“双碳”目标下，氢燃料电池车将借势而上

来源：盖世汽车 雷云

在新能源汽车的发展过程中,纯电动汽车和氢燃料电池汽车一直是业界讨论最多的两大技术路线。但是与全球百万级的电动汽车市场保有量相比,氢燃料电池汽车的发展处境一度颇显尴尬。

数据显示,截至2020年年底,全球氢燃料电池车保有量仅32535辆,在新能源汽车保有量最大的中国也难言乐观。中汽协统计数据显示,2020年我国氢燃料电池汽车产销分别为1204辆和1182辆,且全部为商用车。同年,我国纯电动汽车产销则分别完成110.5万辆和111.5万辆,同比分别增长5.4%和11.6%。

就在纯电动汽车一骑绝尘,氢燃料电池车缓步向前时,我国提出“2030年碳达峰、2060年碳中和”目标,且该目标在2021年全国两会上首次被写入政府工作报告。那么,在“3060”双碳目标的催动下,氢燃料电池车能否借势而上?答案是肯定的。

氢燃料电池车是实现“双碳”目标的主要路径

作为以煤炭为主、化石能源占比较大的发展中大国,我国要在10年内实现碳排放达峰、40年内实现碳中和,任务之艰巨可想而知。

统计数据显示,中国目前是全球最大的碳排放国家,2019年我国生产消费活动产生的CO2达到100亿吨/年,占全球331亿吨的30%,占比最高。同时,由于我国是全球最大的发展中国家,CO2排放量仍在继续增加,年增幅约1.5%左右。而美国、欧盟(含英国)和日本已经实现碳达峰,每年的CO2排放量已经处于下降趋势。

分行业来看,从化石能源燃烧或化学变化生成CO2的视角统计,电、热、气、水的生产和供应业约占46%,制造业约占28%,交通运输业约占10%,采矿业约占5%,生活和其他约占11%。由上可见,交通运输业是我国第三大碳排放源。

作为交通运输领域的重要参与者,汽车行业在“3060”双碳目标的催动下,也面临着不小的压力与挑战。对此,长城集团未势能源科技有限公司总裁陈雪松表示,氢能和燃料电池可以助力减碳、脱碳,是中国能源和交通变革、实现“双碳”目标的主要路径。“大规模、长时间、远距离的氢能储运和应用,是解决可再生能源波动性的解决方法;氢与电的结合可以充分发挥燃料电池高能量密度和动力电池高功率密度的特点,全面覆盖整车功率范围的需求。”

创石资本董事长刘良也曾强调指出,商用车的碳排放是国家实现“双碳”目标的重大障碍,而最适合商用车的新能源汽车非氢燃料电池不可。“从交通运输角度来看,要实现双碳目标,我们不能仅仅盯着轿车,中重卡的碳排放实际上占了2/3。”

因具备来源广泛、清洁高效和应用场景丰富等多项优点,氢能被认为是推动传统化石能源清洁高效利用和支持可再生能源大规模发展的理想媒介。当前,美国、欧洲、日本、韩国等主要工业化国家和地区已经将氢能纳入国家能源战略规划,氢能产业的商业化步伐不断加快。

以韩国的现代汽车集团为例,在全球能源革命转型的大背景下,该集团开始加速布局氢能。今年9月,现代汽车集团宣布将从商用车领域开始着手,向全球市场推出氢燃料电池和纯电动的客车和重卡等全种类新型商用车,在2028年率先成为全球首个旗下所有商用车型均搭载氢燃料电池系统的汽车厂商。同时,到2030年,现代汽车集团将实现氢燃料电池车的价格与纯电动汽车相当,以确保其在消费市场的竞争力。

政策持续加码,万亿氢能产业链可期

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聚焦我国,长久以来,因“核心技术受制于海外”、“成本居高不下”、“配套设施不完善”等原因,氢燃料电池汽车的发展可谓差强人意。而今,在“3060”双碳目标的催动下,上至中央,下至地方政府均出台了鼓励和支持发展氢燃料电池汽车的相关政策。

