会燃烧的除了纯电动,如今还多了加氢站

BusinessCars 2019/06/14 12:44

“前进半步叫先驱,前进一步成先烈,”正如过去20年来对全球氢能源电池产业的真实写照。在未来,或许再前进半步后,氢燃料电池汽车会成为解决汽车领域未来发展方向的一种答案。

氢能经济是20世纪70年代提出的可持续能源方案,以用之不竭的太阳光驱动,把水分解为氢气和氧气。而氢是一种清洁能源,燃烧生成水,不会产生任何污染物。

由于优势颇多,一直以来,氢能源的使用也备受业界看好。但就在当地时间6月10日,位于挪威首都奥斯陆郊外的一处合营加氢站于发生爆炸。爆炸发生后,丰田和现代汽车均宣布暂时停止在挪威的氢燃料电池车型销售,直到事故原因确定后再恢复运营。

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所幸的是,爆炸并没有直接造成人员伤亡,但附近车辆内有两人因气囊被爆炸震开受轻伤。目前,丰田和现代是挪威仅有的两家销售氢燃料电池车型的车企。但两家车企氢燃料电池车型在挪威的销售体量并不大,月销量仅为个位数。

事实上,在此之前,加氢站等氢燃料配套设施的爆炸事件已经出现多起。今年5月,位于韩国江原道江陵市的一个氢燃料储存罐发生爆炸事故。6月初,在美国加州圣塔克拉拉的一家化工厂的储氢罐泄露爆炸,导致当地氢燃料电池汽车的氢供应中断。

虽然由于原因尚不清晰,但无疑此次的爆炸事件将给一直坚持氢燃料电池是零排放汽车最终选择方案的丰田、现代等汽车制造商造成重大打击。

仍是最终选择方案?

氢能源作为汽车动力可追溯到1807年,已经有100多年的历史。从瑞士的Francois Isaac de Rivaz设计出第一部在汽车内部工作的内燃机开始,全球对氢能源电池的探索的脚步就没有停止过。丰田和现代则是率先将氢燃料电池汽车投入到商业化使用的车企。

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早在2014年,丰田就在日本率先发布了第一代氢燃料电池车Mirai,并在日本小规模上市。2018年Mirai开始量产,预计2020年总产量达3万辆,丰田计划在2025年前让燃料电池车售价降至约2万美元。

据了解,Mirai续航里程可达500公里,补充氢燃料仅需约3分钟,几乎可以媲美燃油车。目前,丰田已经将Mirai推向包括北美、欧洲等共计在16个国家及地区进行销售。但Mirai的布局也不是一帆风顺,截止目前为止虽然Mirai性能优异,但综合运营成本还是高于纯电动汽车。

而现代汽车也早在20年前就已经开始投资燃料电池电动车,旗下的氢燃料电池汽车NEXO目前已在韩国、美国、英国等国家销售。但现代汽车表示,“在氢燃料电池汽车站稳脚跟之前,他们只会生产电动插电式汽车”。

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在发生爆炸事件后,业界对氢燃料电池汽车的安全性产生了质疑,但丰田强调这次事故不会改变其对氢燃料电池汽车前景的看法和规划:“重要的是我们要指出氢燃料电池汽车和普通汽车一样安全。”另外,丰田对氢燃料电池汽车的前景仍持乐观态度:“尽管电动汽车销量大增,但氢燃料汽车未来仍将在汽车行业占据一席之地。”

也有业内人士发表了不同看法:“作为电动汽车的替代品,我一直不看好氢燃料电池动力总成。我关心的是动力总成和整个供应链的效率,而不是电力和电动汽车的简单性和效率,但我们也无法避免携带和储存氢气等安全问题。对这项技术来说,这是一个巨大打击。”

据了解,氢燃料电池汽车的发展极端依赖于制氢、储氢、输氢、加氢等氢燃料基础设施的建设。不同于纯电车可以在家或者公司进行慢充,氢燃料电池汽车只能在加氢站充能,对加氢站的需求更为紧迫。然而,加氢站建设滞后一直影响着氢燃料电池车的推广应用。

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据公开资料显示,加氢站建设最大的问题是建设成本高,主要来源于土地成本及相关核心零部件的成本。现阶段日加氢能力200公斤的加氢站建设成本约为1000万~1500万元,大幅度降低成本成为加氢站推广面临的首要难题。

