電池汽車示範應用城市群評審工作已完成,由鄭州市牽頭的河南城市群以及由河北張家口牽頭的河北城市群於近期獲批。2021年8月,財政部等五部委聯合發佈的《關於啟動燃料電池汽車示範應用工作的通知》中,明確批複同意北京市、上海市和廣東省報送的城市群啟動實施燃料電池汽車示範應用工作。全國「3+2」燃料電池汽車示範格局在加速推進。

此外,各地也出台了氫能產業的相關規劃和實施方案。例如《北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》中,提出了將以北京冬奧會重大示範工程為依託,推廣京津翼地區氫能產業鏈發展;深圳市發佈的《深圳市氫能產業發展規劃(2021-2025年)》中提到,到2025年形成較為完備的氫能產業發展生態體系,氫能產業規模達到500億元。

按照中國氫燃料電池汽車技術路線圖規劃,2025年氫燃料電池汽車保有量達5萬-10萬輛,2030年-2035年間保有量到80萬-100萬輛,並以卡車、客車、重載貨車等為主。

那麼,氫燃料電池汽車會是新能源汽車未來的發展方向嗎?

「氫燃料電池汽車和純電動汽車會形成一個相互補充的關係。」鄧小芝告訴中國商報記者,「目前純電動汽車發展比較成熟,在市內交通續航里程比較短、充電基礎設施日趨完善的情況下,是具備一定優勢的。對於燃料電池汽車而言,由於具有長續航里程、快速加註、高功率密度的特點,則更適合在中遠途、中重型商用車等領域推廣。國家出台的燃料電池示範推廣政策也是重點推動燃料電池汽車在這些領域的產業化應用,以此推動燃料電池汽車規模化發展。」

王東也表示,鋰電池和氫燃料電池汽車不是「你死我活」的鬥爭關係,它們有各自不同的應用場景。「在線路固定、中遠途、中重載、氫源提供方便的場景下(如港口、礦區、鋼廠、化工區等),商用車(如重卡、物流、環衛、公交等)使用氫燃料電池是比較合適的,在減少車身重量的同時,能夠實現長航時。」

「隨著能源結構的調整,未來綠色能源佔比將會大幅提升,藉助於國家政策的東風,燃料電池汽車將會是國家下一個汽車發展爆發點。」王保龍表示。

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