10月24日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》(以下简称“行动方案”)中明确指出,大力推广新能源汽车,逐步降低传统燃油汽车在新车产销和汽车保有量中的占比,推动城市公共服务车辆电动化替代,推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆。到2030年,当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右,营运交通工具单位换算周转量碳排放强度比2020年下降9.5%左右,国家铁路单位换算周转量综合能耗比2020年下降10%。陆路交通运输石油消费力争2030年前达到峰值。

紧接着,11月7日,国务院印发《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》(以下简称“意见”)。意见指出,持续打好柴油货车污染治理攻坚战。深入实施清洁柴油车(机)行动,全国基本淘汰国三及以下排放标准汽车,推动氢燃料电池汽车示范应用,有序推广清洁能源汽车。

短时间内先后印发两大文件,可以看到我国推动氢能产业的决心和思路,已经越来越清晰,力度也越来越大。另据不完全统计,地方政府层面,我国目前已有29个省市区出台了涉及氢能产业发展的政策,超过48座城市发布了氢能政策,推动氢能产业发展。

中国氢能联盟秘书长刘玮表示,“双碳”战略是氢能产业发展的重要驱动力,文件对有力有序有效推动氢能高质量发展提供了重要指导,我国氢能产业正迈入新发展新阶段。根据中国氢能联盟估算,到2030年,中国氢气需求量将达3500万吨,在终端能源体系中占比5%;到2050年,氢能在终端能源体系中的占比将至少达到10%,氢气需求量接近6000万吨,可减排约7亿吨二氧化碳,产业链年产值约12万亿元。

市场表现升温,氢燃料电池汽车产业化之路提速

随着碳达峰、碳中和观念的深入人心,氢燃料电池汽车在市场上表现也逐渐升温。今年10月底,韩国市场研究机构SNE Research公布的数据显示,2021年1月-8月,氢燃料电池汽车(FCEV)全球注册销量1.12万辆,同比增长91.7%。

另根据中汽协统计数据,我国燃料电池汽车今年1-10月产销分别完成940辆和953辆,虽然基数不高,但同比分别呈现了45.3%和44.8%的增长。有分析指出,燃料电池汽车目前仍处于产业发展的初期,且疫情对燃料电池汽车的市场需求打击较大,与纯电动汽车已经开始获得私人消费市场的支撑不同,燃料电池汽车此阶段主要的需求还来自于企业端。

截至今年10月,我国燃料电池汽车保有量为8,305辆。不过,该数据与2025年实现5万到10万辆的规模、2030年争取实现百万辆规模的目标仍有不小的差距。对此,中国工程院院士衣宝廉指出,燃料电池汽车想要产业化,必须大幅度降低燃料电池发动机的成本和氢气成本,同时降低加氢站的建设费用。

据介绍,目前一辆燃料电池车的售价是燃油车的两倍到三倍、锂离子电池车的1.5到2倍,主要原因还是燃料电池发动机价格太贵,只有实现燃料电池关键材料和部件的产业化并批量生产,同时提高电堆的比功率就可以大幅度降低燃料电池发动机的成本,进而降低燃料电池车的成本。另外,加氢站的建设费用(每个加氢站费用1200万元到1500万元)和加氢站的加氢费用(达到60-80元/公斤)也都比较高,只有大力发展可再生能源电解水制备绿氢,采用天然气或纯氢管网输送氢气,将加氢费用降至每公斤30元以下,燃料电池车的运行费用才能和燃油车竞争。

为了解决上述问题,去年9月,五部委联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,提出将在国内开展燃料电池汽车示范应用工作,通过采取“以奖代补”方式,对符合条件的城市群开展燃料电池汽车关键核心技术产业化攻关和示范应用给予奖励,形成布局合理、各有侧重、协同推进的燃料电池汽车发展新模式。

经过近一年时间的考核筛选,最终京津冀城市群、上海城市群以及广东城市群入选,成为国内首批开展燃料电池汽车示范应用的城市群。从三大城市群参与示范应用的企业名单来看,多数均涉及电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统等燃料电池核心部件领域。整体来看,在“3060”双碳目标的催动下,在政策持续加码以及燃料电池汽车示范应用城市群的带动下,燃料电池汽车的产业化之路正在加速到来。(盖世汽车 雷云)