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            北京冬奧會,氫能交通成亮點

            來源:汽車縱橫網  瀏覽次數:871 發布日期:2022-02-16

            從2008到2022,在兩場北京奧運會的體育競技場之外,氫能交通發展步伐正循序漸進。

            2022北京冬奧會開幕式足夠驚艷,儀式最后的主火炬點火環節更是顛覆想象,以無污染、零碳排放的氫氣開創火炬燃料先例,并通過“微火”替代熊熊烈火,最大限度地貫徹了低碳環保的綠色奧運理念。

            事實上,本屆冬奧會的氫能應用十分廣泛,尤以氫能燃料支撐的綠色交通凸顯。冬奧會組委會數據顯示,北京冬奧會示范運營氫燃料電池車超過1000輛,車型包括氫燃料電池大巴、氫燃料電池小轎車、氫燃料電池特種車等?!疤貏e是在專用保障方面,可在-34℃正常啟動的雪蠟車不僅能為滑雪運動員提供滑板打蠟的保障需要,對氫能車輛使用場景的擴寬同樣不容小覷?!?清華大學核能與新能源技術研究院教授、國際氫能協會副主席毛宗強如此表態。

            奧運世博與“氫”共舞

            將氫能車輛投入奧運出行并非2022北京冬奧會首現,在延期的2020東京奧運會舉辦期間,其官方用車便是來自豐田汽車的Mirai氫燃料乘用車。不過追溯奧運歷史,氫能車輛的首次投運服務還是2008年,時值北京奧運會,由清華大學和北汽福田開發的3輛氫燃料電池城市客車在奧運中心區以及固定示范線路得以應用。

            彼時,氫能車輛的技術標準、使用規范仍在探索初期,這3輛氫燃料客車的示范運營是由中國政府、聯合國開發計劃署(UNDP)和全球環境基金組織(GEF)共同支持實施的“中國燃料電池公共汽車商業化示范項目”的一部分。眾多國內企業與學界研究機構參與其中,并提供了燃料電池發動機、驅動電機、動力電池及電力變換系統等關鍵部件。在實際運行過程中,這些車輛為氫燃料電池汽車的技術改進、降低造價和運行成本提供了數據參考。

            盡管在2008年北京奧運會期間的示范運營已經驗證了這些車輛的使用潛力,但高企的成本卻成為影響氫能汽車商業化推廣的制約因素。參與到運營期間相關工作的清華大學汽車研究所博士、副研究員王賀武介紹,車輛成本顯著高于普通客車,售價約為350萬元?!霸谌剂铣杀痉矫?,國產氫燃料電池客車一次可加氫約20kg,每天運行大約300分鐘、行駛里程約為200公里?!迸c此同時,制氫、加氫基礎設施的不成熟同樣對氫能汽車落地應用提出挑戰。同期設立的加氫示范站通過外購氫氣、天然氣重整制氫和水電解制氫等三種方式來保障供應。其中90%通過站內占地面積巨大的天然氣重整制氫裝置進行供給,且由于氫氣高壓儲罐、氫氣加注機等關鍵設備尚未實現國產化,令這座加氫示范站耗資巨大,僅硬件設備就高達上千萬元。

            不過隨著氫能產業的進一步發展,氫燃料汽車還是迎來了更大的應用機會。兩年后,氫能車輛開始初具規模,并隨即投入到2010年上海世博會園區進行示范運營。在世博會開園后的5個月內,196輛氫燃料電池汽車(包含90輛氫燃料電池轎車、6輛氫燃料電池客車和100輛氫燃料電池觀光車) 整體運營情況良好,其中僅電池觀光車一種車型便實現總行駛里程約44萬公里的成績。同時在這一次的示范運營中,車企對氫燃料車的參與度較兩年前有著更大提升,長安、上汽、奇瑞等車企開始著手相關的氫能整車技術方案。中國氫能聯盟專家委員會主任、同濟大學汽車學院前院長余卓平曾表示,“在上海世博會的良好運營之后,我國氫能汽車技術開始步入產業化發展的新時期?!?/p>

