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歐陽明高院士:氫燃料電池車5年關(guān)鍵期來了

發(fā)布時間:2022年03月16日 08:45 來源:中國科學(xué)報

  近兩年,氫燃料電池技術(shù)取得了重大突破,電動汽車產(chǎn)業(yè)化更是達(dá)到爆發(fā)節(jié)點(diǎn)。

  但氫燃料電池技術(shù)突破的節(jié)點(diǎn)比動力電池足足晚了十多年。

  燃料電池是氫能產(chǎn)業(yè)的一部分,也是先導(dǎo)、引領(lǐng)甚至核心部分。

  現(xiàn)在,燃料電池已經(jīng)進(jìn)入成本下降的快速通道。

  目前,氫燃料電池汽車已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)示范階段。北京冬奧會就是全球最大的一次燃料電池汽車示范,約投入1000多輛燃料電池車,背后是30多個加氫站。

  此外,財政部等5部委開展的氫燃料電池汽車示范工程也已啟動,多個城市開展以燃料電池商用車為主體的多元場景商業(yè)化示范。

  把握五年窗口期

  中國氫燃料電池汽車技術(shù)路線圖的原規(guī)劃是,2025年氫燃料電池汽車保有量為5萬~10萬輛;2030~2035年保有量增加到80萬~100萬輛。

  這是以商用車為主體,我仍然維持這一預(yù)測。

  至于燃料電池轎車,不太可能與純電動轎車相競爭。

  現(xiàn)在,純電動轎車市場已經(jīng)爆發(fā),中長期看,電能不太可能改變?yōu)闅淙剂稀?/p>

  但是性能較好的氫燃料電池轎車仍有局部市場,今后5年仍有可能賣出1萬輛,畢竟此類轎車擁有不少粉絲。

  總體來看,氫燃料電池汽車的關(guān)鍵期是未來5年,到2025年就可做出明確判斷。

  今后5年,整個商用車電動化會呈現(xiàn)出多元化趨勢。

  到2025年,商用車電動化長期路線圖也會相當(dāng)明確。

  觀察純電動汽車普及的地圖可以發(fā)現(xiàn),該市場大都集中在長城以南、中部及東部,其他地方相對很少,而那里就是氫燃料電池汽車的潛在發(fā)展區(qū)域。

  我們要努力利用這五年的窗口期,把氫能燃料電池車做起來。

  從戰(zhàn)略視角看問題

  應(yīng)當(dāng)注意的是,純電動只需要動力電池單點(diǎn)的突破,而氫燃料電池汽車不僅需要燃料電池技術(shù),還涉及氫能的制、儲、運(yùn)、加及車載儲氫問題。

  因此,必須從氫能的戰(zhàn)略角度看問題。

  第一,要清潔低碳、主攻“綠氫”,牢記發(fā)展氫能的初心和使命。

  有的人反問我:“純電動車為何不一上來就說‘綠電’?”原因有二:一是時代不同了,當(dāng)時還沒有“雙碳”目標(biāo);二是純電動汽車與“綠電”是互動關(guān)系——光伏風(fēng)電等波動性強(qiáng)、儲能難,綠電規(guī)模上不去,而純電動車大發(fā)展可以直接提供電池儲能,電動車越多、綠電就越多,綠電越多、電動車就越綠色,二者是互動增強(qiáng)的關(guān)系。

  從“碳中和”與新能源革命的角度,可再生能源的載體就兩個——電和氫,二者在動力和儲能應(yīng)用方面是互補(bǔ)的。

  儲能方面,氫能是集中式、長周期、大規(guī)模儲能;電池是分布式、短周期、小規(guī)模儲能。

  氫能的合理性主要取決于可再生能源大規(guī)模、長周期的能量儲存和多元化利用需求。

  氫能的關(guān)鍵是成本,這取決于“綠電”成本。如果“綠電”低于0.15元/千瓦時,氫能就可體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性。

  但這在東部、中部、南部都不易實現(xiàn),而在新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙古、四川等大規(guī)模可再生能源基地則容易實現(xiàn),所以,要盡可能在這些地方發(fā)展氫能。

  我國在“綠氫”方面有很大潛力,燃料電池也會拉動相應(yīng)制造設(shè)備即電解槽技術(shù)的發(fā)展。有的燃料電池甚至既可發(fā)電又能制氫。

  我們應(yīng)該利用四川的水電、新疆的光伏、內(nèi)蒙古的風(fēng)電等低成本“綠電”大規(guī)模制氫。

  第二,要創(chuàng)新引領(lǐng)、自立自強(qiáng),實現(xiàn)氫能科技的新突破。

  氫能與燃料電池不同于電能與動力電池,其鏈條長、難點(diǎn)多,急需在制氫、儲氫、運(yùn)氫、加氫、車載儲氫、燃料電池動力、氫儲能系統(tǒng)全鏈條技術(shù)上取得新突破。

  這里要強(qiáng)調(diào)三個方面。

  一是當(dāng)務(wù)之急要突破產(chǎn)業(yè)化“卡脖子”問題,如催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、高強(qiáng)度碳纖維、安全閥、加氫站離子壓縮機(jī)等,這些很多仍需進(jìn)口。

  二是針對氫安全技術(shù)要建立測試評價規(guī)范、安全監(jiān)控平臺、開展安全操作培訓(xùn)等。

  三是加強(qiáng)攻關(guān)中長期氫能前沿科技,如既可發(fā)電、又可制氫的可逆型固態(tài)氧化物燃料電池/電解裝置等。

  第三,市場主導(dǎo)、政府引導(dǎo),遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律。

  政府不可能像補(bǔ)貼純電動車那樣對氫能汽車進(jìn)行全面補(bǔ)貼,只能選擇重點(diǎn)。

  氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展與純電動汽車產(chǎn)業(yè)類似,從孕育期到導(dǎo)入期、成長期再到爆發(fā)式增長期,都需要經(jīng)歷一個艱難的過程。

  目前,氫能汽車正處于產(chǎn)品導(dǎo)入期,即將進(jìn)入成本快速下降的產(chǎn)業(yè)成長期,我們應(yīng)該有信心。

  但相比電池產(chǎn)業(yè),氫能全產(chǎn)業(yè)鏈具有更大的復(fù)雜性和更加激烈的中外技術(shù)競爭性,我們不能盲目樂觀,必須努力攻堅克難。

  今后5年,政府的支持和引導(dǎo)非常重要,尤其在產(chǎn)業(yè)鏈的聚合、應(yīng)用場景的規(guī)劃等方面。但地方政府也要因地制宜、量力而行、放長線釣大魚,如果急功近利將欲速不達(dá),最后就是一地雞毛。

  氫能產(chǎn)業(yè)還需要堅持市場主導(dǎo)。

  長城以北、西部和西北部冬季溫度低、能源基地多,同時對于可再生能源的集中度高,具有氫能生產(chǎn)和利用的場景,非常適合氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

  所以,今后5~10年,氫能市場的突破口就在可再生能源富余區(qū)域。

  對燃料電池汽車而言,最好是低成本、高安全儲氫瓶能夠覆蓋的里程范圍,能夠在冬天利用燃料電池的余熱給車內(nèi)供暖。

  同時,地方政府和大型國有能源企業(yè)要有意愿建設(shè)加氫站。主要合適的車型是卡車、公路客車和重載貨車等。

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