鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:474次 | 2021年11月10日
十年坎坷路 氫燃料動力電池汽車又一春?
近兩個(gè)月來,廣東、上海、海南、河南有關(guān)燃料動力鋰電池汽車的新政頻出,提出發(fā)展燃料動力鋰電池產(chǎn)業(yè)并執(zhí)行補(bǔ)貼。
車輛缺乏安全標(biāo)準(zhǔn)、加氫站少,借助奧運(yùn)、世博等東風(fēng)依然未能騰飛,背后的重要原因還是氫氣自帶的“敏感體質(zhì)”。
“起了個(gè)大早,趕了個(gè)晚集”的氫燃料動力鋰電池汽車最近回歸公眾視野。
在2018年五月訪日期間,國務(wù)院總理李克強(qiáng)參觀了豐田燃料動力鋰電池汽車“Mirai未來”。近兩個(gè)月來,地方支持政策頻出。
在大氣污染治理的嚴(yán)峻形勢和彎道超車的汽車產(chǎn)業(yè)愿景下,新能源車被寄予厚望。十年前,純電動汽車和燃料動力鋰電池汽車(燃料動力鋰電池:將燃料所具有的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能)曾經(jīng)站在同一個(gè)起跑線——依靠新能源車“十城千輛”計(jì)劃完成了最初的原始推廣。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
十年后,“佩戴”著綠色牌照的電動汽車已隨處可見,氫燃料動力鋰電池汽車還被束之高閣,曾在奧運(yùn)會、世博會中高調(diào)亮相的、成本近千萬元人民幣的燃料動力鋰電池大巴被停用。
不過,業(yè)內(nèi)人士估測,我國市場目前是全球最大的燃料動力鋰電池商用車市場之一。根據(jù)我國汽車技術(shù)研究中心有限公司供應(yīng)給南方周末記者的數(shù)據(jù),2015-2017年,國內(nèi)總計(jì)生產(chǎn)了燃料動力鋰電池乘用車、客車、專用車1911臺,后兩者共1837臺。
駕駛到底安不安全?追尾后汽車會不會爆炸?加氫站該建在哪里?……自帶“敏感體質(zhì)”的燃料動力鋰電池汽車亟待破局。
政策加持資本涌入
愛德曼氫能裝備公司正在為從外省遷廠到廣東佛山南海做準(zhǔn)備,主攻氫燃料動力鋰電池核心零部件的專門化和國產(chǎn)化,公司剛剛成立兩年。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
“我們是奔著佛山來的。”總經(jīng)理龔婧告訴南方周末記者。佛山市南海區(qū)擁有全國最大的氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,更重要的是政策加持。
2018年六月十四日,廣東省“有關(guān)加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的意見”的通知提出,拿出新能源汽車推廣應(yīng)用省級財(cái)政補(bǔ)貼資金中的30%用于支持氫燃料動力鋰電池汽車。
上海、海南、河南有關(guān)燃料動力鋰電池汽車的新政也頻出。繼2017年九月出臺發(fā)展規(guī)劃后,上海在2018年五月又公布了財(cái)政補(bǔ)助方法;六月一日和六月五日,海南和河南分別公布了補(bǔ)貼規(guī)則。
從頂層設(shè)計(jì)到規(guī)格,燃料動力鋰電池汽車從來不輸給純電動和插電式混動兩類新能源汽車,《我國制造2025》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》都明確提到對研發(fā)的支持。
