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2019-03-14 09:49:00 来源: 人民网-中国汽车报 作者: 刘宏龙

  原标题:走访一线 贴近市场 燃料电池汽车加氢 不“问”不知道

  编前:在2019全国两会期间,氢能成为一个热议话题,不少政协委员和人大代表都提出了发展氢能的提案议案,其中围绕推广氢燃料电池汽车产业链的更是十分集中。事实上,2019年政府工作报告也明确提出,覆盖完整产业链、具备更强技术研发和成本优势的新能源汽车产业集群构建势在必行。

  不过,在目前阶段,氢燃料电池汽车产业还处在初期发展阶段,身处其中的企业家们,甚至没有哪一位能给出详尽、有说服力的盈利模式,更多的是摸索、摸索、再摸索。

  氢燃料电池汽车早已进入工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,并小范围示范运营。但行业人士心中仍充满疑问,氢燃料电池汽车在我国的发展之路究竟该如何走?带着这个问题,《中国汽车报》记者就此展开一场有关氢燃料电池汽车全产业链的调查。

  俗话说:“不出正月都是年。”大年正月十四,即2019全国两会召开的半个多月前,中国北方依旧春寒料峭,《中国汽车报》记者乘坐南下的飞机,在深圳宝安国际机场落地。

  深圳是国内最早建设加氢站的城市之一,2011年举办大运会期间,氢燃料电池汽车曾进行示范运行。当时,加氢站为氢燃料电池公交车加注35MPa压力的氢气,不过该站点现已拆除。今年1月,深圳市相关部门发布的《深圳市2018年新能源汽车推广应用财政支持政策》中提到,为达到2万公里运营里程的燃料电池车辆进行补贴,乘用车20万元/辆,轻型客车、货车30万元/辆,大中型客车、中重型货车50万元/辆(2018年6月12日至2018年12月31日上牌)。

  《中国汽车报》记者将调查的首站设在深圳,除了采访当地氢能产业相关供应商外,更多的是希望能寻找到氢燃料电池汽车的痕迹。“那300辆车放着呢,根本没有运营,没有加氢站怎么运营?!”去年12月,中通客车两款燃料电池厢式运输车(两款车分别为《新能源汽车推广应用推荐车型目录》2018年第9批、第10批推荐车型)共计300辆在深圳上牌。在咨询这些车辆的运营情况时,一位不愿透露姓名的知情人士给出如是答案。

  抵达深圳的次日下午,《中国汽车报》记者乘高铁抵达佛山市三水南站。这里距离位于丹灶镇的全国首座正式商业化运营加氢站——南海瑞晖加氢站(南海国家生态工业示范园内)仅12公里。丹灶镇位于佛山市南海区西部,以中国重要的新能源汽车产业基地和氢能产业“硅谷”为发展目标的“仙湖氢谷”项目就坐落于此。除南海瑞晖加氢站外,还有多家氢燃料电池整车和系统供应商聚集在这里。据悉,佛山市已建成南海瑞晖加氢站、三水撬装式加氢站、佛罗路加氢站,共有100余辆氢燃料电池客车和物流车在运营。佛山市南海区有关加氢站建设和氢气价格补贴的政策也于近日出台。

  “每天来加氢的汽车有四五辆吧,多的时候10辆左右,主要是小型物流车。”南海瑞晖加氢站的工作人员向《中国汽车报》记者简要介绍道。或许因为赶上了正月十五元宵节,整个工业园区比较冷清……

  一问氢燃料电池运营车辆为何寥寥无几?

