年,形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢以及供应体系,产业布局合理有序,有力支撑碳达峰目标实现。
2022年,“氢”风抢眼。北京冬奥会期间,投入运行超1000辆氢能源汽车,配备30多个加氢站,是全球最大的燃料电池汽车示范。时隔仅一个月,发布我国首个氢能产业的中长期规划,明确了发展目标和具体任务。业界一致认为,我国能源转型发展路线逐渐清晰,氢能迎来黄金时代,氢燃料电池汽车也将驶入发展快车道。
近十年来,业界对氢能源车前景的争论从未停止。如今,远景日趋明朗,那现实发展的掣肘之处究竟在哪儿?
作为可储存废弃能源并推动由传统化石能源向绿色能源转变的清洁能源,氢能的单位体积内的包含的能量是石油的3倍、煤炭的4.5倍。氢燃料电池是以氢气为燃料,通过电化学反应将燃料中的化学能直接转变为电能的发电装置,具有能量转化率高、零排放、无噪音等优点。
纵使氢燃料电池有着诸多优势,现实却是像丰田、本田、现代等车企前前后后研发了十几年,其普及程度远不如纯电动车型。成本、体积、安全、至今仍是“卡脖子”难题。
生产成本高昂。以2017年丰田推出世界第一台氢能源汽车Mirai为例,氢燃料电池所使用的催化剂为铂金,产量极低,价格极高。而燃料电池所使用的的质子交换膜被杜邦和另一家日本公司垄断,这最终也推高了车辆本身的价格。
储存体积过大。氢气在常温下是以密度极低的气体形态存在,需以极高压力、极低温度才能转变为液态。这就导致氢燃料汽车大多需要携带体积巨大的气罐。如果不增加车辆尺寸,就会占用大量的车内空间。
确保安全难度高。氢气是目前已知密度最小的气体,极易燃烧,其爆炸密度在4%-75.6%之间,爆炸区间非常宽泛。加压储存本身意味着氢气更容易发生泄漏。如若泄漏达到爆炸密度,一旦遇到电信号以及火源就会发生爆炸,并且由于气体扩散速度之快,从而造成爆炸范围是无比巨大的。
因而,减少相关成本、压缩体积、验证安全,氢燃料电池要翻过这三座大山,才有机会大规模应用于量产车上。
按生产来源划分,氢能源分为“灰氢”、“蓝氢”和“绿氢”三类。实际做到没有碳排放的是“绿氢”,其利用风电、水电、太阳能、核电等可再次生产的能源电解制氢。业内专家这样认为,氢燃料电池最大的问题不在制氢,而在储、运、加环节。
“氢像风光电一样面临相同的问题,如果绿氢作为主要生产途径的话,每个年度会发生峰值谷值的问题,一定要考虑储能以及释放的周期。”德勤中国财务咨询氢能行业合伙人林承宏表示,在这种间歇性可再次生产的能源模式下,储能的解决方案势必成为未来产业高质量发展的重要方向。
“现在储、运和加氢,在整个氢能事业里面成本太高。”中国工程院院士彭苏萍说,对氢能成本进行调研后发现,制氢成本能控制在每公斤10元左右,但储、运和加氢环节要30元。在推广氢能源公交车较多的张家口市,就多次因为加氢费用过高,出现公交系统减次运营的情况。还有许多使用氢能源公交车的城市,甚至不加氢,仅依靠直接充电当作纯电动公交行驶。
虽然加氢和加油在动作上别无二致,但加氢站的建设和经营成本要远高于加油站。加氢过程对操作人员的要求也远高于加油站。这就从另一方面代表着大规模建成运营加氢站的成本也将是一个天文数字。
广阔前景积于跬步。氢能的发展需要国家持续出台政策支持、产学研用联合技术攻关、有突出贡献的公司和产业链上下游协同作战。毋庸置疑的是,“氢”风已来,氢能这一“未来能源”的中国发展蓝图,正徐徐展开。
声明:本文由入驻搜狐公众平台的作者撰写,除搜狐官方账号外,观点仅代表作者本人,不代表搜狐立场。