“因?yàn)槲覈旋嫶蟮男枨罅俊!甭?lián)合國開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)駐華代表處能源環(huán)境項(xiàng)目主任張衛(wèi)東博士分析道。追溯到2003年,UNDP和全球環(huán)境基金會(GEF)共同發(fā)起《我國燃料動力鋰電池公共汽車商業(yè)化示范項(xiàng)目》,計(jì)劃在5個(gè)發(fā)展我國家開展,包括我國、印度、埃及、墨西哥和巴西,“無一不是人口大國,面對同樣的環(huán)境壓力。”
氫氣來源廣泛,電解水就可以得到,亦可通過天然氣、丙烷、甲醇、汽油、柴油或煤制得,是一種可再生能源。
氫氣持續(xù)不斷地供應(yīng)動力,還巧妙避開了純電動汽車要長時(shí)間充電的短板。更重要的是,氫燃料動力鋰電池汽車最終出現(xiàn)的,是對環(huán)境無污染的水。
2017年底,“大氣十條”第一階段目標(biāo)完成,但北京等城市的大氣污染治理壓力仍然巨大。北京市最新一輪PM2.5源解析中,機(jī)動車等移動源在本地排放中的占比已高達(dá)45%,是上一輪解析結(jié)果的1.4倍。
北京、廣州等地對外地車進(jìn)城的要求進(jìn)一步加嚴(yán),若燃油車車牌真實(shí)現(xiàn)“以家庭、停車位為條件的搖號”,同時(shí)對商用貨運(yùn)為主的柴油車開打攻堅(jiān)戰(zhàn),新能源汽車前景無限。
除了政策加持,過去幾年,龔婧觀察到,越來越多的公司涌入這行。
根據(jù)工信部公布的通告,目前自主研發(fā)燃料動力鋰電池汽車的主流車企至少有15家,重要以客車、專用車為主,只有上海汽車、上汽大眾兩家生產(chǎn)了小型乘用車。
據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道,從加氫站、燃料動力鋰電池系統(tǒng)到整車制造,已經(jīng)有超過30家上市公司布局燃料動力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)。其中不乏我國石化、我國石油、中車集團(tuán)等國企,也有車企巨頭中通客車、宇通客車、上汽集團(tuán)以及能源、材料等公司。
曾借大型賽事東風(fēng)
氫能作為燃料的歷史可以追溯到1960年代的“兩彈一星”,1990年代的“九五”計(jì)劃。在上海世博會、廣州亞運(yùn)會、深圳大運(yùn)會這些世界舞臺上,燃料動力鋰電池汽車也并非沒有嶄露頭角的機(jī)會。
在喊著“綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)”口號的2008年北京奧運(yùn)會上,三輛氫燃料動力鋰電池車含著“金鑰匙”亮相——掛著京AE0000、京AE0001的車牌,往返于天安門廣場到鳥巢之間的馬拉松賽事線路運(yùn)送運(yùn)動員,大巴由清華大學(xué)和北汽福田自主研發(fā)。2010年的上海世博會上,百輛燃料動力鋰電池觀光車活躍在世博園區(qū)。
借著大型賽事的東風(fēng),不少科學(xué)技術(shù)就此得以發(fā)展。但在這些特事特辦的城市里,氫燃料動力鋰電池車的示范結(jié)果并難如人意。
北京奧運(yùn)、上海世博中示范運(yùn)營的9輛大巴正是UNDP和GEF的示范項(xiàng)目在我國第一、二期取得的成果之一,項(xiàng)目由科技部、財(cái)政部聯(lián)合各省政府執(zhí)行,但這9輛車都停用了。
停用讓張衛(wèi)東感到痛心。2018年六月一日,在上海汽車城的一個(gè)內(nèi)部工作討論會上,張衛(wèi)東提高音量,加重了語氣:“一期、二期示范運(yùn)營一結(jié)束,車就停用了,我們爭取到第三期項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)有多難?”
