氫能源汽車發展是一場慢跑馬拉松

近日,隨著《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》的印發,又給A股氫能源板塊帶來了“鴻運”,讓眾多氫能源企業股票暴漲超過10%,甚至於讓小部分氫能源企業股票直接漲停。可以說如今氫能源股市紅到發紫,這也是近幾個月氫能源股市的縮影,同時也可以看出氫能源是未來汽車發展的趨勢。

優勢諸多

可能大家不知道氫氣是一種極佳的能量儲存介質,不同於電儲能的單一儲存方式,氫氣不僅能以氣態和液態的形式儲存在高壓罐中,還能以固相的形式儲存在儲氫材料中。

氫能源汽車的原理就是將氫反應所產生的化學能轉化為機械能來推動車輛。氫能源汽車分為兩種,一種是氫內燃汽車(HICEV),是以內燃機燃燒氫氣產生動力推動汽車;另外一種是氫燃料電池汽車(FCEV),是使用氫或含氫物質與空氣的氧在燃料電池中反應產生的電力來推動電動機,由電動機推動車輛。

氫能源汽車發展是一場慢跑馬拉松

氫能源汽車主要有三大優點,其一是氫氣的熱值非常高,燃燒產生的發熱量高達142KJ/g,是汽油的三倍左右,所以在同等熱效率下,氫氣燃燒產生的動力更大,能為汽車提供更加強勁的動力,這也是現在公交車、潛水艇和火箭以不同形式使用氫燃料的原因。

其二是排放零汙染,傳統燃油車每燃油一公斤汽車就會產生2。9251公斤的二氧化碳,而氫能源汽車燃燒氫氣之後排放出來的“尾氣”是水,不會產出任何汙染環境的物質,真正實現理論意義上的零碳排放。

其三是能源提取方式豐富,氫元素是地球上含量最多的元素之一,同時氫能源還是可再生能源,並且還可以透過多種方式制氫,其中包括工業副產品制氫、煤制氫、利用光伏、風電等可再生能源電解水制氫等,可以說氫氣取之不盡用之不竭。

氫能源汽車發展是一場慢跑馬拉松

另外,相比於純電動汽車,氫能源汽車的補能方便,就像加油一樣,續航里程超過800公里,不存在續航焦慮,並且氫能源汽車在冬天也不會出現虧電等情況,無論是續航能力、補能時間,還是面對寒冷天氣,氫能源汽車都比純電動汽車有優勢。

那麼問題來了,既然氫能源汽車擁有諸多優勢,為什麼在馬路上、在市場上都很少見到氫能源汽車呢?其實,目前國內氫能源汽車還處在發展階段,還有許多技術、配套設施、以及成本等問題還沒有解決,這也是氫能源汽車發展緩慢的原因。

困局難解

首先是技術問題,其一是制氫方式,目前國內主要透過礦物燃燒和電解水這兩種方法來制氫,用礦物燃燒的方法制氫會產生大量的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫以及廢水等汙染物;而透過電解水制氫的能量轉化率不高。即便氫能源汽車在行駛過程中不會對環境有汙染,但是在制氫過程中並沒有想象中那麼環保,這也是有不少國家對氫能源汽車技術不認可的原因。

其二是技術專利問題,目前擁有氫燃料技術專利最多的國家是日本,掌握了全球85%,可以說是全世界第一,並且還擁有全球最大的制氫工廠;其中豐田擁有的氫燃料技術專利佔日本總氫燃料技術專利的61%。但是其他車企並不想向日本購買技術專利,只能自行研究探索,所以導致了氫能源汽車發展比較緩慢。

氫能源汽車發展是一場慢跑馬拉松

第二是用車成本問題,由於國內製氫的方式只有兩種,另外還有一個運送環節的成本,使用的是工業氫卡車,其運輸費用比較高,並且在運輸過程中還導致部分氫氣揮發等問題。各個環節的成本加起來的總和,導致了氫氣的終端價格讓人望“氣”興嘆。

以2020年的加氫站價格為例,氫氣的零售價約為67元/kgH2,那麼氫能源汽車的百公里成本約為65元,而傳統燃油車的百公里成本約為33元,純電動車的百公里成本約為10元;相比之下,氫能源汽車的出行成本更高,並沒有滿足消費者經濟實惠的用車需求。

第三是配備設施問題,氫能源汽車加氫站的成本過高,建設一座500kg的35MPa固定式加氫站的成本約1200萬元,大型加氫站的建設成本還會突破4000萬元。

氫能源汽車發展是一場慢跑馬拉松

相比之下,電動汽車的充電站要便宜很多,一個普通的充電站只需要花費100萬左右,而特斯拉的超級充電站就貴一點,一座大概需要兩百多萬;並且純電動汽車使用者還可以自己安裝充電樁,無需到充電站充電。成本不高、配備設施技術不高和普及難度不大,這也是電動化能成浪潮的原因之一。

截至2021年底,全國在建和已建成的加氫站共有181座,其中已經建成的有124座。根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》中的發展規劃,中國到了2030年將建成1000座。但是中國是一個擁有960平方公里國土的大國,到2030年只建成1000座加氫站,對於國內氫能源汽車的發展簡直是杯水車薪。

破局關鍵

儘管氫能源汽車發展道路很艱辛,但是我國的氫能源行業發展卻是領先於其他國家,以氫能的產能為例,自從2009年我國氫能產量首次突破1000萬噸以來,接下來的每一年都呈現穩步增長趨勢,並且還有連續9年保持世界第一;2020年全國的氫氣產能約為2500萬,約佔全球產量的三分之一,為國內以後發展氫能源汽車打下了良好的基礎。

氫能源汽車發展是一場慢跑馬拉松

在今年冬奧會上,大賽上用的火炬、核心賽區使用的公交車都是採用氫能源,其中此次投入了超過1000輛氫能源汽車,還配備了超過30個加氫站;這不僅是向全球示範氫能源汽車發展,還直接表明了國家對氫能源汽車發展的態度。

今年3月份,隆基成立氫能科技公司,李振國親自擔任法人和董事長,劍指光伏制氫;中石化宣佈將建設1000座加氫站或油氫混合站,目標是成為中國第一大氫能公司。隨著這些氫能公司加大籌碼,氫能源就能從軍用、航天領域,走向大規模民用環節,未來馬路上都是氫能源汽車的場景指日可待。

百姓評車

制氫成本、配套設施等問題讓氫能源汽車處在龜速慢行狀態,但是隨著國家對氫能源汽車發展的重視,氫能企業逐漸加大籌碼,建設加氫站的加速;未來解決了這些問題,氫氣的零售價也降低之後,那麼氫能源汽車才能真正跑起來。