隨著能源、環(huán)境、氣候變化問(wèn)題的日益突出，全球能源正在向低碳、低污染轉(zhuǎn)型。氫能既可以滿(mǎn)足資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的要求，又能帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，在世界能源轉(zhuǎn)型中，氫能的決策、價(jià)值備受重視。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有30多個(gè)國(guó)家發(fā)布了氫能路線(xiàn)圖，宣布了200多個(gè)氫能投資計(jì)劃，積極支持氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)，全球氫能產(chǎn)業(yè)建設(shè)達(dá)到了一個(gè)小高潮。
氫燃料電池汽車(chē)既有傳統(tǒng)燃油車(chē)?yán)m(xù)航里程長(zhǎng)、燃料加注時(shí)間短、環(huán)境適應(yīng)性好的特點(diǎn)，又有純電動(dòng)、零排放的優(yōu)點(diǎn)，可助力大氣污染治理，是替代傳統(tǒng)燃油車(chē)的理想選擇。同時(shí)，氫燃料電池汽車(chē)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)邏輯和燃油車(chē)十分類(lèi)似，可以借助現(xiàn)有加油站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)油氫合建站，節(jié)約運(yùn)營(yíng)管理成本，助力傳統(tǒng)能源運(yùn)營(yíng)商向低碳轉(zhuǎn)型。
因此，不管從交通減碳，還是從帶動(dòng)傳統(tǒng)能源企業(yè)轉(zhuǎn)型來(lái)看，氫燃料電池汽車(chē)都是當(dāng)前先立再破、減碳基調(diào)下，中國(guó)推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的絕佳實(shí)驗(yàn)場(chǎng)和突破口。
冬奧會(huì)上的氫燃料電池汽車(chē)
近年來(lái)，北京億華通公司先后承擔(dān)國(guó)家科技部和北京市相關(guān)項(xiàng)目共計(jì)28項(xiàng)，其中涉及冬奧場(chǎng)景應(yīng)用項(xiàng)目共6項(xiàng)。
通過(guò)項(xiàng)目的支持，億華通針對(duì)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大功率和高功率密度、長(zhǎng)壽命、高可靠性、環(huán)境適應(yīng)性（高海拔、超低溫）等關(guān)鍵核心技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)，完成了30~120kW燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)，并于2021年12月發(fā)布了國(guó)內(nèi)首款額定功率達(dá)到240kW的車(chē)用燃料電池系統(tǒng)，功率密度可達(dá)到800W/kg以上，可實(shí)現(xiàn)零下35℃低溫啟動(dòng)。
為適應(yīng)冬奧會(huì)賽區(qū)的超低溫環(huán)境，億華通攜手福田歐輝客車(chē)，于2020年1月在海拉爾完成了極寒測(cè)試。結(jié)果顯示，氫燃料電池客車(chē)在零下30℃的環(huán)境下放置超過(guò)8小時(shí)后，進(jìn)行了超低溫冷啟動(dòng)測(cè)試，116秒成功啟動(dòng)。
2021年2月，搭載億華通燃料電池系統(tǒng)的80輛汽車(chē)在零下20℃環(huán)境下，順利通過(guò)“相約北京”系列冬奧測(cè)試賽，車(chē)輛在低溫啟動(dòng)、雪地爬坡、續(xù)航能力等方面均符合冬奧測(cè)試要求。2021年11月20日至2022年1月2日，系列車(chē)輛順利通過(guò)三次冬奧賽前測(cè)試，完成賽區(qū)全閉環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)演練、冬奧村全流程全要素壓力測(cè)試、2021/2022國(guó)際雪聯(lián)跳臺(tái)滑雪洲際杯、2021/2022國(guó)際雪聯(lián)北歐洲際杯測(cè)試等賽前檢驗(yàn)，車(chē)輛運(yùn)營(yíng)狀況良好。
北京2022年冬奧會(huì)期間，億華通服務(wù)保障團(tuán)隊(duì)在延慶、崇禮及北京主賽區(qū)為冬奧交通車(chē)輛提供服務(wù)保障工作，并定時(shí)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行點(diǎn)檢、巡檢、保養(yǎng)，保障車(chē)輛具備良好運(yùn)行狀態(tài)，順利完成接駁任務(wù)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，冬奧會(huì)期間紅線(xiàn)內(nèi)有569輛搭載億華通發(fā)動(dòng)機(jī)的氫燃料電池汽車(chē)，京張兩地共700余輛搭載億華通發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料電池汽車(chē)服務(wù)冬奧會(huì)，接駁車(chē)輛圓滿(mǎn)完成出勤任務(wù)，為助力綠色冬奧、科技冬奧作出了貢獻(xiàn)。
北京2022年冬奧會(huì)的考驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了億華通產(chǎn)品及核心零部件的可靠性、環(huán)境適應(yīng)性等關(guān)鍵性能，為氫燃料電池車(chē)的產(chǎn)業(yè)化推廣奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
截至目前，搭載億華通氫燃料電池系統(tǒng)的車(chē)輛已在北京、上海、張家口、成都、淄博等16個(gè)城市實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，累計(jì)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛1800余臺(tái)，單車(chē)最高行駛里程超過(guò)21萬(wàn)公里。
氫燃料電池技術(shù)進(jìn)展明顯
目前，我國(guó)已經(jīng)掌握了燃料電池及核心零部件自主化開(kāi)發(fā)核心技術(shù)，產(chǎn)品在功率密度、低溫啟動(dòng)能力、經(jīng)濟(jì)性等方面已取得明顯進(jìn)步。
產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)方面，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的自主化產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系基本建立，燃料電池系統(tǒng)電堆、膜電極等系統(tǒng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，質(zhì)子交換膜、碳紙等正在進(jìn)行批量化驗(yàn)證。
