2024年，氫燃料重卡真的要站上風(fēng)口了嗎？

2023年，我國燃料電池汽車終端市場銷量7653輛，同比增長54.9%。其中商用車7177輛，占比93.8%。行業(yè)預(yù)計(jì)2024年，在政策支持、企業(yè)產(chǎn)品發(fā)力和氫能產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同助推下，氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化規(guī)模或?qū)⒋蠓鲩L。

在3月27日湖北十堰召開的2024中國商用車論壇上，中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)教授彭蘇萍作了《中國氫能源與燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略研究》報(bào)告。

為什么要大力發(fā)展氫能？商用車如何率先受益？

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世界最大制氫國

看好氫能未來前景

“氫具有三大特征。氫不僅是能源，是化工原料；也是儲能的材料；更是一種轉(zhuǎn)化方式，具有技術(shù)性特征。”在主論壇上，彭蘇萍院士如此強(qiáng)調(diào)。

作為二十一世紀(jì)極具發(fā)展前景的二次能源，氫能具有天然可再生、零碳排等特點(diǎn)。目前，我國已經(jīng)是世界上最大的制氫國——2022年年產(chǎn)氫約3353萬噸。其中，煤制氫1985萬噸，占比56.2%；電解水制氫和甲醇制氫占比分別為1.2%。

彭蘇萍表示，我國豐富的煤炭資源屬性以及以煤電為主的發(fā)電方式，決定了當(dāng)前我國仍以化石能源制氫為主。但可再生能源制氫是未來發(fā)展的主要方向。因此低碳化發(fā)展，必須實(shí)現(xiàn)化石能源向低碳能源的轉(zhuǎn)變。

換句話說，低碳化的過程，就是加氫減碳的過程。

彭蘇萍強(qiáng)調(diào)，“發(fā)展氫能一定要結(jié)合供需實(shí)際，發(fā)展目標(biāo)一定是穩(wěn)定、可靠、低成本的氫。從這一角度而言，氫能產(chǎn)業(yè)向綠氨（綠氫+氨氣）、綠色甲醇（綠氫+二氧化碳）等泛氫能源發(fā)展，有效解決了儲存和運(yùn)輸?shù)陌踩院统杀締栴}。”    

彭蘇萍指出，在雙碳目標(biāo)與能源清潔化轉(zhuǎn)型背景下，建立多元化的清潔能源供應(yīng)體系是未來發(fā)展趨勢。而氫（泛氫）能源作為各能源之間的橋梁，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源與新能源的聯(lián)動發(fā)展。

比如通過煤摻氨發(fā)電，減少煤炭消耗；通過燃料電池和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，減少油氣在交通領(lǐng)域消耗，降低石油進(jìn)口；通過氫能與電能的耦合，為電力系統(tǒng)提供更多的靈活性調(diào)節(jié)資源，提升新能源對能源系統(tǒng)的保障能力等。

“以氫能部分替代、壓縮化石能源消耗量，從而提升清潔能源在能源結(jié)構(gòu)中的占比。這不僅會進(jìn)一步豐富我國的能源多元化供應(yīng)體系，同時為能源安全保障機(jī)制的優(yōu)化帶來新契機(jī)。”彭蘇萍如此直言。

推動燃料電池發(fā)展

降低成本是關(guān)鍵

我國燃料電池汽車主要為商用車，截止到2023年底，保有量達(dá)到18487輛。近年來，氫燃料電池汽車推廣力度持續(xù)提升，重型交通應(yīng)用加快試點(diǎn)應(yīng)用。2023年，依托“燃料電池汽車示范城市群”等重大示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車保有量新增5805輛，累計(jì)18487輛，同比增長約45.8%。

彭蘇萍指出，目前，燃料電池以質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）為主要發(fā)展方向，其中汽車電池和固定式發(fā)電應(yīng)用是主要場景。

