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來源/YOUNG財(cái)經(jīng) 漾財(cái)經(jīng)(ID:youngcaijing）
1/ 全球布局氫能源汽車與氫能產(chǎn)業(yè)2014年,，日本豐田上市了一款名為MIRAI的氫能源汽車,。它的動(dòng)力來源，是氫氣與氧氣反應(yīng)之后產(chǎn)生的電能,，它的排放物只有H2O也就是水,。也因?yàn)榇耍琈IRAI氫能源車被日本人視為汽車的未來,，MIRAI本身在日語(yǔ)中也是未來的意思,。截止2020年底，MIRAI在全球共計(jì)投放了約12015臺(tái),。氫能源汽車是日本布局氫能源產(chǎn)業(yè)的一個(gè)抓手,。一提到氫能源的應(yīng)用場(chǎng)景，就離不開汽車業(yè),。目前除日本外,，韓國(guó)也在著手研發(fā)氫車，現(xiàn)代推出了一款名為NEXO的氫車,，累計(jì)銷量達(dá)12717臺(tái),，略超豐田MIRAI。中國(guó)也有一些車企在布局氫能源汽車,，如長(zhǎng)城汽車在4月的一場(chǎng)氫能源戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上對(duì)外公布,，將在今年年底推出一款氫能源SUV，續(xù)航里程大于840公里,。根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)預(yù)計(jì),，到2025年，全國(guó)氫能汽車保有量將達(dá)到10萬輛,；2035年,，100萬輛,。這意味著未來三四年氫能汽車市場(chǎng)規(guī)模有超10倍的增長(zhǎng)。在這些豪情壯志面前,，現(xiàn)狀卻并不樂觀：2020年全球共售出氫能源汽車9006臺(tái),，其中美國(guó)937臺(tái)、中國(guó)1177臺(tái),、韓國(guó)5823臺(tái),、日本761臺(tái)、德國(guó)308臺(tái),；全球已建成的加氫站共527座,，歐盟最多，有179座,，日本以137座位居第二,，中國(guó)第三，有101座,。這些加氫站中投入運(yùn)營(yíng)的僅504座,。但這依然不能阻擋各國(guó)布局氫能源產(chǎn)業(yè)的雄心：2020年7月歐盟委員會(huì)通過了《歐盟氫能戰(zhàn)略》，計(jì)劃在未來十年,，向氫能產(chǎn)業(yè)投入數(shù)千億歐元,，依靠風(fēng)能、太陽(yáng)能生產(chǎn)清潔的氫氣,。計(jì)劃2020年-2024年在歐盟境內(nèi)建造一批可再生氫電解設(shè)備,，實(shí)現(xiàn)2024年前全歐氫能產(chǎn)量超100萬噸；2021年1月,，國(guó)際氫能委員會(huì)發(fā)布報(bào)告透露,，包括美國(guó)、歐洲,、日本在內(nèi)的18個(gè)經(jīng)濟(jì)體公布了國(guó)家氫能源發(fā)展戰(zhàn)略,，占世界經(jīng)濟(jì)體總量的70%。
日本的氫能源卡車 2/ 用清潔能源制取的綠氫最難得 如果從排放來看,，氫能源是一種非常清潔的能源,。但從獲取氫能源的方式看并非如此，因?yàn)?strong>氫氣屬于“二次能源”,，并不像石油,、天然氣一樣天然存在于地球上，它需要被制造出來,。氫氣的獲得,，根據(jù)制取技術(shù)不同被分為：零碳制取的“綠氫”、低碳制取的“藍(lán)氫”以及高碳制取的“灰氫”,。灰氫是利用化石能源制取的氫氣,，如煤制氫，在制取過程中會(huì)產(chǎn)生碳排放,；如果將生產(chǎn)過程中的碳捕捉封存起來（碳封存）,，這部分氫則被稱為“藍(lán)氫”；而綠氫則是指從制備到使用全生命周期都清潔的氫能,。現(xiàn)在我們所談到的“未來能源”指的就是綠氫,。綠氫可以靠風(fēng)電、光伏,、水電等清潔能源,，以電解水的方式制取。中國(guó)目前每年約3000萬噸的氫氣產(chǎn)量來自煤制氫,、天然氣重整制氫等非清潔來源,，制氫的成本與汽油和柴油接近。據(jù)中金公司預(yù)測(cè),，在2060年碳中和情境下,，中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中需要有8%要依靠綠氫支撐。氫能源汽車是怎么工作的,？簡(jiǎn)單來說,，氫能源汽車運(yùn)行方式有兩類，一類是內(nèi)燃機(jī)汽車,，一類是燃料電池汽車,。前者使用氫氣做燃料，產(chǎn)生的熱能為汽車提供動(dòng)力,，類似化石能源,；后者燃料電池類似燃油汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，它包含電堆和氫氣系統(tǒng),，氫氣和氧氣從電堆入口進(jìn)入,，通過電化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生電流，驅(qū)動(dòng)車輛行駛,。