歐陽明高院士：氫能燃料電池核心問題是技術改進和成本下降
時間:2024-01-08 08:31來源:封面新聞 作者:邊雪
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如何在用能終端實現綠色低碳發展？作為國家能源體系的重要部分，被譽為21世紀終極能源的氫能，是當下全球各國都在高度關注的新興產業。
在首屆中國燃料電池汽車大會上，中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授歐陽明高指出，燃料電池汽車的發展帶動了綠色氫能全產業鏈發展，目前中國已經形成了涵蓋制、儲、運、加、用各環節完整的氫能源電池汽車產業鏈，從全球看，我國是燃料電池汽車產業鏈最完整的國家之一。
“一方面，近年來氫燃料電池汽車相關技術水平大幅提升，百公里氫耗從26公斤下降到7.1公斤，續航里程從100公里提高至500公里，推動60多家整車企業推出燃料電池汽車并催生了70多家燃料電池發動機相關企業。另一方面，以氫能交通為先導，從燃料電池客車到佛山的輕軌車再到北京運行的冷藏車，氫燃料電池汽車已經具備經濟性。”
歐陽明高還表示，從氫能冷熱聯供系統、調峰系統、氫儲能系統到氫能煉鋼、氫能船舶、氫能無人機，氫能示范正在向多領域擴展。
“對新能源汽車推動作用最大的是示范城市群”
作為國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現綠色低碳發展的重要載體，氫能是戰略性新興產業的重點發展方向。而燃料電池汽車作為氫能應用的先導領域，已成為全球高度關注和爭先布局的新興產業。
2020年，財政部、工信部、科技部、國家發改委、國家能源局聯合發布了《關于開展燃料電池汽車示范應用的通知》，并于2021年先后批復了京津冀、上海、廣東、鄭州、河北五個城市群，啟動了燃料電池汽車示范工作。
在示范政策支持下，我國燃料電池汽車產業實現了快速發展。封面新聞記者在瀏覽企查查時注意到，我國現存新能源汽車相關企業92.68萬家。
近十年，國內新能源汽車相關企業注冊量呈逐年增長態勢。據封面新聞記者不完全梳理，2020年—2022年，我國新能源汽車相關企業分別新增8.18萬家、17.75萬家、24.69萬家，同比增長73.93%、116.99%、39.12%。今年我國新能源汽車相關企業注冊量首突破30萬大關，同比增長25.26%。
值得注意的是，從區域來看，山東現存9.85萬家新能源汽車相關企業，位居第一。廣東、江蘇分別現存9.08萬家、6.92萬家新能源汽車相關企業，位居前三。此后是海南、浙江、河南等地
公開數據顯示，截至2023年10月，我國氫燃料電池汽車累計銷售18197輛，僅次于韓國的3.4萬輛，成為全球第二大燃料電池汽車市場；累計建成加氫站417座，位居全球首位，相比2022年底增加63座。
在歐陽明高看來，對新能源汽車推動作用最大的是示范城市群，預計到2025年，現有的5個示范城市群會推廣3.5萬輛燃料電池汽車進行商業化示范應用，這也會帶動市場化的發展。“尤其是隨著風電、光伏等可再生能源的發展，以綠電制綠氫將進一步推動氫能及燃料電池汽車產業的發展。”
“中國去年可再生能源是7億千瓦，到2030年要增長3倍達到21億千瓦。今年年底我國可再生能源預計會達到10億千瓦，按照這個速度，中國2030年風電、光伏等產生的可再生能源會達到21億-25億千瓦，這也意味著，風、光發電占比將達到25%-30%，加上水電會超過50%，甚至55%。”