  经过连续数天的采访,《中国汽车报》记者一路询问下来发现,当地普通老百姓对氢燃料电池汽车的关注度不高,这与这个领域“政策热”、“投资热”的现象形成鲜明对比。

  “这两年,国家从上至下大力扶植氢能产业发展,少说也有数百亿元资金投向氢燃料电池产业,而相关供应商的氢燃料电池系统产能规划至少已达数十万套。”深圳市佳华利道新技术开发有限公司董事长凌兆蔚对《中国汽车报》记者说,“但是,为什么至今真正上路的氢燃料电池汽车寥寥无几?放眼全球,这个数字也没有超过万辆。”

  凌兆蔚给出了一个估算值,当前国内整车企业公布的氢燃料电池车产量、实际上牌数量和正在运营的数量比例约为5:2:1。“整车企业卖了三五千辆,实际运营的可能不到1000辆。”他表示。

  中国汽车工业协会发布《2018年汽车工业经济运行情况》显示,2018年我国新能源汽车产销量分别完成127万辆和125.6万辆,比上年同期分别增长59.9%和61.7%。其中,氢燃料电池汽车产销均完成1527辆,占比微乎其微。

  全国汽车标准化技术委员会电动车辆分会秘书长周荣在接受《中国汽车报》记者采访时表示,5年以内甚至未来5到10年,氢燃料电池汽车的市场竞争力都不会太强,远远达不到大范围商品化的条件。他说:“很多基础设施短期内无法完善,储氢、加氢相关安全问题都有待解决。氢转化为电效率很高,但目前可推广的制氢手段效率低、能耗高,不利于大范围推广。”

  从制氢、储氢、加氢,到氢燃料电池技术集成和应用,每个环节都存在不同程度的安全或技术难题,理论支持、实验室数据往往是理想的,但要真正实现商业化,路程还很漫长。

  二问“工业氢”能直接变成“燃料氢”吗?

  对中国市场来说,如今的“氢能热”有迹可循。

  未来,我国能源消费结构将发生显著变化,向清洁低碳能源转型。国内有关机构预测称,我国石油消费将在2030年前达到高峰,之后交通领域电能替代将逐渐加速;2030年之后,我国非石化能源消费占比将超过20%。

  实现这一转变的关键就是氢能的有效利用。

  广东泰罗斯汽车动力系统有限公司总经理张锐明对《中国汽车报》记者说:“虽然我国是全球第一大产氢国,但如果把氢作为能源使用,现在的产量远远不够。近几年,我国年产氢约1600万~1800万吨,都是工业用氢。”

  目前,我国“弃氢”现象严重,大量工业副产氢并没有得到有效利用。另外,我国“弃风”、“弃光”、“弃水”现象严重,因此电解水制氢价格高、产量低。加氢站的氢气来源主要是化石燃料制氢,即热化学转化提纯制氢技术。

  深圳市南科动力科技有限公司首席技术官叶江德在2018年11月举办的“中国(深圳)氢能与燃料电池高峰论坛”上介绍称,2017年我国“弃风”419亿千瓦时,“弃光”73亿千瓦时,“弃水”515亿千瓦时,这些废弃电力可制取179万吨氢气,能满足75万辆燃料电池商用车的用氢需求。

  张锐明还强调:“‘工业氢’变成‘燃料氢’,不仅仅是纯度的问题,还要考虑固态、气态杂质的影响。”他举例说,一套设计寿命8000小时的氢燃料电池系统,如果长期使用含有微量硫化物杂质的氢气,寿命将缩减到3000~4000小时。我国没有氢燃料电池用氢的专用标准,多为工业用氢标准,主要是对部分杂质种类和含量缺少相关细则,同时也没有非常完善精确的检测设备。

  据了解,在南海瑞晖加氢站,氢气执行的标准是GB/T3634.2-2011,纯度≥99.999%。

  三问哪种储氢技术路线更受欢迎?

  “气态储氢是全球惟一跨过商业化门槛的储氢方式。”张锐明对《中国汽车报》记者说。他所说的气态储氢,即“高压储氢”(或“高压气态储氢”)。当前,主流氢燃料电池汽车都配装有高压储氢瓶,使用的都是35MPa压力的气态氢,欧、美、日市场则是70MPa。同等体积下,压力越大储氢量越高,车辆行驶里程就更远。气态储氢技术已在国内外实现了商业化推广。

