核心提示
重量輕、儲(chǔ)量豐富、燃燒性能好……氫能是一種公認(rèn)的清潔能源。交通，是其最重要的應(yīng)用場(chǎng)景之一。
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》明確提出，要“有序推進(jìn)氫能在交通領(lǐng)域的示范應(yīng)用”，并提出到2025年，“燃料電池車輛保有量約5萬(wàn)輛，部署建設(shè)一批加氫站”的發(fā)展目標(biāo)。
在漳州開發(fā)區(qū)，政企雙方都看好氫能源產(chǎn)業(yè)，聯(lián)手把握這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。在這里，氫燃料汽車從業(yè)者聚焦核心技術(shù)，用理性務(wù)實(shí)的態(tài)度一點(diǎn)一滴研發(fā)探索；在這里，有全省唯一的氫燃料重型卡車正向研發(fā)基地，中國(guó)第一輛正向研發(fā)的氫燃料牽引車正出自于此，已形成氫燃料重型卡車的科技、研發(fā)、制造、營(yíng)銷、服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。
應(yīng)用之路存在難點(diǎn)
日前，全球首輛打入澳大利亞市場(chǎng)的氫燃料重卡下線交付儀式舉行，漂洋過(guò)海發(fā)往澳大利亞。它的“出生地”是漳州開發(fā)區(qū)。
“它是澳大利亞市場(chǎng)的第一輛氫能源汽車，也是國(guó)內(nèi)第一輛正向研發(fā)的氫燃料牽引車，售價(jià)約為400萬(wàn)元人民幣。”威馳騰(福建)汽車有限公司副總裁陳文介紹，“逆向研發(fā)”就是將其他品牌的車型買回來(lái)拆解，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，并且避開原車型的一些專利�！澳嫦蜓邪l(fā)”的優(yōu)點(diǎn)是可以在短時(shí)間內(nèi)拿出成果，減少研發(fā)成本。而與之相反，“正向研發(fā)”是指根據(jù)氫燃料汽車的使用需求，從車輛的外觀、內(nèi)飾到車輛的動(dòng)力系統(tǒng)，都根據(jù)氫燃料系統(tǒng)進(jìn)行匹配、設(shè)計(jì)和研發(fā)。正向研發(fā)需要大量人力財(cái)力，也需要很長(zhǎng)的周期，其優(yōu)點(diǎn)是能避免同級(jí)別車輛的通病，性能更好。
一眼看過(guò)去，這輛車與日常車輛并無(wú)差異。它沒(méi)有油箱，但駕駛室后方有3個(gè)Ⅳ級(jí)氫瓶，儲(chǔ)氫壓力達(dá)到70兆帕。該車的續(xù)航里程可達(dá)600公里以上。試車員郭藝斌的駕車體驗(yàn)是：爬坡勻速且穩(wěn)，特有勁。
“氫能源車的技術(shù)核心之一在于氫燃料電池。”陳文介紹，氫能源車的工作原理，是將氫氣通入車內(nèi)的燃料電池，讓氫氣和氧氣在燃料電池里發(fā)生反應(yīng)并發(fā)出電，再用電驅(qū)動(dòng)車前進(jìn)。
氫能源汽車的優(yōu)點(diǎn)非常明顯。首先，它的儲(chǔ)能密度非常高。相同體積的氫氣和電動(dòng)車的電池相比，氫氣存儲(chǔ)的能量更多。其次，3分鐘就能快速充氫。氫能源汽車在續(xù)航和補(bǔ)能效率上與燃油車相當(dāng)。
它最大特點(diǎn)就是環(huán)保。氫能分成三種，灰氫、藍(lán)氫和綠氫。灰氫是指通過(guò)石油、煤炭、天然氣燃燒產(chǎn)生的氫氣，碳排放量最高。藍(lán)氫是通過(guò)特定技術(shù)，把天然氣重整做成氫，實(shí)現(xiàn)了低碳生產(chǎn)。綠氫是通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能制造氫氣，生產(chǎn)過(guò)程中完全沒(méi)有碳排放。而中國(guó)的發(fā)展重點(diǎn)是綠氫，也就是“零碳?xì)錃狻薄?/p>
“普通燃油車排出的尾氣會(huì)發(fā)黑或發(fā)藍(lán)，但氫燃料汽車排出的是水。有人甚至將氫能源車稱為‘移動(dòng)的空氣凈化器’。這是因?yàn)槿剂想姵胤浅Ｃ舾�，為了保證進(jìn)入電池的空氣的純凈，氫能源車需要設(shè)置物理吸附、化學(xué)吸附等多道過(guò)濾裝置�！标愇慕榻B，過(guò)濾后的空氣進(jìn)入電池與氫氣發(fā)生反應(yīng)后，再排放出去的物質(zhì)，只有水和更清新的空氣。