其次,出于安全性的考虑,目前世界范围内对加氢站选址、安全性的高要求也导致建站审批难以通过。由于基础设施扩张缓慢,燃料电池汽车的销量仍然较低。据丰田汽车相关负责人介绍,截至目前,Mirai的全球总销量仅约8,300辆。

不过在多起爆炸事件发生后,仍有业内人士认为,随着储氢罐技术持续进步,氢燃料电池汽车的安全性已经高于大众想象。以Mirai为例,70Mpa储氢罐安全度很高,碳纤维罐壁可承受内部70Mpa高压,外部想挤破它至少要140Mpa。车辆在公路正常行驶,即使重型卡车撞击也无法产生这种超高挤压力。

另外氢气具有很高的扩散系数和浮力,泄露时浓度会迅速降低。如果发生爆炸,氢气的爆炸能量是常见燃气中最低的,就单位体积爆炸能而言,氢气爆炸能仅为汽油气的1/22。相比之下,由于液化天然气LNG和高压天然气CNG较重,泄露后沉积在现场更易爆燃。

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同时国际国内应用实践证明,只要按照标准法规规范生产、存储及使用氢能,氢能安全可以得到保障。同时,能够商业化运营的加氢站也应满足“连续加氢运行、经济过关(盈利、不能亏)、安全可靠、自控运行、减少运行管理人员”等基本要求。

又一“风口”

氢能源领域也逐渐成为我国能源中的又一“风口”。

根据国家统计局和中国石油企业协会数据,我国石油和天然气对外依存度一直较高,且有逐年升高的趋势。2018年,石油和天然气对外依存度又各自创新高,分别达到69.8%和46.4%。氢能源等可再生能源的推广,可有效缓解我国能源安全问题,同时也能减少污染。

不过有分析机构认为,氢能源产业还处于起步阶段,技术路线尚存在不确定性。特别是在我国,虽然氢气位列《危险化学品目录》,但是对加氢站的国家管理标准目前还是空白,其建设审批和检查究竟是归管控危化品作业的消防、安监负责,还是由管理城市燃气系统的住建部门监管,都尚未确定。

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据伊维经济研究院统计数据显示,目前全球共有369个加氢站,其中欧洲152个,亚洲136个,北美78个。据《中国氢能与燃料电池年度报告2018》显示,截至2018年11月,中国共有27座建成的加氢站,其中3座已被拆除,还有部分尚未运营。

值得注意的是,在国内政策利好的情况下,无论是加氢站还是氢燃料电池汽车,相关发展产业都驶入快车道。

公开统计数据显示,目前已有20多个省市出台氢能和氢燃料汽车的发展规划。据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》预计,到2020年,中国氢燃料电池车辆将达到1万辆;到2030年,氢燃料电池车辆保有量将达到200万辆,占全国汽车总产量的比重约5%,氢燃料电池汽车产业产值有望突破万亿元大关。

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尽管在发展氢燃料过程中面临着诸多问题,业内人士仍认为,“氢能应用是重要发展方向,未来或将改变现有能源格局”。

为此,国家在政策层面对氢能源燃料汽车给予了大力支持。2018年2月份,财政部、工信部、科技部、发改委4部委联合发布的《关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》规定,燃料电池汽车补贴标准不变,同时地方单车补贴额不超过国家单车补贴额度的100%。

受此利好刺激,越来越多的车企选择参与到氢燃料商业化的进程中。同时,部分地方政府也在抢抓氢能产业发展机遇。前不久,占地约8000平方米的上海化工区加氢站正式落成,这也是国内首个且全球规模最大的燃料电池车全场景应用加氢站。

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6月12日,张家口市人民政府发布《氢能张家口建设规划(2019~2035年)》,规划的总体目标是,将氢能产业发展成为张家口市的重要支柱,到2021年打造成为国内一流的氢能城市,到2035年建成国际知名的氢能之都。

目前燃料电池汽车行业刚刚起步,虽然还有很大的发展进步空间,但必须理性对待。毕竟,多次发生的爆炸事件警醒着由于氢燃料本身的复杂性及危险性,企业以及地方政府必须将安全放在首位。同时,在推动氢燃料电池汽车产业发展的过程中,必须遵循产业的发展规律。

“前进半步叫先驱,前进一步成先烈,”正如过去20年来对全球氢能源电池产业的真实写照。在未来,或许再前进半步后,氢燃料电池汽车会成为解决汽车领域未来发展方向的一种答案。

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