【导语:能源革新的脚步从未有过停歇,从工业革命初期的燃煤蒸汽,到沿用至今的化石燃油,再到异军突起的电能以及氢能,新能源替代旧能源,洁净能源挑战传统能源的戏码仍在持续上演。】
撰文|赟立、编辑|康乔
氢燃料电池汽车,纵使发展之路荆棘密布,但主机厂们的“追氢”情绪依旧高涨。大批厂家纷至沓来,都渴望在这条初见雏形但依旧模糊的赛道上占得先机。老实说,对车企而言,如此大动干戈,但在相当一段时间内都不会看到“氢能发展”的红利,更不要谈创下多少销量,取得多少营收。
有人说这是条“史诗级赛道”,倘若加以探索和利用必能在未来的某一时刻带来非凡的,意想不到的,甚至能动摇世界格局的影响和收获。因此,作为“长周期赛道”,“探氢”也好,“航天”也罢,真正看重的都不是现在,而是未来。
从“氢能热”到“全民追氢”
工业革命的“后发”和石油匮乏的国情让国内更渴望在新能源领域实现对西方国家的弯道超车。各种迹象表明,国内市场具备发展好新能源的潜质。像电动车配套设施的建设、布局,国内无疑有着最完善和最齐全的产业体系,中国已经走在了世界的前列。
基于同样的理念和诉求,氢能的发展也不会输在起跑线。“十四五”期间,“氢能”成了一个高频词,从被写进“十四五”规划,到各界相关论坛、峰会的举办,“如何健全氢能产业链,如何助力氢能产业发展”成为了各方讨论、研究的重心。
而从需求端出发,2060年想要实现“碳中和”,“氢能”(绿氢)必将是不可缺少的能源拼图。
产业端,作为全国产氢(灰氢)大头的能源化工企业中石化,先前就宣布了要同步打造中国最大的氢能公司,以在能源供给板块实现传统化石能源向洁净能源的转型。
在加氢端,中石化基于现有加油站的基建和数量优势,正积极筹建(改造)更多的“油氢合建站”。据了解,“十四五”期间中石化还将完成1000座“油氢站”或“加氢站”的建设。
不光是能源巨头,传统车企也已经投身到了产业建设的体系中。
长城除了立志要构建“制-储-运-加-应用”一体化的氢能供应链生态外也在探寻外部合作,与中石化在近期签约的合作框架协议就为彼此间资源共享,互利共赢埋下了伏笔。就像中石化集团董事长在《对话》节目中说的那样,“构建氢能生态,需要的是多方势力的协调和齐头并进,合作的价值远大于竞争”。
能源是一方面,终端产品则是另一方面。在乘用车市场,算上曝光的或已经发布的氢燃料电池汽车,依然寥寥无几。好在长安基于CS75车型推出了CS75 FCV,红旗H5也新增H5-FCEV版本,广汽埃安以AION LX为蓝本也推出了AION LX Fuel Cell车型。但回过头看,以上产品均为“油改氢”的设定。
相比之下,长城计划在年内亮相的搭载氢柠技术的首款氢燃料电池汽车更值得期待;上汽的捷氢科技所开发出的燃料电池电堆产品PROME M3的一级零部件也已全部实现国产化,并搭载于上汽大通EUNIQ7车型之上。
不可否认,“追氢”要的就是“全民皆兵”。核心能源始终是国之命脉,任何人都不愿看到石油能源再被西方“卡脖子”。因此,发展氢能是国家的战略需求,加之氢能本身无与伦比的洁净特性和可再生优势,“氢能攻坚”只能成功,不可失败。
“可替代”是没错,但不是现在
氢气本身拥有诸多优势,但产业问题更需重视,其中规模问题、技术和成本问题尤为显著。虽谈不上致命,但却极大程度影响氢能车用的普及,也让氢能在当前的综合考量下相比传统能源难有优势。
一是规模问题。,主要体现在终端,分别是氢燃料电池汽车的规模和加氢站的规模。
氢燃料电池汽车的规模受制于主机厂。以上文为例,目前已知的氢能乘用车屈指可数,真正上市投用的数量还要再打折扣,消费者最终能接触到的产品可谓凤毛麟角。
事实上,落地最早的,在当前应用最广泛的氢燃料电池汽车,仍集中在商用领域。以上海市嘉定区为例,在汽车博览公园内随处可见的便是氢能源货车和公交。即便如此,商用车的量还是不足以支撑起更多的加氢站,毕竟两者有相互依存的关系。