不過(guò)，氫能源汽車也有三大痛點(diǎn)。首先就是儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫氣的成本較高。管道和儲(chǔ)罐都必須使用特殊的鋼材料，防止氫氣的侵蝕和滲透。
中國(guó)是世界上最大的制氫國(guó)，年制氫產(chǎn)量約3300萬(wàn)噸。不過(guò)，太陽(yáng)能、風(fēng)能等制備出的綠氫，主要來(lái)自西部地區(qū)，但對(duì)氫能需求旺盛的則是東部地區(qū)。要解決供需錯(cuò)配問(wèn)題，需要加強(qiáng)氫氣的運(yùn)輸能力。
痛點(diǎn)二是安全性。空氣中只要混進(jìn)4%的氫氣，一旦遇火就容易爆炸。氫能源汽車如果停在類似地下車庫(kù)的封閉空間內(nèi)，有一定風(fēng)險(xiǎn)。
痛點(diǎn)三是建加氫站的費(fèi)用十分高昂，一座加氫站要投資1200萬(wàn)到1500萬(wàn)元。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)已累計(jì)建成加氫站超過(guò)270座，約占全球總數(shù)的40%，位居世界第一。倘若想達(dá)到加油站那么高的密度，還需要很長(zhǎng)時(shí)間。短時(shí)間內(nèi)，個(gè)人乘用車的便捷加氫還實(shí)現(xiàn)不了。
“氫燃料汽車發(fā)展中，存在先有雞抑或是先有蛋的問(wèn)題。加氫站密度太低，就不能帶動(dòng)氫能源車的大批量生產(chǎn)。倘若沒(méi)有產(chǎn)量和銷售，加氫站運(yùn)營(yíng)商也就沒(méi)有發(fā)展的動(dòng)力。這就成了一個(gè)互相制約的循環(huán)�！遍}南師范大學(xué)教授黃旭光表示。
盡早布局搶占先機(jī)
盡管氫燃料汽車發(fā)展存在些許困難，但長(zhǎng)期看，氫能源足夠清潔，效能高，是理想能源。政企雙方都在抓緊布局。
“漳州開發(fā)區(qū)處于廈門和漳州之間。目前，廈漳地區(qū)客車產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)十分扎實(shí)。廈門擁有新能源汽車整車生產(chǎn)企業(yè)兩家，其中金龍汽車集團(tuán)出口規(guī)模位居國(guó)內(nèi)第一。漳州龍海已引進(jìn)金龍新能源車及零部件配套生產(chǎn)基地項(xiàng)目，規(guī)劃產(chǎn)能14萬(wàn)輛客車。”漳州開發(fā)區(qū)投資促進(jìn)局局長(zhǎng)助理朱淑云表示，發(fā)展氫能源汽車，漳州開發(fā)區(qū)既有港口碼頭優(yōu)勢(shì)，也有產(chǎn)業(yè)地緣優(yōu)勢(shì)。去年8月，漳州開發(fā)區(qū)新能源汽車配套產(chǎn)業(yè)園正式簽約落地。目前，除了龍頭企業(yè)威馳騰，開發(fā)區(qū)也布局了云濤CKD汽車零部件項(xiàng)目、一佳特種車項(xiàng)目等零部件企業(yè)。
“道阻且長(zhǎng)。但我們有自己的獨(dú)門‘秘籍’，先從商用車，尤其是卡車入手，可以解決三大痛點(diǎn)�！标愇姆治觯瑥纳鐣�(huì)價(jià)值上來(lái)看，商用車的排放高。有數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)商用車占汽車總數(shù)之比雖只有12.7%，但能耗高，它消耗了全國(guó)51%的車用汽柴油。另外，由于商用車大多載貨量大、行駛距離遠(yuǎn)且使用頻率高，純電動(dòng)車很難滿足其使用需求。
此外，商用車多行駛在固定路線上，比如公交車、物流配送車、環(huán)衛(wèi)車、專線卡車等等。在這些固定路線上提高加氫站密度，就能解決加氫站密度不夠的問(wèn)題。
從安全性來(lái)看，大部分的商用車是停放在露天環(huán)境，萬(wàn)一氫氣泄漏了，立即會(huì)被稀釋，能極大降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
基于此，陳文和他的團(tuán)隊(duì)將研發(fā)重點(diǎn)定為大功率氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的客車和卡車，并根據(jù)使用場(chǎng)景中的加氫站數(shù)量等情況“量身定制”。
