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行业新闻

谋“新”求“质”逐“绿”,燃料电池汽车迎发展新机遇

发布时间:2024-04-08 15:23:05  
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氢燃料电池展获悉,2024年政府工作报告提出,要“大力推进现代化产业体系建设,加快发展新质生产力。”作为发展新质生产力的典范,新能源汽车的发展备受关注。从动力来源上看,新能源汽车的发展绝非仅依靠充电的电动汽车一种车型,朝着更加清洁、低碳方向发展的燃料电池汽车近年来也在加速前进。今年政府工作报告强调“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”,首次在政府工作报告中完整体现“氢能”,为产业应用相对成熟的燃料电池汽车发展提供了澎湃动力。

“氢”风徐徐 注入绿色动力

与传统生产力相比,新质生产力具有高科技、高效能、高质量特征,创新起到主导作用。与此同时,绿色转型同样重要。绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。集创新、质优、绿色于一身的燃料电池汽车,无疑是汽车新质生产力的重要组成部分。

在创新性上,作为传统汽车转型升级的重要方向之一,燃料电池汽车产业在多年发展中,已然取得众多技术突破。燃料电池功率从2015年的30kW到2023年的150kW,低温启动从-5℃~-35℃,百公里氢耗从2006年的26公斤到如今7公斤左右……北京亿华通科技股份有限公司常务副总经理于民表示,近年来,为加强核心技术研究,国家陆续出台了多项技术创新引导政策,目前具有自主知识产权的车用燃料电池技术体系得到确立,膜电极、双极板等电堆重要部件的关键技术指标已接近国际领先水平,并投入商业化生产。

与此同时,作为氢能产业主要应用领域之一,燃料电池汽车的发展对相关上下游产业链的影响力也在不断扩大。现代汽车集团(中国)公关部部长吴雁冰指出,燃料电池汽车的发展带动了氢气储存与运输、燃料电池系统及电堆、关键零部件及材料、整车制造及应用、测试及装备、基础设施建设等上下游产业链发展,助推交通、能源等产业转型升级和高质量发展。

此外,在绿色发展上,南京工程学院汽车与轨道交通学院院长赵振东告诉记者,燃料电池汽车具有零碳排放、能量转化高、加氢速度快、低温适应力好、续驶里程长等优点,反应过程只产生水,是一种真正意义上的“零排放、无污染”运载工具,对降低大气污染、改善城市环境、降低能源消耗有着重要意义。因此,发展燃料电池汽车就是推进绿色新质生产力发展。

试点加快产业大跨步发展

“与当下纯电动汽车的路线相比,长远来看,汽车业若想真正实现绿色、零碳转型,发展燃料电池汽车才是根本解决方案。”正如全联车商投资管理(北京)有限公司总裁曹鹤所言,近年来,在“双碳”目标指引下,多项燃料电池汽车相关政策密集出台,燃料电池汽车逐渐摆脱“没未来”、“愚蠢技术”等标签,愈发受到认可。

2020年,财政部等多部委联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,并于2021年先后批复京津冀、上海、广东、郑州、河北等五大燃料电池汽车示范应用城市群。2022年,国家发展改革委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021~2035年)》明确提出,到2025年,氢燃料车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到10万~20万吨/年。今年2月,工信部等七部门联合发布的《关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见》再度强调,围绕石化化工、钢铁、交通、储能、发电等领域用氢需求,构建氢能制、储、输、用等全产业链技术装备体系。

在多项利好政策支持下,燃料电池汽车示范应用进展显著。据了解,京津冀区域依托现有高速路网,加快建设加氢站,首批7个氢能高速场景现已落地。郑州已上线运营420余辆氢燃料公交车,总运营里程超4300万公里。山东省则于3月1日起对安装了ETC套装设备的氢能车辆免收高速公路通行费,试行期2年。江苏省更是聚集了140余家燃料电池汽车相关企业,基本形成南京、无锡、苏州、南通等多点布局、各具优势、紧密协作的区位产业集群。

