核心提示
重量輕、儲量豐富、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)用場景之一。
國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(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)實的態(tài)度一點一滴研發(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、營銷、服務(wù)等全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案。
應(yīng)用之路存在難點
日前，全球首輛打入澳大利亞市場的氫燃料重卡下線交付儀式舉行，漂洋過海發(fā)往澳大利亞。它的“出生地”是漳州開發(fā)區(qū)。
“它是澳大利亞市場的第一輛氫能源汽車，也是國內(nèi)第一輛正向研發(fā)的氫燃料牽引車，售價約為400萬元人民幣。”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)點是可以在短時間內(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)飾到車輛的動力系統(tǒng)，都根據(jù)氫燃料系統(tǒng)進(jìn)行匹配、設(shè)計和研發(fā)。正向研發(fā)需要大量人力財力，也需要很長的周期，其優(yōu)點是能避免同級別車輛的通病，性能更好。
一眼看過去，這輛車與日常車輛并無差異。它沒有油箱，但駕駛室后方有3個Ⅳ級氫瓶，儲氫壓力達(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)動車前進(jìn)。
氫能源汽車的優(yōu)點非常明顯。首先，它的儲能密度非常高。相同體積的氫氣和電動車的電池相比，氫氣存儲的能量更多。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)。
它最大特點就是環(huán)保。氫能分成三種，灰氫、藍(lán)氫和綠氫�；覛涫侵竿ㄟ^石油、煤炭、天然氣燃燒產(chǎn)生的氫氣，碳排放量最高。藍(lán)氫是通過特定技術(shù)，把天然氣重整做成氫，實現(xiàn)了低碳生產(chǎn)。綠氫是通過太陽能、風(fēng)能、核能制造氫氣，生產(chǎn)過程中完全沒有碳排放。而中國的發(fā)展重點是綠氫，也就是“零碳?xì)錃狻薄?/p>
“普通燃油車排出的尾氣會發(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‘移動的空氣凈化器’。這是因為燃料電池非常敏感，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)吸附等多道過濾裝置�！标愇慕榻B，過濾后的空氣進(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，氫能源汽車也有三大痛點。首先就是儲存和運輸氫氣的成本較高。管道和儲罐都必須使用特殊的鋼材料，防止氫氣的侵蝕和滲透。
中國是世界上最大的制氫國，年制氫產(chǎn)量約3300萬噸。不過，太陽能、風(fēng)能等制備出的綠氫，主要來自西部地區(qū)，但對氫能需求旺盛的則是東部地區(qū)。要解決供需錯配問題，需要加強(qiáng)氫氣的運輸能力。
痛點二是安全性�？諝庵兄灰爝M(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的封閉空間內(nèi)，有一定風(fēng)險。
痛點三是建加氫站的費用十分高昂，一座加氫站要投資1200萬到1500萬元。數(shù)據(jù)顯示，中國已累計建成加氫站超過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，還需要很長時間。短時間內(nèi)，個人乘用車的便捷加氫還實現(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題。加氫站密度太低，就不能帶動氫能源車的大批量生產(chǎn)。倘若沒有產(chǎn)量和銷售，加氫站運營商也就沒有發(fā)展的動力。這就成了一個互相制約的循環(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。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)基地項目，規(guī)劃產(chǎn)能14萬輛客車�！闭闹蓍_發(fā)區(qū)投資促進(jìn)局局長助理朱淑云表示，發(fā)展氫能源汽車，漳州開發(fā)區(qū)既有港口碼頭優(yōu)勢，也有產(chǎn)業(yè)地緣優(yōu)勢。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汽車零部件項目、一佳特種車項目等零部件企業(yè)。
“道阻且長。但我們有自己的獨門‘秘籍’，先從商用車，尤其是卡車入手，可以解決三大痛點�！标愇姆治觯瑥纳鐣䞍r值上來看，商用車的排放高。有數(shù)據(jù)顯示，全國商用車占汽車總數(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題。
從安全性來看，大部分的商用車是停放在露天環(huán)境，萬一氫氣泄漏了，立即會被稀釋，能極大降低爆炸風(fēng)險。
基于此，陳文和他的團(tuán)隊將研發(fā)重點定為大功率氫燃料發(fā)動機(jī)的客車和卡車，并根據(jù)使用場景中的加氫站數(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，漳州工廠重點研究氫能源汽車的‘最強(qiáng)大腦’——氫燃料電池控制系統(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，對于燃料電池系統(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輸距離出發(fā)，分析如何進(jìn)行整車配置，如長管氣氫拖車適合短距離運輸，液氫運輸適合長距離運輸。
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。為了滿足長途高速行駛的需求，陳文及其團(tuán)隊設(shè)計氫燃料發(fā)動機(jī)系統(tǒng)功率為300～400千瓦�！疤嵘β适且豁椣到y(tǒng)性工程，難免‘按下葫蘆浮起瓢’�！标愇谋硎�，提升功率后，車速上來了，車主體驗感卻變差了，不僅低速時車輛會抖動，高速時還會產(chǎn)生噪聲。經(jīng)過反復(fù)驗證、多次優(yōu)化設(shè)計，最終軟件達(dá)到了抑抖降噪的目標(biāo)，駕駛體驗更良好。