“北京三輛車的停運(yùn),當(dāng)時(shí)也是出于安全原因。國內(nèi)還沒有安全標(biāo)準(zhǔn),車沒法跑。”一位生產(chǎn)燃料動力鋰電池的公司高管對南方周末記者說。
在車輛運(yùn)行的合法性上,項(xiàng)目城市也有自己的苦處。“當(dāng)時(shí)是臨時(shí)牌照,申請一次只允許半年運(yùn)營,拿不到牌照車輛連合法的身份都沒有。”負(fù)責(zé)牽頭上海項(xiàng)目的上海市科學(xué)技術(shù)委員會社會發(fā)展處林海告訴南方周末記者。
UNDP和GEF的第三期項(xiàng)目中示范運(yùn)營的車輛上了工信部的通告車型,但此前世博會的6輛車由于技術(shù)要更新迭代,不在通告范圍內(nèi)。“等通告下來,車也廢了”。
不愿建在家門口的加氫站
2018年六月二十六日上午,南方周末記者來到位于北京市海淀區(qū)全國首個(gè)加氫站——永豐加氫站,發(fā)現(xiàn)站內(nèi)空曠如野,附近道路上幾輛氫燃料動力鋰電池大巴排成一排。據(jù)工作人員介紹,每天有近20輛重要用于周邊客運(yùn)接駁的大巴來加氫,時(shí)段集中在上午10點(diǎn)和下午4點(diǎn)左右,加完氫氣就停靠在路邊等待下班高峰承運(yùn)。
如同困擾電動汽車的充電問題相同,加氫站的稀缺也是難題,有人把車與站的關(guān)系歸結(jié)為“先有雞還是先有蛋”。
在一個(gè)名為“氫氣站”的國際網(wǎng)站上,一個(gè)小旗子代表一個(gè)加氫站,重要插在歐美和日本領(lǐng)土上。我國的小旗子寥寥,且重要集中在東部。
截至2018年二月,我國已建成正在運(yùn)營的加氫站僅有12座,分別位于北上廣、江蘇、大連、安徽、河南、成都等地,均未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營,雖然全國各地很多城市也都在規(guī)劃建設(shè)加氫站,但是整體還未形成規(guī)模。
車輛缺乏安全標(biāo)準(zhǔn)、加氫站少,借助奧運(yùn)世博等東風(fēng)依然未能騰飛,背后的重要原因還是氫氣自帶的“敏感體質(zhì)”。
“大家都希望加氫站數(shù)量越多越好,但誰都不愿意建在自家門口,怕出安全事故。”上海驛藍(lán)能源科技有限公司主營加氫站等氫能基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)的副總經(jīng)理阮偉民道出原由。
氫,這個(gè)排在元素周期表第一位的元素為人們熟知,無色無味的氫氣和氧氣共同組成了生命之源——水,但氫氣極易燃燒,氫彈爆炸的蘑菇云更深入人心。
于丹作為中汽中心執(zhí)行UNDP與GEF示范項(xiàng)目的項(xiàng)目組總監(jiān),在各地溝通時(shí),聽過太多對氫燃料動力鋰電池汽車的疑問:氫氣安不安全?加氫站附近多少公里不能建居民樓?
佛山市南海區(qū)發(fā)改局副局長蔡德權(quán)也對南方周末記者回憶,推動項(xiàng)目在南海區(qū)落地之前,“在全國各地和相關(guān)單位跑了一遍,發(fā)現(xiàn)最難的不是做車,而是加氫站建設(shè)。”
“很多人聽到氫氣,認(rèn)知還停留在氫彈、氫氣球容易爆炸的水平,所以還作為危險(xiǎn)化學(xué)品管理。”張衛(wèi)東告訴南方周末記者。
在《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》中,氫氣與甲烷等易燃?xì)怏w并列其中。加氫站的國家管理標(biāo)準(zhǔn)目前在國內(nèi)還是空白,其審批和監(jiān)管是歸管控危化品作業(yè)的消防、安監(jiān),還是歸管理城市燃?xì)獾淖〗ú块T仍然待解。
在上海,加氫站審批在一些地區(qū)屬于城建,一些屬于消防,還有屬于區(qū)服務(wù)中心,“假如哪個(gè)部門都不愿意管,站還是建不起來。”阮偉民說,不僅如此,是否危化品還直接決定加氫站初期用地審批,是商業(yè)用地還是化工用地。
禁售燃油車下的提前布局
有關(guān)談氫色變的恐慌難題,張衛(wèi)東認(rèn)為,氫氣點(diǎn)著條件相對苛刻,因此燃料動力鋰電池汽車的安全性比較可控:“日本曾經(jīng)做過點(diǎn)火實(shí)驗(yàn),氫氣車和燃油車相比,一分鐘后汽油車就身處火海,氫氣車只有一條飛向上空的火苗……同樣體積的氫氣和汽油爆炸時(shí),汽油爆炸的能量是氫氣的22倍。”
張衛(wèi)東介紹,在國際上,加拿大、美國、日本等國家把加氫站和加油站建在一起,加氫站距離居民樓就一墻之隔。
