《第三次工业革命》作者杰里米·里夫金说,氢与人类的能源演进息息相关,是“21世纪的终极能源”。
6月27日,“终极能源”在武汉演绎出了新版本:三环集团、氢阳能源、武汉金凰合作研发的世界首台常温常压液体有机储氢燃料电池物流车惊艳亮相。和世界上普遍采用的高压储氢技术不同,这款氢能汽车使用的液态氢,可在常温常压下运行,更安全便捷。“不喝油、只喝氢”,令人期待的氢能汽车何时真正在马路上跑起来?
氢汽车、氢火车、氢自行车
氢能商业化正加快推进
可容纳300多人的会场,挤得满满当当,有人站着听完了1个多小时的新品发布。
氢能魔力,可见一斑。
氢是元素周期表中最轻的元素,地球上储量丰富,具有高能量转化效率,最关键是使用时清洁无污染,水是唯一的副产品。
从本世纪初,欧、美、日等主要工业国都在大力投入氢能发展研究。日本提出,到2030年左右实现氢能源发电商用化,以削减碳排放并提高能源自给率。
在我国,氢燃料电池汽车也正成为各路资本抢滩的热点。2月,由国家能源集团牵头的中国氢能源及燃料电池产业创新联盟在北京正式成立。目前已有超过30家上市企业涉足其中,除吉利、一汽、长城等车企外,国家能源集团、中广核等能源企业也在开始布局氢燃料汽车。
在日本、韩国,以高压氢技术为主的氢能源乘用车已经量产。国内即将销售的本田 Clarity,加氢3分钟,续航750公里;2019款现代NEXO,加氢5分钟,续航609公里。据《朝日新闻》网站报道,日本大型连锁便利店7—11与丰田汽车公司联手,计划从明年春天开始推出利用氢燃料电池(FC)驱动车辆行驶的货车运送货物,并建立起“零排放物流”体系。
氢能甚至搭上了火车、自行车。
2017年3月,德国成功测试了世界上第一辆“氢铁”,这是一种零排放的氢动力火车。德国和法国阿尔斯通公司签署了一项协议,将在2021年开始建造一系列由氢动力驱动的列车。阿尔斯通公司宣布,他们将建造14辆无排放列车,通过一个完整的氢燃料箱实现1000公里的续航里程,其最高时速可达140公里。
法国媒体《欧洲时报》2017年12月13日报道称,位于法国下诺曼底大区的圣洛市第一批氢能源电动自行车在当地正式投入使用。这款自行车重25公斤,跟普通电动车的重量相差无几。但普通电动车充电需要3个小时,而氢能源电动自行车充电只需2分钟,充电量还是前者的2倍。
液态储氢技术成“独门利器”
专家呼吁抢抓机遇加快布局
“终极能源”,真的来了。
不过,加氢站的建设以及氢燃料的储存、运输等环节,仍是产业发展的主要难题。
此次亮相的氢能物流车,采用的是常温常压液态储氢技术,由首批“千人计划”特聘教授、湖北氢阳新能源控股有限公司董事长程寒松团队攻克。“相较于高压氢技术,经济性、安全性大大提升。”程寒松教授介绍。
运输成本低。短途运输成本降低89%,长途运输成本降低95%以上。
建站成本低。常温常压液体有机储氢的经济性更为明显,建站成本降低98%。
加氢方便。加氢方式与汽柴油车无异。湖北日报全媒记者在现场看到,加氢站外观与普通加油站几乎一样,提枪就能加注“氢油”。燃料储存容器为铝合金油箱,与柴油车油箱通用,加满可续航400公里,加注时间只需要3分钟。
三环专汽负责人透露,使用成本方面,目前柴油车、纯电动车的每公里费用约0.7元、0.5元,常温常压氢燃料车费用相对较高,约0.9元/公里,但这比高压氢车约2.85元/公里的成本具备明显优势。
据了解,这一技术在短时间内还无法“加载”到乘用车身上。“主要是由于氢能反应堆‘块头’较大,需要一定的空间去容纳,这一技术暂时只适用于商用车型。”该负责人解释说。