  另外,储氢形式还包括低温液化储氢、有机液体储氢、低压合金储氢,到目前为止均未真正实现在汽车领域的商业化应用。

  低温液化储氢方式可实现氢气存储能量密度最大,但需冷却到极低的温度(零下253℃)实现液化,且隔热装置庞大、成本极高,只运用于航空航天领域。

  有机液体储氢技术,即“氢油”,是中国地质大学(武汉)可持续能源实验室主任程寒松近年来大力推广并欲使之产业化的技术。优势是同等体积下,氢油的储氢量比气态储氢要高,一般加油站稍加改造即可满足氢油加注需求,一些炼油厂可直接改造为氢油工厂;劣势是氢油释放氢气时需要高温,一般燃料电池废热量无法满足要求,程寒松提出了解决方案并进行产业化验证。据悉,由三环集团、武汉氢阳能源、武汉金凰实业联合研制的常温、常压、有机液体储氢燃料电池物流车——三环“氢卡”已于去年6月问世并进行测试。

  低压合金储氢技术也被称作为“固态合金储氢”,目前适合汽车使用的储氢合金材料主要是钛锰系。佳华利道首席科学家黄宝泉是把促成该项技术在汽车领域应用的主要推动者之一。固态合金储氢的优势是氢气运输管束车(20MPa压力)即可满足加氢需求,直接将氢气加入合金储氢电池内,无需对氢气加压至35MPa或70MPa,大大降低加氢站投资成本和危险系数,车辆也无需安装高压氢气瓶;劣势是氢燃料电池系统质量大,需额外增加温控系统用于氢气吸附和释放,储氢系统质量百分比不到2wt%(即100kg的储氢系统可存储氢气2kg)。据凌兆蔚介绍,佳华利道正与两家整车企业联合打造合金储氢燃料电池样品车并进行验证,未来合金储氢系统质量百分比还有相当大的提升空间。

  张锐明表示,氢燃料电池产业应该多元化发展,国家也设立了相关重点专项,促进我国氢燃料电池产业的技术进步。他指出,根据美国加州推广氢燃料电池汽车的经验,储氢技术在汽车产业商业化推广必须满足三个条件:一是现有基础设施通过改造或扩建能满足加氢需求;二是储氢、加氢系统足够安全可靠;三是储氢系统质量百分比应该大于5wt%。

  四问加氢站目前是否实现了营利?

  加氢站被视为关系氢燃料电池汽车大范围推广的一道槛?其中究竟有何玄机?

  为进一步了解加氢站实际运营情况,《中国汽车报》记者二次抵达南海瑞晖加氢站。在记者登记完采访基本信息后,站点负责人李参成介绍了加氢站的运营情况。

  南海瑞晖加氢站2017年9月建成,在经过试运营后于2018年6月正式投入使用,是国内首座完全实现商业化运作的加氢站,占地面积4475.9平方米,储氢量可达600kg(含固定式管束和移动式管束),日加氢设计能力≥350kg。

  经过两次探访,《中国汽车报》记者分别遇见了前来加氢的东风燃料电池厢式运输车(燃料电池系统供应商:爱德曼)和上汽大通燃料电池客车(燃料电池系统供应商:新源动力)。据悉,这类轻型客车或轻型运输车每次加氢量约为7~8kg,10.5m客车每次加氢量约为20~25kg,行驶里程在300km以上,每辆车进站停留时间半小时左右。具体车型的加注量和行驶里程根据燃料电池系统额定功率的大小和整车质量会有所不同。

  李参成说:“自正式运营以来,除节假日外,平均每天加氢100多kg,最多的时候达到300多kg。”站内当前只有一套加氢设备,未来需求量如果增长可以考虑再购置一套,以提高供氢能力。

  “卖氢”是加氢站的主要收入,那么每天卖多少才能营利?