“氫燃料電池方面，我們與擁有全球領(lǐng)先的PEM技術(shù)的巴拉德公司合作。此外，漳州工廠重點(diǎn)研究氫能源汽車的‘最強(qiáng)大腦’——?dú)淙剂想姵乜刂葡到y(tǒng)，為商用車客戶批量‘私人定制’，以此壓縮使用成本�！标愇呐e例說(shuō)，對(duì)于燃料電池系統(tǒng)，硬件好像人的身體，控制軟件好像人的大腦。健壯的身體和聰明的大腦是一個(gè)人高效工作的兩大要素。
為了達(dá)到最佳“降本”效果，正向研發(fā)需要從不同商用車的加氫需求以及運(yùn)輸距離出發(fā)，分析如何進(jìn)行整車配置，如長(zhǎng)管氣氫拖車適合短距離運(yùn)輸，液氫運(yùn)輸適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸。
以出口澳大利亞49噸氫燃料重卡為例。一般情況下，氫能源卡車功率80千瓦。為了滿足長(zhǎng)途高速行駛的需求，陳文及其團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)功率為300～400千瓦�！疤嵘β适且豁�(xiàng)系統(tǒng)性工程，難免‘按下葫蘆浮起瓢’。”陳文表示，提升功率后，車速上來(lái)了，車主體驗(yàn)感卻變差了，不僅低速時(shí)車輛會(huì)抖動(dòng)，高速時(shí)還會(huì)產(chǎn)生噪聲。經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證、多次優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終軟件達(dá)到了抑抖降噪的目標(biāo)，駕駛體驗(yàn)更良好。
又如旅游大巴的踏步高，乘員乘坐的位置比較高，底下有行李艙，不能像公交車一樣把氣瓶放在車頂上，得考慮在車底下進(jìn)行布置。氫氣放到乘客艙下面之后，還得考量如何保證安全性問(wèn)題。
“我們?cè)跉馄靠诎惭b了三個(gè)氫濃度的傳感器，按照法規(guī)要求是在一個(gè)區(qū)域內(nèi)持續(xù)3秒，濃度超過(guò)4%報(bào)警。我們把它設(shè)置成濃度超過(guò)1.5%就報(bào)警。一旦報(bào)警，我們就要不停地查找原因、技術(shù)漏洞，并完善它�！标愇慕榻B，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力在于每一次的極致努力，哪怕細(xì)微的提升，其付出的努力也是值得的。試車過(guò)程中，他們找到經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)，不斷記錄爬坡過(guò)彎道的測(cè)試記錄數(shù)據(jù)，一點(diǎn)點(diǎn)完善性能。
登上國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)舞臺(tái)
目前，福建、山東、廣東、江蘇、上海等省市都已開展氫能產(chǎn)業(yè)布局。其中，《福建省新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2022—2025年)》明確指出要培育和壯大三個(gè)生產(chǎn)基地，即“福寧巖莆”新能源乘用車、“廈漳”新能源客車、“巖明”新能源貨車和專用車生產(chǎn)基地。
各地也紛紛出臺(tái)氫能源車的補(bǔ)貼政策，涉及氫燃料電池汽車、氫能生產(chǎn)和加氫設(shè)施等。商用車是氫能發(fā)展的重點(diǎn)補(bǔ)貼對(duì)象。各項(xiàng)補(bǔ)貼之后，一公斤氫氣的售價(jià)約40元。以18T氫能源重型卡車為例，百公里用氫量約10公斤，即400元。同噸位的普通燃油卡車百公里油耗約40L，即280元。氫能源車乃至整個(gè)氫能源技術(shù)仍因價(jià)格昂貴而十分尷尬。
“40元，氫的成本只占10元，其余都是運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本�！标愇暮蛨F(tuán)隊(duì)的生存策略是：從海外高端市場(chǎng)入手，以定制化生產(chǎn)降低使用成本，為造車企業(yè)贏得生存空間，再用消費(fèi)端拉動(dòng)生產(chǎn)端。
