这就是终极能源形式?探访国内最具规模氢能产业基地

2019-09-02 18:03:13 作者:曾惠君、谢鹏

  【极速快三 技术频道】汽车电气化大趋势的当下诞生了“电动爹”这个新词,原因是充电慢、充电桩少等有着种种不方便的电动车日常使用仿佛要把它当爹来伺候一样。

  相比于被戏称为“电动爹”的纯电动汽车而言,氢能源因为在补给效率上遥遥领先,再加上取之不尽和排放零污染的优势,被不少专家誉为终极的汽车能源形式。这么好的东西却不能普及,最基本的原因是整个氢能源产业技术难度高和耗资巨大。

这就是终极能源形式?探访国内最具规模氢能产业基地

  在氢能源车方面高瞻远瞩,要钱有钱,要技术有技术,丰田说自己第二没人敢说第一。据了解,中国也不是没有企业能在氢能源方面挑战丰田,在云浮坐落着一个国内最具规模的氢能产业基地,氢能产业化程度就连丰田也专门派专家从名古屋过来参观学习。本文带大家一起来看看这个连丰田都点赞的氢能产业基地。

丰田都点赞的氢能产业基地

  顶着广东接近40℃烧烤模式般的高温,我开着04款陈年花冠从广州到了143公里外的云浮氢能产业基地。

  我想起编辑部来自云浮的西山老师曾指着一块石头说这是她家特产。果不其然,在思劳镇的高速口下来后,便是石材一条街,除此之外便是灰尘、荒山以及狂奔的大货车,你甚至会怀疑自己是不是走错地方。直到进入国鸿大道,你才会发现氢能产业园是真实的存在。

氢能产业园探访:听我的!这才是终极能源方式

  在这样一个连美团外卖都叫不到的地方,却是暗藏着一片行业新蓝海。据了解云浮氢能产业基地是目前国内最具规模的氢能源产业园。这里除了有国内最早业运营的加氢站外,还有氢燃料电池电堆及动力系统生产线、飞驰客车的生产车间、氢能研究院等。

  知道国鸿氢能的人相信不多,广东国鸿氢能科技有限公司作为园区内的核心企业,是一家在国家领导的高度关注和各级政府大力支持下,以氢燃料电池为核心产品的高科技企业。

  国鸿氢能是国内氢能产业实力雄厚的燃料电池供应商,拥有全面的解决方案,并在云浮专门成立了氢能研究院,获批设立国家级博士后科研工作站,曾与国内外多家著名的氢能企业和院校开展研发项目合作及技术交流,在燃料电池电堆及其核心零部件国产化和自主研发取得了突破性技术成果,关键技术完全自主可控。目前,其主要产品包括氢燃料电池电堆、系统模组、备用电源等。

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这就是终极能源形式?探访国内最具规模氢能产业基地
上面航拍图就是这张地图中的黄色部分

  其中,必须要提到它的明星产品——燃料电池电堆。作为系统的核心发电单,电堆就好像人类的细胞,其性能和寿命是系统对外稳定输出的决定因素。但是,国内具备电堆批量化生产技术的厂家屈指可数,国鸿氢能便是其中一家。

  近年来,国鸿氢能与加拿大燃料电池生产商巴拉德动力系统公司合作,引进9SSL系列燃料电池电堆技术。目前,国鸿氢能已经建成年产2万台电堆的全球产能最大的电堆生产线,设备国产化率达到了90%。听着有点抽象,还是直接上图,看看它长什么样吧:

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  发电效率高达60%,秒杀内燃机的热效率。现在,国鸿氢能研发的电池堆主要用于商用车,包含宇通、福田、飞驰等大部分客车厂都是其朋友圈中的成员,而在乘用车方面,国鸿氢能可根据相关技术要求开展乘用车燃料电池系统开发。

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  可以说,国鸿氢能在电池堆领域已经占据半壁江山。按照官方的说法,2017年全国约有1200辆氢燃料电池车上牌,其中约50%的车辆正是使用国鸿氢能的燃料电池产品。来到2018年,国鸿氢能出货量大约3000多台,国内市场占有率为70%~80%。

  这得益于国鸿氢能的产业化布局比较早,通过前期批量化生产,形成了规模化生产,生产成本大幅降低,同时批量化市场销售,坐上该细分领域的C位。

加氢3分钟能跑500km?

