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我們該如何與“氫能熱”接軌?

王珊 發布時間:2019-04-17 09:54:00來源: 中國環境報

  “推動充電、加氫等設施建設。”氫能源首次寫入2019年《政府工作報告》,引發各界廣泛關注。燃料電池汽車是當前高效清潔利用氫能的最佳工具和主要形式之一,在日前舉行的第三屆中國新能源汽車國際峰會上,氫能發展再次成為熱議的焦點。

  想象一下,在2050年的某個夜晚,你家因為某些原因突然停電,并且一時半會兒無法恢復。這時你沒有慌張,而是走進車庫,打開氫燃料電池車后輪胎中內設的無線供電功能,沒有發電機的轟鳴,家中瞬時又恢復了光明。這就是氫燃料電池汽車為未來人們設定的場景。

  1992年,豐田啟動FCV(燃料電池電動汽車)技術研發。2015年10月美國加州開始販售豐田首款氫燃料電池車型Mirai(取自日文“未來”),實現了1989年上映的好萊塢電影《回到未來2》中描述的未來汽車驅動模式。

  很多人會問,在甲醇、電動汽車大行其道的新能源市場中,為何還要發展氫能源燃料電池車?借用豐田社長豐田章男的話說:“為了下一個100年。”

  下一個100年,氫能在能源結構中角色如何?

  被業內專家稱之為“終極能源”的氫能,在能源領域自帶“未來之星”的光環,其來源廣泛,既可用傳統化石能源如煤炭、石油、天然氣等的低碳化技術制取,也可以通過風、光、水等可再生能源制備,并且熱值居各燃料之首。這意味著同樣單位質量的能源完全燃燒,氫能所提供能量是液化石油氣的 2.5 倍、汽油的 3 倍。

  根據國際氫能源委員會發布的《氫能源未來發展報告》,到2050年,全球范圍內的氫能產業將提供3000萬個工作崗位、減少60億噸二氧化碳排放,氫能汽車將占全世界車輛的20%-25%。美國燃料電池和氫能協會主席Morry Markowitz說:“我認為氫能是未來最有前景的能源。”

  燃料電池汽車作為當下氫能的主要應用形式之一,優勢顯而易見。上海市氫能利用工程技術研究中心主任高頂云說,氫能汽車不僅保持了傳統燃油車的使用習慣,比如乘用車加氫只需5分鐘,續航卻能達到600公里,而且能實現零排放。“我們單位通勤車就是一輛13人座的氫能燃料電池汽車,行駛里程已將近3萬公里,體驗很好。”高頂云笑著告訴記者。

  集萬千優點于一身的氫能,為何在中國沒有快速發展?

  實際上,我國目前供氫能力十分強大。國家能源集團總經理凌文介紹,首先是煤制氫。按2018年的產能大致估算,已有的制氫產能可以供給1億輛新能源汽車用。其次是可再生能源制氫。由于技術原因,每年棄風、棄光、棄水等大致能有1000億度電。按5度電制1升氫算,可以撿回來200萬立方米氫氣。

  但近年來我國的氫能源汽車發展不盡如人意。據《中國氫能與燃料電池年度報告2018》,截至2018年11月,中國共有27座建成的加氫站,其中3座已被拆除,另有16座在建。加氫站多數僅供示范車輛加注使用,尚未完全公開。

  “這里面有很多因素,首先是我國氫能技術發展還沒有到爆發性階段”,高頂云說,雖然氫燃料電池系統中的400多個零部件,大部分已實現本土化,但質子交換膜、空壓機等關鍵材料和零部件仍處于實驗室或中試階段。其次,由于目前行業主管部門尚未確定,導致加氫站建設基本上處于個案處理階段。

  “一座加氫站的建設涉及到站址布點規劃、土地、法規等問題,沒有政府支持很難全面鋪開建設”,高頂云表示,加氫站發展遲緩已成為制約氫能燃料電池汽車快速發展的重要因素之一。

  未來的氫能賽道應如何把握?