威馳騰汽車營(yíng)銷管理中心副總經(jīng)理陳承拿著厚厚一摞材料，梳理近年來(lái)的“出海”成績(jī)單：一批氫燃料電池雙層巴士銷售到歐美、日本、澳大利亞、中國(guó)香港等地。其中，香港因其地域狹小，所需加氫站不多，特別適合發(fā)展氫能源汽車市場(chǎng)。另外，去年11月，威馳騰汽車與澳大利亞氫啟公司和純氫公司達(dá)成協(xié)議，將在5年內(nèi)制造、分銷、銷售和采購(gòu)1.2萬(wàn)輛氫燃料電池汽車�！皩�(duì)方企業(yè)有制氫工藝，我們有造車技能，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共同研發(fā)氫燃料重卡，以‘買氫送車’的形式售車，這也是一種降本、可行的方案�！标惓薪榻B，企業(yè)今年還將和韓國(guó)、法國(guó)以及中東區(qū)域國(guó)家進(jìn)行更加深度的合作。
然而，不同國(guó)家的政策、法規(guī)以及駕駛場(chǎng)景和操作習(xí)慣不盡相同。站上全球舞臺(tái)，不能打無(wú)準(zhǔn)備之仗。“我們有針對(duì)性地對(duì)標(biāo)各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，攻克認(rèn)證難關(guān)，優(yōu)化升級(jí)整車系統(tǒng)�！标愇呐e例，不少歐洲國(guó)家對(duì)汽車電子方面的安全性要求較高，要順利挺進(jìn)歐洲市場(chǎng)，達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是必須跨過(guò)的門檻。例如，德國(guó)高速公路不限速，汽車長(zhǎng)時(shí)間高功率運(yùn)行，對(duì)續(xù)航能力提出更高挑戰(zhàn)。企業(yè)盡量從運(yùn)用場(chǎng)景出發(fā)，幫用戶做到“降本”，從產(chǎn)品走出去、服務(wù)走出去到技術(shù)走出去，不斷開拓國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。
“先有市場(chǎng)，后有工廠。解決好應(yīng)用端，才能慢慢推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。未來(lái)的氫能源汽車是一塊很大的蛋糕，我們能切到多少，還取決于我們現(xiàn)在關(guān)注什么。我們關(guān)注的應(yīng)是明天的技術(shù)，而不僅僅是今天的產(chǎn)品�！敝焓缭票硎�，目前，當(dāng)?shù)卣ㄟ^(guò)工業(yè)產(chǎn)業(yè)布局，結(jié)合新能源汽車產(chǎn)業(yè)的相關(guān)特點(diǎn)，招引新能源零部件車企。
目前，CKD汽車配件項(xiàng)目已落戶，年產(chǎn)1000輛客車CKD鋁車身及零部件，100%出口到菲律賓、泰國(guó)、肯尼亞、孟加拉等國(guó)家。其所生產(chǎn)的全鋁車身因其輕量化、耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)與威馳騰不謀而合，成為氫能源汽車的供應(yīng)商選擇之一。
主營(yíng)新能源輪式裝載機(jī)的企業(yè)——漳州廈裝有限公司也來(lái)了，預(yù)計(jì)今年下半年投產(chǎn)。“生產(chǎn)線將采用全新智能化設(shè)備，優(yōu)化生產(chǎn)流程，促進(jìn)生產(chǎn)和成本管理標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化，努力提高生產(chǎn)效益。目前總裝生產(chǎn)線還在安裝、調(diào)試和試裝階段，零部件的加工生產(chǎn)設(shè)備也在陸續(xù)入場(chǎng)安裝中。”漳州廈裝總經(jīng)理傅豪表示。
“氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋�(gè)涉及多個(gè)領(lǐng)域的綜合產(chǎn)業(yè)鏈，從氫氣生產(chǎn)到氫燃料電池汽車的銷售，需要涉及氫能源生產(chǎn)、氫氣制備、氫氣存儲(chǔ)、氫氣運(yùn)輸?shù)榷鄠�(gè)環(huán)節(jié)�！敝焓缭普J(rèn)為，雖然漳州開發(fā)區(qū)在氫能源汽車的技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用推廣等方面不斷努力，但現(xiàn)階段仍以組裝生產(chǎn)為主，依然存在產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸不夠、關(guān)聯(lián)企業(yè)配套率低等問(wèn)題。