從這一角度來說，推動燃料電池技術(shù)的發(fā)展和成熟對于汽車產(chǎn)業(yè)尤其是商用車發(fā)展，意義重大。   

彭蘇萍指出，PEMFC是高純氫燃料，工作溫度低、啟動快，非常適合交通領(lǐng)域，正在向熱電聯(lián)供領(lǐng)域拓展。SOFC泛氫燃料是電解氫的重要發(fā)展方向，能量轉(zhuǎn)化率高，在大型集中供電、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供乃至交通領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。

彭蘇萍進(jìn)一步指出，當(dāng)前，我國化石能源制氫工藝和技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)完全自主化，部分技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。而電解水制氫裝置在效率、穩(wěn)定性以及制造工藝上與國外仍存在一定差距。

彭蘇萍判斷，從經(jīng)濟(jì)性角度看，2030年以前，我國以煤制氫技術(shù)路線為主，成本可實(shí)現(xiàn)約13.12-15.3元/kg；2030年以后，以可再生氫為主燃料供應(yīng)核心，煤制氫成本隨碳價(jià)不斷提升。

據(jù)行業(yè)推算，當(dāng)氫燃料價(jià)格低于20元/kg時，在商用車終端市場將具備強(qiáng)大吸引力。2030年我國氫氣年需求量預(yù)計(jì)達(dá)到3715萬噸，在終端能源消費(fèi)中占比約5%，其中綠氫占比約為15%。

可以想象，隨著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，氫能在商用車領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展前景。

六大應(yīng)用場景

重卡應(yīng)用是重點(diǎn)

面向氫能發(fā)展未來，彭蘇萍院士分享了對行業(yè)的一些洞見和思考。

彭蘇萍表示，2023-2025年，通過完善我國可再生能源制氫技術(shù)鏈，建立綠色制氫試點(diǎn)示范項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)煤制氫成本在10元/kg以下（受煤價(jià)影響），電解制氫成本20元/kg以下。2026-2035年，通過建立完善的氫能儲運(yùn)、供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模氫能儲運(yùn)技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)低成本綠氫市場規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，電解制氫成本在10元/kg以下。

在燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)劃上，彭蘇萍進(jìn)一步指出，短期內(nèi)（2023-2025年），實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)大型PEM制氫電解槽，開展重卡等領(lǐng)域的示范應(yīng)用；長期內(nèi)（2026-2035年），提高高溫PEMFC電堆性能及穩(wěn)定性。

同時，彭蘇萍院士分享了當(dāng)前氫能發(fā)展的六大應(yīng)用場景。   

比如首先通過氫電耦合，消納可再生能源，提高可再生能源占比。

其次，通過整體煤氣化燃料電池發(fā)電（IGFC）可以提高煤氣化發(fā)電效率。由于IGFC技術(shù)發(fā)電過程中控制了二氧化碳排放，整個技術(shù)效率高、碳及污染物近零排放、成本可控，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。

其三，利用氫（泛氫）能源耦合煤化工、石油化工，探索可再生能源制氫尤其SOEC技術(shù)在合成氨、甲醇等行業(yè)的示范應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)碳中和。

其四，促進(jìn)氫（泛氫）燃料重卡等領(lǐng)域的應(yīng)用。

彭蘇萍指出，商用車尤其是重卡，動力需求大、續(xù)航要求高，是氫能最符合的商業(yè)發(fā)展模式。氫燃料重卡加注更快、效率更高，在礦山、煤炭、港口等固定運(yùn)輸專線有很好應(yīng)用場景。

此外，氫（泛氫）燃料電池在船舶、冶金等領(lǐng)域也有豐富的應(yīng)用場景。

氫能似乎預(yù)定了2024年的年度熱詞之一。商用車作為氫能率先落地且主要應(yīng)用場景，2024年無疑會提速發(fā)展，保有量快速上升。“未來，氫走廊、氫通道等示范區(qū)會逐漸推廣，對于氫燃料重卡來說無疑是重大利好。”彭蘇萍如是說。