  氫能一直是世界各國能源布局中的重點發展對象,除了日本,德國、美國等也是老牌“氫”國,先后制定了多項氫能研究計劃,以實現向氫經濟的過渡。“可以說,發展氫能既是國際戰略,也是能源轉型。”凌文表示,氫能已經成為競相爭發的國際賽道。

  據了解,作為我國由高速發展到高質量發展轉型階段中必不可少的一環,在此次寫入政府工作報告之前,國家對此已有所規劃,按照《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》提出的目標,到2020年,中國氫能燃料電池車輛要達到1萬輛、加氫站數量達到100座;到2030年,氫能燃料電池車輛保有量要“撞線”200萬,加氫站數量達到1000座。發展氫能燃料電池技術,已被寫入《“十三五”國家科技創新規劃》中。

  “氫能寫入政府工作報告向外界釋放出了積極信號,為我國氫能的未來發展照亮了一束光。”高頂云認為,在加氫設施方面,用于商用車35兆帕等級儲氫加注方面的相關技術和裝備,國內已基本實現自主,在乘用車70兆帕等級儲氫加注方面的相關技術和裝備上,也解決了有無的問題,但還需不斷精進。

  “接下來各部門應真正將這一積極信號落地,配套出臺加氫站等設施的建設、補貼等方面的實施細則。有了政策的支持、技術的進步和基礎設施的完善,氫燃料電池汽車才會有大規模應用的可能。”高頂云說。

  他山之石

  各國如何發展氫能?

  日本

  日本在氫燃料電池領域取得超過1500件專利。將氫能利用作為國家戰略方向之一,在2014年發布“氫社會”戰略路線圖,在2017年發布了“氫能源基本戰略”,進一步明確了2030年的具體行動計劃和2050年氫能社會建設的目標。

  美國

  美國2005年就將氫能列入“主流能源”選擇之一,主要推動了燃料電池汽車在物料運輸等特殊領域的應用。截至2015年,已有34家企業8000多輛燃料電池叉車投入運行,進行了較好的商業化推廣。

  公式 歐盟

  歐盟制定了氫能路線圖、清潔能源計劃和2020年氫能與燃料電池發展計劃。開展了大量燃料電池及燃料電池汽車的研究與示范應用,同時在資金投入、燃料電池車隊推廣項目以及加氫站建設等進行了系統規劃。

  記者思考

  氫能在中國落地的正確姿勢

  在先期發展落后一程的情況下,今年的政府工作報告為我國氫能發展注入了一劑強勁動力。可喜的是,天津、廣東、浙江、四川等多個省市已在地方政府工作報告里提到了發展氫能。一些央企也很重視,目前,上汽、濰柴、福田、長城等骨干企業已明確規劃、加大投入,推進燃料電池汽車研發和商業化,氫能和燃料電池產業聯盟應運而生。

  在頂層重視、市場升溫的情況下,我國氫燃料電池汽車是否要向日本看齊,在乘用車市場上大力推進、一擁而上?并不盡然,氫燃料電池汽車要在中國良性發展,兩個原則很重要:一是結合資源稟賦開展產業布局;二是明確氫燃料電池汽車的角色定位。

  首先,我國地域遼闊,各地優質資源千差萬別,不是所有地區都適合發展氫燃料電池汽車產業。有些地區電力資源豐厚,適合以發展純電動汽車為主;有些地區農業發達,甲醇燃料價廉易得,主要適合推廣甲醇汽車。已經選擇好先期發展方向的地區可根據自身特性和需求,適當規劃氫燃料電池汽車的發展。

  我國供氫占比最大的部分是工業副產氫,這也意味著工業發達的地區氫資源稟賦較好,可以讓氫能產業規劃占盡地利之便。有關部門應結合資源優勢,選定一些適合地區作為示范區,點、線、網結合,鼓勵開展區域化的示范運營,加快產業化過程,有效推動氫能的發展。

  其次,從技術發展和市場狀況看,氫燃料電池汽車扮演的應該是補充者而不是引領者的角色。由于氫能的加注時間和續航優勢,能夠極大彌補電動車在這方面的不足,所以長距離的公共服務和物流運輸是目前國內最適合推廣氫燃料電池汽車的領域。

  物流車、公交車及部分商用車輛35兆帕的儲氫技術已經實現,隨著加氫站建設以及生產、營運規模的擴大,燃料電池在這些領域的實際運行數據會不斷積累,部分工程技術也將在實踐中有所突破。

(責編: 賈春玲)

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