  对于《中国汽车报》记者的提问,李参成表示,对于南海瑞晖加氢站这种中等规模的加氢站来说,每天需要卖300kg以上才能实现收支平衡,营利需要更多的市场需求。据悉,加氢站的日常支出主要包括氢气采购成本、运营维护人员的工资、加注设备及增氢气压缩设备维护。

  在南海瑞晖加氢站接待室的墙上挂着价目表,氢气的销售价格为80元/kg。李参成对《中国汽车报》记者说:“80元的价格是针对周边城市示范运营项目的,比如深圳的车辆,有时会过来加一些,但加注量非常非常少。我们日常的价格其实是60元,其中来加注的企业支付40元,另外20元是政府补贴。”

  今年1月,佛山市南海区人民政府印发《佛山市南海区促进加氢站建设运营及氢能源车辆运行扶持办法》(简称《办法》),替代了2018年4月出台的暂行办法。《办法》提出,2018~2019年每公斤氢气可补贴20元(销售价格40元及以下),并梯次递减,到2022年每公斤氢气可补贴9元(销售价格30元及以下)。

  五问建一座加氢站到底成本几何?

  “我们这个站点的投资大概是1000多万元,不含地皮的价格,主要是氢气压缩和加注设备,其次是各种安全设施。”李参成介绍说。  据记者了解,南海瑞晖加氢站投资1550万元,而2018年8月29日联合动工的佛山8座加氢站中,预算投资最低的为1250万元(佛罗路加氢站),最高的为2985万元(瀚蓝松岗禅炭路加氢站)。

  那么,一座加氢站千余万元投资能达到什么样的水平?

  从规模看,千余万元投资建设规模为加氢三级站,为最小规模标准。《加氢站技术规范(GB50516-2010)》中要求,加氢站根据总容量(G,单位kg)不同分为三个等级,一级4000<G≤8000;二级1000<G≤4000;三级G≤1000;另外,对单罐容量也有相应要求,根据加氢加气合建、加氢加油合建也有相应划分。

  从能力看,氢气压缩设备24小时运行只能生产高压气态氢500kg左右,每天最多满足20余辆中大型氢燃料电池客车的加注需求。据悉,氢气从制氢工厂生产完成后,由20MPa的氢气管束运输车运送至加氢站,每辆车运输能力在300kg左右,然后通过站内氢气压缩设备(薄膜压缩机系统)多次压缩(2或3级储气瓶组分级设置)至42~45MPa,然后通过加注设备为车辆提供氢气。

  对比国外市场采用的70MPa氢气,国内采用了35MPa氢气,这样来看千余万元投资仅是起步。据悉,南海瑞晖加氢站氢气压缩机加注设备为国内某品牌供应商,相比国外品牌供应商价格便宜一半以上,但其中关键零部件仍为进口,全套系统短期内价格难以再下降。

  张锐明认为,未来国内氢燃料电池汽车市场也将会升级使用70MPa压力的气态氢,相关技术升级不存在问题,关键还在于成本。

  凌兆蔚通过对日本市场的调查给出了一个结论:“在日本建设一座日加注能力500kg 70MPa氢气的加氢站,仅设备投资合计人民币3000万元左右。”他认为,建站的投资额如此之高,且仅能满足20余辆大巴车的加注能力,做这样的事情实在不划算,也难以真正实现市场化发展。

  李参成告诉《中国汽车报》记者:“南海瑞晖加氢站可以开具正规发票,相关手续和流程得到了地方政府的大力支持,但目前国内很多加氢站不具备这个能力。”这意味着,国内很多加氢站不具备盈利能力,更甭想回收前期投资。

  据不完全统计,国内已建设完成的加氢站数量为25座,其中3座(2010~2011年间,上海世博会、广州亚运会、深圳大运会专用加氢站)已拆除,其余大部分为整车企业内部或试点项目园区内使用的加氢站。

  根据记者不完全统计,2019年国内可投入使用的加氢站将会超过100座,其中佛山市为28座。建设加氢站的巨额费用何来?政府补贴占了很大一部分。全国各地方政府都已经出台了氢能产业的发展规划,对加氢站建设、氢气价格以及燃料电池系统供应商相关补贴都会陆续发布。佛山市南海区人民政府印发的《办法》显示,2019年底之前建成的固定式加氢站,日加氢能力500kg以下的新建站补贴500万元,日加氢能力500kg及以上的新建站补贴800万元。

  编辑:庞国霞

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责任编辑:王云晓

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