以嘉定地区中石化在营的两座油氢合建站来看,日常的加氢车均为定点合作的小型东风氢能源货运车,基本每天到站内补给的数量都不会有大的变动。从内部人员口中得知,正常情况下,一个站一天只有100辆左右的加氢车,最多时两个站总计也不会超过230辆车。而自2019年营业以来,加氢车辆就只看到了这批氢能源货车。
虽然这只是其中两座油氢站的现状,但折射出的是整个加氢端的表现。归根结底,氢能源终端产品形成规模尚需时日,从商用到家用还需经历多番轮回。
在问及上海地区还有多少类似的油氢站时,知情人士告诉我中石化在上海地区目前在营的仅此两家,但在建的油氢站尚有几座。而民营的加氢站到目前为止数量仍不到两位数,投用的或许更少。从加氢站的规模来看,氢能要想实现广泛家用难度较大。
不妨以电动车及配套设施类比,电车用户最大的用车痛点不乏“充电不便”一项,若不能达到类似油车的补能预期就难以解决用户痛点。所以,油氢站(加氢站)的数量显然不值一提。
二是技术、成本问题。两者始终保持着此消彼长的关系,无论哪一项成为自变量,另一项都能成为因变量。
首先,制氢的方式有多种,但现阶段赖以使用的,成熟度最高的还是“工业制氢”(所得产物即“灰氢”)。化石能源制氢、天然气重整制氢、工业副产提纯制氢都属于工业制氢的范畴。全球有九成以上的氢气来源于工业制氢,虽然成本较低,但工艺流程中促成的大量“碳排”有悖于“碳中和”的大方向。因此,从长远角度看,“灰氢”多半会被弃用。
“蓝氢”更像是向“绿氢”的过渡。前者的制氢方法和“灰氢”基本相似,只是多出了“碳捕捉”的流程。老实说,“蓝氢”可以放心借助国内丰富的煤炭资源制氢,但终究不是长远之计,毕竟碳捕捉的成本长期居高不下。像燃烧后产生的二氧化碳捕集、输送和封存成本就要400元/吨。
因此,发展“蓝氢”的当务之急就是加大“碳捕捉、利用、封存技术(CCUS)等关键技术”的攻关力度,部署新一代低成本、低能耗的CCUS技术研发。
“绿氢”自然是众望所归,但如何降低解水电的成本,提高电解水的效率成了不得不深究的问题。
关于储氢成本,大到加氢站的储氢设备,小到氢能车上的气瓶都是需要用“成本”来换“安全”。正常情况下,同等面积的加氢站的建造成本是加油站的数倍,而同样都是小型货运车,氢燃料电池货车的售价甚至达到了柴油车的十倍。
最终多数高成本都将转换为消费的成本,氢能源车价格居高不下,氢气的使用成本也比燃油高出不少。据了解,目前油氢站的氢气单价为58元/公斤,按照货车剩余气压不低于2MPa的规定,一台货车补能至98%往往需要加注8.4公斤的氢气,也就是说一次补给需490元左右。货车司机透露,这样的状态也仅能够跑出400公里不到的实际续航,和柴油续航相差很多,但花销却不降反增。
司机还告诉我,“目前这批氢燃料电池货车的使用寿命并不长,正常用个两年就需要换新,一旦出现氢能储备或转换的故障,维修会非常不便,解决问题所花的时间成本和维护成本较高”。
现阶段想要减碳、脱碳的同时制取氢气成本很高,而低成本制法对环境又不友好,两者矛盾;而在大型储氢设备和尖端技术上,仍以国外提供为主。因此,短时间内加氢站的建造成本也不会降低。而关于购车和用氢,目前仍然离不开政策的奖励和补贴,一旦没有了扶持,在商用端又还有多少市场呢?
点评
氢能固然好,但在当前,上游到下游仍然存在许多实际的问题。像制氢阶段成本和减碳的权衡问题,储氢、输氢阶段的安全和效率问题,加氢端站的建造问题和用氢成本问题也只是发展氢能的冰山一角,布局产业链仍需要具体方案的制定,政府部门的牵头,尚有大量的政策需要完善。同时,向“绿氢”发展如何与光伏、风电等行业形成有效联动也是亟待解决的问题。无论如何,发展氢能任重道远,以上问题若得不到解决,氢能都不足以被称为合格的“可替代能源”。
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