一路走來飽受質(zhì)疑,有專家擔(dān)心冒進(jìn)的政策和產(chǎn)業(yè)會帶來一定的安全隱患,尤其是氫燃料動力鋰電池有關(guān)駕駛員的操作專業(yè)性要求更高。
目前,UNDP項(xiàng)目辦和公安部、上海消防研究所正在開展氫安全的課題,系統(tǒng)研究氫能應(yīng)用涉及的安全課題。
安全性之外,還要解決核心技術(shù)。燃料動力鋰電池關(guān)鍵指標(biāo)是有效工作時(shí)數(shù)(即壽命),日本目前普遍水平在1萬小時(shí)左右,而在我國,六月初清華大學(xué)和億華通推出最新一代燃料動力鋰電池壽命也只達(dá)到了5000小時(shí)。
催化劑的穩(wěn)定性也很關(guān)鍵,電池內(nèi)部的催化劑對一氧化碳等比較敏感,當(dāng)空氣質(zhì)量不好時(shí),穩(wěn)定性也會受到影響。
此外,高品質(zhì)的燃料動力鋰電池電堆的零部件供應(yīng),如雙極板、膜電極、空壓機(jī)、關(guān)鍵供氫閥門等相比加拿大、日本、德國等還有差距。
“燃機(jī)動力汽車已經(jīng)發(fā)展了幾百年,氫能源動力才剛剛出現(xiàn),才是個(gè)嬰兒,當(dāng)然有太多不成熟的地方,你不能要求一個(gè)嬰兒就什么都好。”龔婧覺得,破解氫氣燃料動力鋰電池車的恐慌和技術(shù)難題只是時(shí)間問題。
當(dāng)各國開始提禁售燃油車的時(shí)間表時(shí),有心者已提前布局。佛山和江蘇如皋等地正在下這把賭注,試圖找到一個(gè)上升點(diǎn)。
佛山打算把燃料動力鋰電池汽車當(dāng)作氫能產(chǎn)業(yè)的突破口,除了商用車,還要發(fā)展有軌電車、觀光車。傳統(tǒng)化工城市如皋等也打出“環(huán)保牌”,計(jì)劃布局氫能產(chǎn)業(yè),2018年六月十一日,如皋一家公司研發(fā)生產(chǎn)的3輛氫燃料動力鋰電池大巴投入公交運(yùn)營,開縣級城市的先河。
佛山也開始著力解決氫燃料動力鋰電池汽車在我國的水土不服,在南海區(qū)建成了全國首個(gè)全商業(yè)化運(yùn)營的加氫站。
“我們考察后發(fā)現(xiàn)北京、上海兩個(gè)加氫站的審批建設(shè)沒有可借鑒之處,奧運(yùn)和世博期間,走的是非常規(guī)流程。”蔡德權(quán)介紹,南海當(dāng)時(shí)參照加油站的審批流程,梳理出加氫站審批存在的問題,包括安監(jiān)部門對加氫站的安全條件審查、經(jīng)營許可證,質(zhì)監(jiān)部門對加氫站的設(shè)備安裝檢驗(yàn)、運(yùn)營許可、壓力容器作業(yè)人員資格及車用氣瓶充裝作業(yè)人員資格發(fā)放等。
在取得了省市相關(guān)部門的支持下,花了近兩年時(shí)間進(jìn)行選址,并協(xié)調(diào)收回一塊閑置的工業(yè)用地,才轉(zhuǎn)為商業(yè)用地建設(shè)加氫站等。
回想起來,蔡德權(quán)覺得過程也非常曲折,比如在2015年8·12天津港爆炸后,各地對危險(xiǎn)化學(xué)品的管理從嚴(yán),又花了一段時(shí)間協(xié)調(diào)。
“佛山的不同之處在于,只有這個(gè)項(xiàng)目示范點(diǎn)是由發(fā)改局牽頭負(fù)責(zé),其他城市都是科委或其他科技部門負(fù)責(zé)推動的。”張衛(wèi)東觀察到,項(xiàng)目看起來是一個(gè)技術(shù)問題,實(shí)際上卻是復(fù)雜的社會系統(tǒng)工程,涉及城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展和多部門的協(xié)調(diào)。
佛山市和南海區(qū)都設(shè)有發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,南海區(qū)這一辦公室設(shè)置在發(fā)改局,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各部門推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)工作。
2018年五月二十八日,在北京道路運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)展上,49臺福田歐輝、25臺氫燃料動力鋰電池客車被交付,它們都將在2022京張冬奧會期間為張家口市民服務(wù),這被稱作是全國氫燃料動力鋰電池公交最大訂單,也是又一股“綠色、科技”奧運(yùn)東風(fēng)。