電堆由膜電極,、雙極板構(gòu)成，氫氣系統(tǒng)包括空壓機(jī),、儲(chǔ)氫瓶,。內(nèi)燃機(jī)式的氫車研發(fā)比較久遠(yuǎn)，1920年就有氫發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn),，1968年,，前蘇聯(lián)科學(xué)院西伯利亞分院理論和應(yīng)用力學(xué)研究所進(jìn)行了氫內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)，并改用液氫,，熱效率提高熱負(fù)荷減輕,；1972年洛斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室把一輛別克牌轎車改成液氫汽車,，發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)增壓的六缸四沖，充裝一次液氫后能行駛274公里,。因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)式氫車安全性較差,，會(huì)發(fā)生爆震和早燃（爆震是火花塞點(diǎn)火之后瞬間壓力變大引起的自著火現(xiàn)象；早然是火花塞點(diǎn)火之前）,，而且燃燒產(chǎn)物會(huì)跟空氣中的氮?dú)饨Y(jié)合,，形成氮氧化合物，這也是一種污染,，所以氫內(nèi)燃機(jī)汽車沒有得到量產(chǎn),。全世界如此看好氫能源汽車，首先是因?yàn)樗那鍧嵭?/strong>,，在全生命周期不會(huì)產(chǎn)生碳排放,。其次，與電動(dòng)車相比,，氫能源車突出的優(yōu)勢(shì)是能量密度高,、氫氣加注時(shí)間短、續(xù)航里程長(zhǎng),，也因此更適合長(zhǎng)途運(yùn)輸卡車,、大巴、物流車等中遠(yuǎn)途,、中重型上用車輛,。第三，也有人會(huì)問,，既然是要把氫氣跟氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能再驅(qū)動(dòng)汽車前行,，為什么不直接使用清潔能源的電能呢？如太陽(yáng)能,、風(fēng)能等,。這個(gè)問題的答案就是：氫能是可存儲(chǔ)的，但清潔能源不好存儲(chǔ),。第四就是氫車的安全性高,，我們會(huì)看到特斯拉電動(dòng)車燃燒起火，偶爾也會(huì)看到氫氣工廠或者氫氣站爆炸的新聞,，但對(duì)于在車底攜帶者兩三個(gè)氫氣瓶的氫能源汽車來說,，安全性其實(shí)還是比較高的，氫氣泄漏的安全性也高于汽油泄漏,。目前來看,，并沒有發(fā)生過氫能源汽車爆炸事件，不管是氫氣泄露或碰撞。現(xiàn)代汽車對(duì)儲(chǔ)氫瓶進(jìn)行了高空墜落實(shí)驗(yàn),、爆破試驗(yàn),、常溫壓力反復(fù)實(shí)驗(yàn)、輻射實(shí)驗(yàn),、耐火試驗(yàn)等多達(dá)十五項(xiàng)測(cè)試,，通過了韓國(guó)與歐洲標(biāo)準(zhǔn)，還通過了世界上最苛刻的聯(lián)合國(guó)全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及多眾國(guó)際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),。第五點(diǎn)就是氫燃料電池汽車有著更高的能量轉(zhuǎn)換效率，可以達(dá)到60%以上,。也是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),，澳大利亞和加拿大也開始采用可再生能源制氫、化石能源制氫結(jié)合碳捕捉封存技術(shù),。日本在福島核電站泄露后的無人區(qū)建造了大規(guī)模的太陽(yáng)能電板,，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成的電能用來制取氫氣。用這樣方式獲得的氫氣被稱為綠氫,。5/ 氫能源汽車需要一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈 首先是制氫：綠氫的大規(guī)模獲取技術(shù)目前不成熟,，全球的電解制氫都出于初始階段，還不能規(guī)?；?。綠氫的生產(chǎn)成本則更高，每公斤20元,，遠(yuǎn)高于灰氫和藍(lán)氫的價(jià)格,。據(jù)《財(cái)新周刊》報(bào)道，中石化在十四五期間,，擬在氫能領(lǐng)域投資數(shù)百億元,，主要用于上游制氫和加氫站建設(shè)。