目前，漳州開發(fā)區(qū)正在加快強(qiáng)鏈、補(bǔ)鏈，引進(jìn)加氫、儲(chǔ)氫、氫燃料電池等氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)集聚開發(fā)區(qū)，構(gòu)建氫能源商用車生產(chǎn)制造基地。
記者手記
保留“火種” 仰望星空
氫，并不是一個(gè)新鮮的話題。早在1920年，氫經(jīng)濟(jì)的概念就被提出。上世紀(jì)90年代初，豐田等車企開始投資氫燃料電池等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
根據(jù)全球氫能權(quán)威組織國(guó)際氫能委員會(huì)的預(yù)測(cè)，到2050年，氫能將占全球能源需求的18%，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到2.5萬(wàn)億美元。氫能的普及將助力每年減少60億噸以上的二氧化碳排放，并同時(shí)創(chuàng)造超過(guò)3000萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。
然而，這些年來(lái)氫能源的發(fā)展比較緩慢，氫能距離真正的商業(yè)化還有些距離。關(guān)鍵卡點(diǎn)，還是在氫的制備、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)。目前，氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)，而且每個(gè)環(huán)節(jié)都有很多種技術(shù)方案，產(chǎn)業(yè)難以形成合力。但好處是，探索的廣度依然足夠大。
得益于全球減碳行動(dòng)和中國(guó)“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施，新能源行業(yè)高速發(fā)展，發(fā)展空間巨大，商用車新能源化浪潮洶涌而來(lái)。一大批新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)正在蓬勃興起，能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新正在實(shí)現(xiàn)從“跟跑、并跑”向“創(chuàng)新、主導(dǎo)”加速轉(zhuǎn)變。
不管是風(fēng)電、光伏，抑或是氫能、潮汐能、生物質(zhì)新能源，都有探索發(fā)展的必要性。留一小部分空間給那些現(xiàn)在看來(lái)不太“強(qiáng)壯”的新能源路徑，也就保留了一些“火種”，待到那條路徑豁然開朗的時(shí)候，就能切換過(guò)去。
對(duì)于地方政府而言，氫能源汽車是個(gè)不錯(cuò)的賽道。傳統(tǒng)燃油車時(shí)代，汽車產(chǎn)業(yè)的格局基本以六大國(guó)有汽車廠商為核心，格局很難改變。但是，氫能源汽車來(lái)了，這就給地方重新入局的機(jī)會(huì)。于是，各地鉚足干勁加入“造車大軍”。畢竟培育出一個(gè)新能源汽車品牌，不但能帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，又符合制造業(yè)轉(zhuǎn)型、綠色發(fā)展戰(zhàn)略。
近些年，各地密集出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，形成氫燃料電池汽車示范城市群。隨著氫燃料技術(shù)不斷突破，儲(chǔ)藏運(yùn)輸?shù)某杀局饾u降低，加之規(guī)�；哆\(yùn)帶來(lái)的降本增效，氫能源汽車將能夠很快發(fā)展至技術(shù)與市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)階段，形成擴(kuò)張內(nèi)驅(qū)力。
產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力在于每一次的極致努力，哪怕細(xì)微的提升，其付出的努力都是值得的。今天努力探索氫能源汽車產(chǎn)業(yè)的企業(yè)，勇氣可嘉，盡管冒著一定風(fēng)險(xiǎn)，但它們也一樣擁有更高收益的可能性——一旦那條路徑上的創(chuàng)新和應(yīng)用大幅降低成本，它們就擁有了氫燃料能源市場(chǎng)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
這，是一種可貴的嘗試。(記者 蘇益純)