歐陽明高解釋道，當波谷的電價降到1毛5，就是綠電制綠氫的核心轉折點，成本將與煤制氫相當，為綠氫的制備提供了極好的條件，也會帶動整個氫能產業鏈經濟性的達標，這有利于新能源汽車的發展。
“氫能燃料電池的核心問題是技術改進和成本下降”
歐陽明高指出，制氫有可能成為繼中國光伏、鋰電、電動汽車之后第4個中國新能源的大規模出口產品。
“尤其是堿性電解，現在綠電制綠氫主要靠堿性電解。中國的堿性電解產業在全球具有成本優勢，價格只有歐洲的1/3，但是未來還需要從安全、高效和智能三個方面來改進技術。”歐陽明高表示，未來如何推動氫能發電、儲能和熱電聯供，也就是綠電制氫、氫儲能與氫能調峰電廠也是氫能產業發展的重要方向。
隨著新能源在軌道交通的應用興起，氫能正成為軌道交通領域備受關注的技術“新秀”，按照2022年發布的“氫能源發電中長期計劃（2021~2035年）”，到2025年，氫電動汽車保有量將提高到5萬輛。
雖然氫能燃料電池的發展前景向好，但歐陽明高認為當前的核心問題是技術改進和成本下降。“如果沒有電池壽命成倍提高、成本的大幅下降以及充電倍率的大幅升級，那就不可能有今天新能源汽車的市場化發展。氫燃料電池汽車也是同樣的道理。”歐陽明高表示，“尤其是成本高的膜電極、催化劑等底層的核心零部件還存在技術瓶頸，也是當前技術水平跟國外有差距大的領域。”
在歐陽明高看來，當前中國的動力電池全球產業規模最大，技術水平最高，出口最多，氫燃料電池也要向鋰離子電池看齊，需要繼續提升效率并延長燃料電池的壽命。“氫能和燃料電池汽車在技術創新方面已經取得進展，但要跟純電動和油車競爭，還需要通過技術創新降低成本。”
“發展氫燃料電池汽車需要尋找新的商業模式”
“目前公交、叉車、冷藏車在北方的示范運行沒有問題，問題最大的是燃料電池重卡，不僅僅是車本身，還有基礎設施和補能方式的問題。尤其是目前氫瓶的成本較高且未來降本速度慢，一方面要想辦法降低氫瓶的成本，另外一方面要尋找新的商業模式。因此，燃料電池汽車的推廣應用，不僅僅是技術創新，還需要商業模式創新。”歐陽明高指出。
歐陽明高指出，目前對氫能價值的認識還停留在戰略價值上，亟待開發的是氫能的商業價值。補貼示范是有限度的，規模不會很大，時間不會很長，必須抓住示范的窗口期，挖掘氫能的經濟價值。
以張家口為例，歐陽明高介紹了綠電制綠氫的產業發展模式。作為國家唯一的可再生能源示范區，也是燃料電池示范的牽頭城市，張家口已經形成“三區一中心”，也就是裝備制造區、氫氣生產區、商務服務區、技術研發中心的發展模式，建成了國內最早的萬噸級綠電制綠氫工廠，同時引入了大量的零部件企業。
北京冬奧會是世界上最大的燃料電池汽車的應用示范，有1200多輛燃料電池汽車，運行375萬公里，減碳2700噸，氫氣消耗280噸，涉及11個制氫基地，30多個加氫站，涵蓋了制、取、運、加整個過程。
據歐陽明高介紹，北京冬奧會后，當地把綠氫作為張家口經濟跨越式發展的一個歷史機遇，提出了綠電綠氫雙輪驅動模式，形成了包括制氫、氫交通、氫冶金、氫化工、氫儲能等“以電養氫，以氫促產，氫電協同”的產業發展模式。
“把整個氫能產業鏈條打通，將可再生能源和離網制氫轉換成儲存應用，未來中國要實現碳中和，預計需要一億五千萬噸綠氫，其中五千萬噸用于氫氣儲能，也就是發電，這是未來的一個應用場景。”歐陽明高最后表示，“隨著中國風電、光伏發電量的增長，綠電的價格一定會下降，一個重要的出路就是制氫。這將會使氫能的性價比會提前顯現。”
(責任編輯：子蕊)
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