第二是儲(chǔ)運(yùn)：有兩種方式,，一種是拖車式運(yùn)輸,，一種是管道式運(yùn)輸。中國(guó)車用氫氣普遍采用20Mo長(zhǎng)管拖車,，這種拖車效率偏低,；還有一種拖車是液態(tài)運(yùn)輸。管道式運(yùn)輸就像天然氣是一樣的道理,，但氫對(duì)管道有腐蝕性,，所以不能用天然氣管道，增加了技術(shù),、材質(zhì)成本,，目前還沒得到推廣。氫氣的儲(chǔ)運(yùn)是個(gè)難題。日本在這方面走得很超前,，跟文萊合作,，在2020年底的時(shí)候完成了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)10個(gè)月的試運(yùn)行項(xiàng)目，生產(chǎn)并存儲(chǔ)了約100噸的氫氣,。文萊將氫氣和甲苯結(jié)合起來,，生產(chǎn)甲基環(huán)乙烷，這一操作把氫氣體積最小化,，同時(shí)允許此化合物在正常溫度和壓力下從海上運(yùn)輸,。到達(dá)日本后，在一家脫氫工廠重新提取氫氣成分,，預(yù)計(jì)本世紀(jì)20年代中期能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,。第三就是加氫：即建設(shè)加氫站。加氫站的核心裝備是壓縮機(jī),、加注機(jī),，這些都依賴于進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)化比例還比較低,。當(dāng)前日本加氫站建設(shè)得最領(lǐng)先的,，全國(guó)約有135座加氫站。中國(guó)的加氫站目前供大于求,，截止2020年底中國(guó)共部署了128座加氫站,，而同期氫車保有量7352輛。但因?yàn)榘踩珕栴},，傳統(tǒng)的加油站并不能直接切換成加氫站,，所以要重新修建。據(jù)中國(guó)電動(dòng)車百人會(huì)發(fā)布的《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》來看,，加氫站的修建成本很高,，不含土地成本，目前投建一座單日加氣能力在500公斤的加氫站約700-1200萬元,，相當(dāng)于傳統(tǒng)加油站的3倍,。第四是燃料電池：它就是氫氣和氧氣化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的電能存儲(chǔ)器。它有8個(gè)關(guān)鍵零部件：電堆,、膜電極,、質(zhì)子交換膜、碳紙,、催化劑,、雙極板、氫氣循環(huán)系統(tǒng),、空氣壓縮機(jī),。目前看來，這些技術(shù)國(guó)內(nèi)都不夠成熟。就連走在前端的日本,，也一樣,。只不過日本豪賭氫能的決心最大。韓國(guó)研究機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)顯示,，2021年Q1全球燃料電池汽車銷量約4000輛,，豐田大約賣出去了一半。日本有135座加氫站,，但每天加氫的車平均10輛左右,，為了提高加氫站的使用率，豐田還為日本大型連鎖便利店7-11打造了專用的氫能源物流卡車,。一輛這樣的卡車的氫能使用量相當(dāng)于30輛MIRAI的效果,。
韓國(guó)推出的氫能源汽車NEXO 日本是發(fā)展氫能源投入成本最高的國(guó)家，他們跳過了電動(dòng)汽車直接豪賭氫能源汽車,，從氫氣的制備、儲(chǔ)運(yùn),、加氫站建設(shè)再到終端,，一直走在世界前列。如果成功,，那么日本則會(huì)成為清潔能源的領(lǐng)軍角色,。 中國(guó)為了避免發(fā)展氫能源時(shí)再出現(xiàn)騙補(bǔ)現(xiàn)象,，也出臺(tái)了新政策進(jìn)行約束,，比如以結(jié)果為導(dǎo)向，項(xiàng)目評(píng)估驗(yàn)收后,，才能獲得獎(jiǎng)金,；明確獎(jiǎng)金不能用于整車項(xiàng)目投資和加氫站建設(shè)，只能用于核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,、人才引進(jìn),、新車型新技術(shù)示范應(yīng)用推廣等；在燃料電池額定功率,、溫度等指標(biāo)上做了嚴(yán)格的規(guī)定,，避免漏洞。氫能源汽車是一個(gè)很美好的未來發(fā)展方向,。但各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的打通還需要時(shí)間,，需要突破的是成本的降低、基礎(chǔ)設(shè)施的普及和安全性,，以及制取氫氣的綠色環(huán)保,。。END 。
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