我国燃料电池汽车关键技术也取得了长足的进步。“目前,我国已经基本掌握氢气制备及储运、燃料电池和系统集成等主要技术和工艺,部分关键技术指标接近国际先进水平,成本下降也十分显著。”赵振东说。在燃料电池方面,我国燃料电池系统集成、大功率燃料电堆以及膜电极、双极板、质子交换膜等关键零部件及材料取得重大突破,电堆及系统一级零部件已基本实现国产化,空压机、膜电极、双极板等国产化率均超过80%。

零部件自主化、国产化极大推动了燃料电池汽车成本的下降。据悉,与2020年的15000元/千瓦相比,2023年燃料电池系统的成本已经降至3000元/千瓦,降幅高达80%。“2017年、2018年左右购买60kW的空气压缩机需要国外进口,大约25万元/台。如今120kW甚至更大的空压机也就7000元左右。”于民表示,亿华通现已实现核心零部件100%国产化,成本降低的同时,产品性能、寿命也都有大幅提升。

此外,燃料电池汽车的应用场景也愈发丰富。赵振东告诉记者,2023年全年我国燃料电池汽车销量超7500辆,同比增长50%。截至2023年底,我国燃料电池汽车累计推广达2.1万辆,示范运行覆盖了城市、物流、运输、工程、港口、园区等多元化场景,成为仅次于韩国的全球第二大燃料电池汽车市场。

同时,不少车企也在加大对氢能的投入。不久前,长安汽车副总裁、深蓝汽车首席执行官邓承浩表示,氢电增程或许才是最终技术,深蓝是增程赛道惟一深入掌握氢电增程的品牌。作为全球最早研发燃料电池汽车的车企之一,现代汽车更是在2013年便开始批量生产氢能电池汽车,销量在全球保持领先地位。现代氢燃料电池乘用车NEXO中国版已于2022年获得北京新能源牌照,作为现代汽车首款符合中国法规的氢燃料电池乘用车合法上路。同年,现代首个海外氢燃料电池系统研发、生产、销售基地“HTWO广州”正式竣工,加快了现代在中国燃料电池汽车领域的布局。

桎梏犹存 多环节难题待解决

“过去燃料电池汽车的问题太多,而我们却无法说清问题症结。随着产业的不断发展中,我们现在能聚焦产业发展的核心问题。”从整个氢能产业发展的角度看,于民表示,虽然我国现已形成涵盖制氢、储运、应用的完整产业生态链,但每个环节都存在一些薄弱环节,需要进一步加强和优化。

首先,关键核心技术仍待攻关。据于民介绍,目前在制氢端主要的挑战在于如何高效、环保地制取氢气。可再生能源制氢的规模尚小,预计到2026年前后才能真正上量。在储运端,还需加大氢气储运技术的研发,选择适宜场景开展高压储运氢、低温液氢、管道输氢、固态储氢,提高储运效率和安全性。另外,赵振东指出,目前我国在大功率燃料电池系统、液氢相关设备等方面与国际先进水平还存在明显差距,高端管阀件、精密检测设备以及部分燃料电池核心材料仍有待突破。

技术上的限制导致燃料电池汽车的成本居高不下。赵振东告诉记者,目前氢能应用全产业链成本较高,终端用户加氢价格通常在60元/公斤以上。其中,储运环节占据了较大成本。根据招商证券研报,以49吨氢能重卡为例,车辆年运行330天、高速公路平均每天行驶200公里,每公里过路费2.138元,计算结果表明,在车辆运营5年生命周期中需缴纳约70万元过路费,约占全生命周期成本的三分之一。另外,由于部分关键零部件及材料仍依赖进口,当下燃料电池汽车购置价一般为同类型传统燃油车的3~4倍,运营经济性欠佳。“如果燃料电池汽车成本一直降不下来,生产越多、亏得越多,那就很难算新质生产力了,反倒是‘亏产力’,所以必须要加快降本。”一位业内人士称。