            沉寂耕技術

            2010年以后,由于純電驅動方向的長足進步,氫燃料路線并未像電動車那樣持續受到關注,氫能汽車發展走過一段沉寂期,發展精力則轉向聚焦氫燃料電池單項。在此期間億華通、國電投氫能、上燃動力等燃料電池電堆及系統產品廠商逐漸實現從少到多,并逐漸走向商業化的發展進步。

            首先要提及的是億華通。在本屆冬奧會投運的燃料電池車輛中,適配億華通氫燃料系統的車型有700多輛,遍及延慶賽區和崇禮賽區。自2016年實現氫燃料發動機系統量產開始,億華通目前已形成圍繞氫燃料發動機核心技術的一系列相關產品集群,包含整車控制器、電池雙極板、智能DC/DC等。同時通過陸續開發出的30kW-120kW多型號氫燃料電池產品,億華通與國內主流的商用車企業宇通客車、北汽福田、中通客車等建立了深入的合作關系,搭載相關產品的客車、物流車型的平均行駛里程已達4萬公里。在2021年12月,億華通更是向市場發布國內首款240kW型號氫燃料電池系統,提前完成國家燃料電池系統技術目標。

            上燃動力則將目光投向混動氫循環技術。其最新發布的第四代大功率燃料電池發動機“超越—神州200”系列額定功率達到200kW,質量功率密度為760W/kg,最高效率60%,使用壽命超1.5萬小時。相較前代產品,該型燃料電池發動機系統氫耗大幅降低,實現續航能力10%的提升。

            而國家電投集團作為氫能國家隊領頭羊之一,精力則側重于打通從原材料、零部件到電堆的全自主產業鏈發展。在本屆冬奧會期間,國電投氫能投入氫燃料電池客車近200輛,這些產品均采用其自主研發“氫騰FCS80型號燃料電池系統”,該款產品電堆額定功率115kW,并著力強化低溫運行能力,可實現零下30℃低溫啟動。國家電投集團氫能首席專家柴茂榮表示:“不管是張家口崇禮,還是延慶海坨山,山間溫度低于零下20℃。氫能汽車在這種工況下不論是可靠性、耗電量還是爬坡能力都要比電動汽車具有更好表現?!?/p>

            在這些氫能系統廠商的帶動之下,氫能技術產業鏈雛形已基本成型。余卓平認為,從技術上來看,我國氫燃料電池技術在國際上已處于領先優勢。

            循序再出發

            由于氫能具備真正實現零污染排放的預期遠景,令其在環境污染和能源壓力愈發凸顯的當下獲得更多重視。隨著“雙碳”目標戰略的確立,在政策和市場的有效推動下,氫能汽車發展成為大勢所趨。

            在政策推廣方面,作為碳達峰碳中和“1+N”政策體系的一部分,《2030年前碳達峰行動方案》中11 次提及氫能,對氫能應用及發展的指導更加明確。2月10日,國家發改委和國家能源局聯合印發了《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》,提出完善交通運輸領域的能源清潔替代,力求通過推行氫能交通工具,完善加氫、加氣(LNG)站點布局及服務設施,以降低交通運輸領域清潔能源用能成本。

            而在地方層面,目前國內已有50多個地級市發布氫能產業規劃,加速氫能源產業布局。例如四川省和重慶市同時啟動“成渝氫走廊”建設,兩地規劃于2025年前投入約1000輛氫燃料物流車,并配套建設加氫站。北京、上海、河北等省市也紛紛出臺氫能產業發展規劃及實施方案。

            鑒于政策因素的更多利好,更多城市正著手開展氫燃料電池汽車示范應用,氫燃料電池汽車銷量預計將會于2025年超過4.6萬輛,保有量預計超過10萬輛。同時這在客觀層面也促進下游更多車企進行氫燃料電池汽車方面的研發驗證,譬如2020年廣汽展出的Aion LX Fuel Cell、2021年紅旗推出的H5-FCEV以及長安的CS75 FCV。據中國氫能聯盟預測,到2025年,中國氫能產業產值將達到1萬億元。

            本屆冬奧會更是將這種氫能全產業鏈的布局體現得淋漓盡致,30多家企業參與到賽區服務的相關氫能源項目(見表格),并借助冬奧會的推廣契機,集中展示邁入發展新階段的氫能如何“再出發”,承擔助力“雙碳”目標實現的使命。

            (注:本文圖片來源網絡,如涉侵權請聯系刪除)

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