事实上,尚处产业化初期的氢燃料电池汽车,距大规模“上路”远不止“临门一脚”的距离。
因起步相对较晚,我国燃料电池汽车生产商的基础研究较为落后。一位业内人士说,“我们所研发的碳纸,用在燃料电池核心——膜电极中,事关导电性能。虽只是个小小零部件,但国内却很难找到符合要求的原材料厂商,大部分需要进口,最贵时价格与黄金相当。”
对此,省社科院经济专家认为,尽管氢能商用之路还有很多“拦路虎”,但作为工业大省、汽车大省,湖北更应抢抓这一重大机遇,加快布局。以武汉为例,该市已具备从制氢、氢气储运、核心零部件、下游应用端等相对丰富的氢能与燃料电池产业链资源,正在打造世界级新型氢能城市。
氢能被誉为21世纪的“终极能源”,7月19日,氢能产业化的大幕在东莞拉开。来自北京、上海、深圳、苏州、厦门、佛山等国内100多家氢能产业链上下游机构和企业齐聚东莞,共同发起成立专注于氢产业技术研发、资源对接、业务拓展的氢产业联盟。
据悉,中国·氢产业发展基金和氢产业联盟同时在东莞成立,首轮规模100亿元人民币,未来将重点投向氢产业链核心环节企业。还将推动产业垂直细分领域加速整合并购,以实现制氢、储氢、加氢、智能电网、燃料电池、交通运输等关键领域的技术和产业突破,推动我国“氢社会”建设。
不仅东莞,佛山市对口帮扶云浮市建设佛山(云浮)产业转移工业园,也将培育发展以氢能源产业为支柱的战略性新兴产业,目前已经建成氢能源客车整车生产基地、商用燃料电池生产基地。近日该工业园与中国建设银行广东省分行签订协议,设立30亿元佛山(云浮)氢能源产业基金,重点投资氢燃料电池生产项目,氢燃料电池客车、特种车等整车生产项目,以及珠三角核心城市氢能基础设施建设项目。
联盟——氢产业基金首轮募集100亿
对不少人而言,氢能是个新鲜事物,而东莞企业早已悄悄在这“富矿”中掘金。如淳华氢能便研发出具有自主知识产权的PEM电解水制氢集成系统,既不要酸也不要碱,直接可把纯水电解成氢气和氧气,通过模块设计可现场制氢,并使分布式储能成为可能,从而填补了国内多项技术空白。具有高效、高压、环保、体积小等特点。通过模块化设计其规模,可大可小,扩展能力强,是目前国际上最为先进的水电解制氢技术,也是最为理想的现场制氢技术。该技术使分布式产能、分布式储能成为可能,从根本上颠覆了现有的能源使用模式,为开创分布式能源网奠定了重要的基础。
7月19日,中国·氢产业发展基金和氢产业联盟同时在东莞成立。汇集了中国机械工业联合会、中车青岛,以及北京、上海、深圳、苏州、厦门等地百多家产业链相关企业。该联盟将专注氢能产品和产业链资源对接,促进国内外氢能企业优势互补,一起探索多元化产品模式,通过互联网或集中采购降低生产成本,并力争成为国内氢产业标准制定者。
按照规划,中国·氢产业发展基金聚焦氢产业链发展,重点支持基础性、带动性、战略性的氢产业链核心环节企业发展,提升氢产业核心竞争力,形成资源节约型和环境友好型社会建设综合示范区,推动中国尽快步入“氢社会”。中国·氢产业发展基金将采用通行的“伞型结构”,由创始人设立母基金,首轮募集资金100亿元,整合氢产业各垂直领域的资源,逐一设立专项子基金,以此撬动更大的社会资本投入。
在投资领域,产业基金将重点推动氢产业链核心环节企业发展,以此来带动整个垂直细分领域的升级换代与整合并购,打造制氢设备、储氢设备、加氢设备、智能电网、燃料电池、交通运输等六大产业集群,促进汽车、石化、物流、装备制造、食品等传统支柱产业的转型审计,推动和加快整个氢产业链的进步。通过对企业的并购重组、股权投资和风险投资等,扶持高新技术企业、成长型科技企业、高成长性氢能服务业企业等。