此外,吴雁冰认为,基础设施建设速度也极大制约了燃料电池汽车产业的发展。数据显示,截至2023年底,我国已建成加氢站428座,在运营加氢站仅274座,不及加油站数量的千分之三。除了建设成本高、安全风险大等因素,政策标准体系不健全也阻碍了加氢站的应用。赵振东也指出,目前加氢站审批主管部门及运营流程不明确,处于各地自我探索阶段。如江苏如皋现已建成3座加氢站,但无法投入运营,导致示范车辆均处于停滞状态。

政策护航 助力规模化落地

根据国金证券研报,今年1~2月,燃料电池系统累计装机量42.35MW,同比增长57%。在政策细则落地和产业链成熟度提高的背景下,2024年氢能及燃料电池行业将进入放量提速期,燃料电池汽车落地将大幅加速。

目前来看,尽管以五大示范应用城市群为代表的多地政府均在加快燃料电池汽车应用,但行业规模仍然难以支持产业可持续发展。据悉,五大城市群示范期内合计计划推广约3.5万辆燃料电池汽车,年均推广量尚不足万台。为助力产业规模化、可持续发展,赵振东认为,还需进一步强化燃料电池汽车产业顶层设计,统筹产业发展。他建议,建立氢能与燃料电池汽车产业发展部际协调机制,强化氢能的能源战略定位与属性,着力破除制约产业发展的制度性障碍和政策性瓶颈。

现代汽车集团氢燃料电池系统工厂“HTWO广州”给出了氢能产业布局与发展的参考样本。目前,“HTWO广州”将通过多种方式积极参与以商用车为主的燃料电池汽车示范运营,也将为中国的氢燃料电池乘用车,以及船舶、轨道交通、发电等多个领域提供全球领先的氢燃料电池系统。

聚焦技术创新,赵振东表示,我国可以依托新型举国体制优势,全面提升氢能、燃料电池汽车基础研究、共性技术和前沿技术。在政府带动下,依托骨干企业,联合产业链上下游企业、科研院所,开展协同技术攻关、示范应用和规模推广,提升从关键原材料到电堆系统方面的可靠性、耐久性,降低氢燃料电池汽车应用成本,推动氢能基础设施关键技术及装备国产化进程。

另外,针对加快氢燃料电池汽车规模化应用,赵振东表示,鼓励氢燃料电池中重卡、矿卡、港口牵引车等推广应用,并支持氢能高速网络建设,考虑在当前城市群示范基础上,连通氢能高速、构建氢能走廊,形成综合化、规模化的示范工程,打造氢能和燃料电池战略性新兴产业。

除了鼓励推广应用,于民希望,未来几年燃料电池发展仍然能够得到有力的财政支持。他表示:“锂电池发展到今天非常成功,但是我们已经花了1500亿~2000亿元,燃料电池花了多少钱呢?12亿元还没拨付到位。”今年全国两会期间,全国人大代表、北京亿华通科技股份有限公司董事长张国强就此提出建议,出台氢能高速专项支持政策,如免收高速通行费,终端氢气加注价格控制在30元/kg以内,高出部分由政府给予补贴等。从车企角度出发,吴雁冰表示,随着环保意识的提高和新能源汽车市场的不断扩大,消费者对燃料电池汽车的需求也将逐渐增长,可通过制定购车补贴、税收减免等优惠政策,降低燃料电池汽车的购车成本。

聚焦基础设施建设,吴雁冰建议,加大力度规划加氢站建设布局,提高加氢站的覆盖率和便利性。可探索制氢加氢一体站、油氢合建站、“油气氢电”综合能源站等新模式,逐步构建低成本、多元化的氢能产业发展和保障体系。在不久前召开的2024中国电动汽车百人会论坛上,舜华新能源董事长高顶云表示:“结合我国燃料电池汽车主要以商用车为主流的发展方向,应该在城际物流中心建一些专用的大站。同时,制氢、加氢一体站的建设也要跟上,我们现在也跟一些乘用车的厂商开展适应乘用车发展的加氢网络的建设。”

此外,针对当前产业存在的标准不统一、体系不健全等问题,赵振东表示,要坚持安全为先的内在要求,建立健全氢能及燃料电池汽车监管制度和标准规范,加强安全相关技术创新,加强全链条安全监管,建立安全评价和检测体系,将风险关进“制度的笼子”里。

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