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題。
“我們在氣瓶口安裝了三個氫濃度的傳感器，按照法規(guī)要求是在一個區(qū)域內(nèi)持續(xù)3秒，濃度超過4%報警。我們把它設(shè)置成濃度超過1.5%就報警。一旦報警，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)品的競爭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。試車過程中，他們找到經(jīng)驗豐富的司機(jī)，不斷記錄爬坡過彎道的測試記錄數(shù)據(jù)，一點點完善性能。
登上國際競爭舞臺
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)展的重點補(bǔ)貼對象。各項補(bǔ)貼之后，一公斤氫氣的售價約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。氫能源車乃至整個氫能源技術(shù)仍因價格昂貴而十分尷尬。
“40元，氫的成本只占10元，其余都是運輸和儲存成本�！标愇暮蛨F(tuán)隊的生存策略是：從海外高端市場入手，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，再用消費端拉動生產(chǎn)端。
威馳騰汽車營銷管理中心副總經(jīng)理陳承拿著厚厚一摞材料，梳理近年來的“出�！背煽儐危阂慌鷼淙剂想姵仉p層巴士銷售到歐美、日本、澳大利亞、中國香港等地。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。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1.2萬輛氫燃料電池汽車�！皩Ψ狡髽I(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。”陳承介紹，企業(yè)今年還將和韓國、法國以及中東區(qū)域國家進(jìn)行更加深度的合作。
然而，不同國家的政策、法規(guī)以及駕駛場景和操作習(xí)慣不盡相同。站上全球舞臺，不能打無準(zhǔn)備之仗�！拔覀冇嗅槍π缘貙�(biāo)各國標(biāo)準(zhǔn)，攻克認(rèn)證難關(guān)，優(yōu)化升級整車系統(tǒng)�！标愇呐e例，不少歐洲國家對汽車電子方面的安全性要求較高，要順利挺進(jìn)歐洲市場，達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)是必須跨過的門檻。例如，德國高速公路不限速，汽車長時間高功率運行，對續(xù)航能力提出更高挑戰(zhàn)。企業(yè)盡量從運用場景出發(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，不斷開拓國內(nèi)外市場。
“先有市場，后有工廠。解決好應(yīng)用端，才能慢慢推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。未來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。”朱淑云表示，目前，當(dāng)?shù)卣ㄟ^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，招引新能源零部件車企。
目前，CKD汽車配件項目已落戶，年產(chǎn)1000輛客車CKD鋁車身及零部件，100%出口到菲律賓、泰國、肯尼亞、孟加拉等國家。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。
主營新能源輪式裝載機(jī)的企業(yè)——漳州廈裝有限公司也來了，預(yù)計今年下半年投產(chǎn)�！吧a(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)入場安裝中�！闭闹輳B裝總經(jīng)理傅豪表示。
“氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋�涉及多個領(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、氫氣運輸?shù)榷鄠�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)威組織國際氫能委員會的預(yù)測，到2050年，氫能將占全球能源需求的18%，市場規(guī)模將達(dá)到2.5萬億美元。氫能的普及將助力每年減少60億噸以上的二氧化碳排放，并同時創(chuàng)造超過3000萬個就業(yè)崗位。
然而，這些年來氫能源的發(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，還是在氫的制備、運輸、儲存等環(huán)節(jié)。目前，氫能源的產(chǎn)業(yè)鏈很長，而且每個環(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和中國“雙碳”戰(zhàn)略實施，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。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候，就能切換過去。
對于地方政府而言，氫能源汽車是個不錯的賽道。傳統(tǒng)燃油車時代，汽車產(chǎn)業(yè)的格局基本以六大國有汽車廠商為核心，格局很難改變。但是，氫能源汽車來了，這就給地方重新入局的機(jī)會。于是，各地鉚足干勁加入“造車大軍”。畢竟培育出一個新能源汽車品牌，不但能帶動經(jīng)濟(jì)增長，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，儲藏運輸?shù)某杀局饾u降低，加之規(guī)模化投運帶來的降本增效，氫能源汽車將能夠很快發(fā)展至技術(shù)與市場驅(qū)動階段，形成擴(kuò)張內(nèi)驅(qū)力。
產(chǎn)品的競爭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，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的先發(fā)優(yōu)勢。
這，是一種可貴的嘗試。(記者 蘇益純)