为配合氢能产业城落地、产业联盟发展,东莞市市委市政府、松山湖管委会,成立了“氢能产业城专项工作小组”,也督促相关各方为此次项目落地提供更好的服务。
现状——燃料电池汽车产业拉开氢能商业化序幕
氢能转化,被视为是新能源汽车的终极解决方案。也是资本与技术趋之若鹜的领域。
以氢燃料电池为例,按照燃料电池的电解质进行分类,可分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池这五类。截至2015年底,我国氢燃料电池产业产值已超过200亿元,对于未来的的市场规模,预计在5-8年内,我国氢燃料电池产业年产值将会超过2000亿元。
目前,各国政府已将发展新能源汽车提升到国家战略地位,其中相比其他汽车,以氢能为动力的汽车具有以下优势:零排放;能量转化效率高;燃料加注时间短。另外燃料电池汽车的续航里程一般都在400公里以上。在电池衰减方面,燃料电池本质上是一个发电装置,锂电是储能装置,衰减性要远好于锂电。我国政府也表现出发展燃料电池汽车的决心,不仅予以燃料电池汽车不低于其他所有新能源汽车补贴待遇,而且颁布对加氢站每站奖励400万元的支持政策。
在国内,上海是最早开展氢能及燃料电池汽车技术研发的城市之一,具有国内唯一会持续运行的安亭加氢站,并在世博期间建成运营全球最大规模的济阳路加氢站,形成了较好的产业基础。上海市有关部门正在加码推动燃料电池汽车产业的发展,因此加氢站的建设也迫在眉睫。并初步计划至2020年在上海建成运营五座加氢站,形成环上海的一个小型加氢网络,为约400辆燃料电池客车提供加氢服务。
值得一提的是,燃料电池汽车产业化序幕于2015年拉开。丰田自主研发的Mirai(未来)已经于2014年12月15日在日本开始销售,这也是世界上第一款真正量产的PEMFC燃料电池汽车。本田推出其燃料电池汽车FCV,预计未来5-8年内,我国氢能汽车(小车、大巴)产销量将会超过10万辆,年产值将突破700亿元的市场规模。
今年3月,日本发布了《氢能源产业路线图》。该路线图指出,为了实现氢能社会,日本须打破氢气供给与需求之间的壁垒,在产官学一体化基础上,一步一个脚印推进。
建言——资本和产业联合尤为关键
国际氢能学会副主席、清华大学教授毛宗强说,氢能被誉为“21世纪的终极能源”,具有来源广、可储存、可再生、可电可燃、零污染、零碳排等特点,有助于解决能源危机以及环境污染等问题。根据计划,我国氢燃料电池五年内有望实现规模化应用。氢能将率先在交通领域实现应用突破。中国的氢能源替换刚开始,这时资本参与和业界的联合对加快产业发展尤为关键。
在毛宗强看来,我国部分氢能核心技术甚至优于国外,有的外国厂商甚至购买中国的零部件和半成品用于系统化,但是中国偏偏就是做不好产品。这一现象的根源之一是研发主体错位,相比国外以企业为研发主体,中国更多着重于高校科研机构研发,这也就在无形中造成产业化难题。因此,毛宗强认为,中国氢能经过20多年的技术引入和研发沉淀,成就不小,但要真正应用化和产业化仍差临门一脚。
哈尔滨工业大学教授熊岳平持相同观点,他表示,氢能产业链长,制氢、储氢和用氢三个层次环环相扣,但又各有环节的产品方向,是一个产业综合发展的过程,需要在国家顶层设计明确、政策支持到位的基础上,调动企业参与产业链布局,方能盘活产业。比如,如果产品研发和产业化仍由国家主导进行并不合理,甚至有点“为难”科学家。中国氢产业面临的是产业链问题,并非某个节点问题。
预判未来,毛宗强表示乐观,未来,随着国家政策进一步明确和强化,加之技术不断创新,四方合力将加速中国氢产业发展。