車(chē)載氫系統(tǒng)方面，高端碳纖維基本實(shí)現(xiàn)攻關(guān)，部分高壓管閥件也有企業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)，預(yù)計(jì)經(jīng)過(guò)4年的示范，燃料電池汽車(chē)專(zhuān)用部件有望實(shí)現(xiàn)完全自主，對(duì)降低產(chǎn)業(yè)成本起到極大的促進(jìn)作用。
加氫站是燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，上海、北京、佛山等地已率先制定或出臺(tái)了明確的加氫站管理制度及支持政策，加氫站建設(shè)進(jìn)程加快。截至2021年底，全國(guó)共建成230座加氫站，同比翻倍，在站用設(shè)備自主化方面也取得一定成績(jī)。以站用壓縮機(jī)為例，目前建成的加氫站當(dāng)中，60%以上采用自主化壓縮機(jī)，有利于降低建站成本。
資本助力方面，碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)和氫能政策的逐步明確，使氫能的地位逐步提高，吸引資本追逐。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年1~7月，國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)公開(kāi)投資總額超過(guò)2500億元，同比增長(zhǎng)90%。從投資項(xiàng)目數(shù)分布來(lái)看，燃料電池環(huán)節(jié)是產(chǎn)業(yè)投資最活躍的領(lǐng)域，制氫環(huán)節(jié)呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。資本的介入不但為產(chǎn)業(yè)注入了充足的資金，提高了產(chǎn)業(yè)公信力，更能促進(jìn)戰(zhàn)略資本與氫能企業(yè)間資源的整合，加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
目前，中國(guó)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了規(guī)模化示范的新階段，未來(lái)車(chē)用市場(chǎng)仍然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要突破口�；诔鞘腥菏痉队�(jì)劃，燃料電池汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑼卣怪辆�(xiàn)路固定、便于進(jìn)行加氫站建設(shè)的中重卡及中長(zhǎng)途旅游客運(yùn)，2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到5萬(wàn)~10萬(wàn)輛，車(chē)用氫氣需求將超過(guò)20萬(wàn)噸/年；到2030年，隨著加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成果初具成效，各環(huán)節(jié)成本進(jìn)一步下降，氫燃料電池汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)展至汽車(chē)應(yīng)用全市場(chǎng)，市場(chǎng)進(jìn)入快速發(fā)展期，車(chē)輛規(guī)模超過(guò)100萬(wàn)輛，車(chē)用氫氣需求將達(dá)到400萬(wàn)噸/年。
多方發(fā)力 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展
持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)鍵。為滿(mǎn)足不同階段市場(chǎng)擴(kuò)展需求，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)需向輕量化、高里程、長(zhǎng)壽命、低成本、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性發(fā)展。另外，為提升產(chǎn)品續(xù)航能力，高儲(chǔ)氫密度、車(chē)載氫系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也尤為重要。
除技術(shù)創(chuàng)新外，快速降低成本也尤為重要。以燃料電池降低成本為例，一方面可以從整合集成、變更材料等維度出發(fā)，在提升性能的同時(shí)推進(jìn)技術(shù)降低成本。如億華通在新一代產(chǎn)品上采用脈沖引射方案，替代傳統(tǒng)氫氣循環(huán)泵，不僅降低了系統(tǒng)的重量，也使單臺(tái)成本降低2萬(wàn)多元。另一方面，加速規(guī)�；彩菍�(shí)現(xiàn)降低成本的有效途徑。根據(jù)美國(guó)能源部測(cè)算，當(dāng)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)年產(chǎn)量達(dá)到50萬(wàn)套時(shí)，成本可以下降至45美元/千瓦，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)成本相當(dāng)。
為了給后續(xù)更大規(guī)模的應(yīng)用做好準(zhǔn)備，建議建立可復(fù)制的綠色產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如張家口在當(dāng)?shù)卣拇罅χС窒拢载S富的風(fēng)電資源為基礎(chǔ)，將綠電資源與綠氫技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)有效的市場(chǎng)拉動(dòng)，快速完成了集制氫、加氫、氫能裝備制造、氫燃料電池汽車(chē)應(yīng)用為一體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)的搭建，為其他地區(qū)發(fā)展氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
支持產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還需要?dú)湓炊撕驼�、政策端給予支持。氫能供應(yīng)保障體系需要跟上燃料電池汽車(chē)推廣的節(jié)奏，建議建立涵蓋制、儲(chǔ)、運(yùn)全鏈條的經(jīng)濟(jì)低碳?xì)淠鼙Ｕ象w系，引導(dǎo)綠氫制備，提升氫氣儲(chǔ)運(yùn)能力，適當(dāng)超前布局加氫站。
在政策方面，建議拓展燃料電池汽車(chē)示范城市群，將基礎(chǔ)好且地方發(fā)展積極性強(qiáng)的成都、重慶等地區(qū)納入示范城市群，以規(guī)�；l(fā)展支撐產(chǎn)業(yè)化進(jìn)步�！�
（作者系北京億華通科技股份有限公司常務(wù)副總經(jīng)理，鄭金武采訪(fǎng)整理）