  氢能源汽车本身也是电动车,通过氢燃料转换为电能存储到电池内,再由电池将电能转化为势能驱动车辆。氢能源车最大的优势是能够实现与燃油车的使用体验实现“无感切换”,丰田Mirai可以做到加氢三分钟续航500公里,和加油没有任何体验上的区别。

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  发展氢能源车就要先建加氢站。加氢站的建设成本和运营成本远高于充电桩和加油站,单个加氢站的建设成本需要过千万。国鸿加氢站目前还只是提供给商用车使用,所以直接建在公交车场旁边就行。

  但要全面普及到私家车市场,加油站内嵌套加氢站是最佳的方式。目前日本和美国加州都是采取加油站和加氢站一体化建设运营的方案。国内中石化和中石油也已经开始布局规划一体化油气站。

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  从外观来看,这个加氢站与普通加油站并无太大区别,只是附近多了储氢罐和压缩机等大型设备,加氢的管道相比加油的要细,步骤也比加油复杂多。

  加氢站的工作人员透露,加氢的工作居然要培训两三个月!可想而知这套加氢的流程还并不是跟加油一样简单,而是为了确保安全,有一套复杂得多的流程:取枪、插入车辆受气头、开始加氢......

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  与加油站相比,工作人员必须对车辆进行检查,确保氢燃料电池汽车是否漏气。最后,工作人员还需要对每次加氢时的环境温度、压力、起止时间进行记录。这方面日本也同样谨慎,加氢站员工不说,购买和驾驶氢能车的人都要接受一套加氢的培训课程。

  加氢站在技术指标上和充电桩功率类似,也有不同的标准,目前全球主要的加氢站为35MPa和70MPa两种压力标准,也对应着氢能源车上的储氢罐压强标准,可以简单理解为后者的燃料密度更高,但成本也会成倍上升。

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  目前云浮的制氢厂还没开建,所用的氢燃料是从江门的制氢厂运输过来。目前这边的储氢罐全是35MPa,由于这里的氢能源车都是货车和大巴,商用车空间大,可以安装多个储氢罐,所以35MPa压力标准也够用。这样成本会更低,技术难度也下降不少。

  但如果是轿车想要达到500km以上的续航里程,氢罐受车身空间的限制只能采用70MPa的氢燃料系统。

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  这方面的技术则是日企的强项了。日本拥有高性能碳纤维材料和70MPa压力等级瓶口阀、减压器等关键零部件技术,成为了领先行业的优势。另外,日本车企也拥有液氢蒸发等直接获取70MPa高压标准的方案,在加氢站储氢以及运输上也均有优势。

2块钱坐上百万氢能车是怎样的一种体验?

  我们试乘了在园区飞驰客车公司生产的氢燃料电池公交车。这款车是初期产品,目前主要提供示范试验作用,就连丰田、广汽比亚迪等车企等领导和专家们过来参观时也都乘坐过同款公交车。

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  车身采用全铝结构、轻量化设计,车长11米。光看外形和内饰、空间,其实与普通公交车并无差异,对于一般人来说,识别两者最有效的办法仅是无处不在的“氢能”二字标识。

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  整个过程,氢能源公交车给人的乘坐感受也与普通公交车一样,平稳舒适,座位也较为宽敞。司机表示,氢能源公交车的起步会比燃油公交车更为平稳,而且采用自动挡,操作较为简单。

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不对……放错图了,这是我的自嗨照骗……下面这位才是司机大哥↓↓

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  至于你们最关心的售价,据了解本次试乘的11米的氢能大巴,由于早期研制造车所用的材料及汽车零部件全靠进口产品以及前期研发成本高昂,整车成本据估计为600多万元,已经超过传统燃油车的好几倍。按照当时行业标准,光是一套整套燃料电池电堆及动力系统的价格,就占了整车成本一大部分。

  虽然前期造价成本高,但作为公共交通工具,投入商用化必定是要平民化的定价。目前,得益于国鸿氢能及国内其他燃料电池零配件厂家对相关核心配件的国产化,促使氢能大巴车造价较之前已经实现大幅度降低,价格不断接近电动车的价格。飞驰氢能源公交车已经在云浮、佛山投入运营,每条线路单次乘坐只需2-5元左右,我想这是最轻易坐上百万豪车的方式了。

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  这款公交车原理与一般的氢能源车驱动系统相同,通过质子交换膜将氢气分离成质子和电子,流动电子通过电路,生成驱动电机的能量,而只是担当“配角”的质子则与氧气反应产生水,最终整台氢能源车排放出只有水,而且可以达到饮用水级别

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  此时一同前行的熊老师表示有点渴,想喝上一口。我想渴是真的,想蹭别人几个月前的热点,当一回网红也是真的。正当熊老板准备喝起这些排放出来的水时,工作人员考虑到水可能沾上排放口的灰尘,便向前阻止。好吧,想成为网红的小想法只能就此破灭。

  不过,说回正经的话题,排放物并没有看到杂质,也没有异味,可以称得上真正的零排放。

短期内国内氢燃料电池车还是以商用为主

  尽管氢燃料电池车可以解决纯电动车的“里程焦虑”、“充电焦虑”等难题,并且对环境也更加友好,但车的研发制造成本高和缺乏加氢站都是致命的问题。

  这两个问题可以在商用车方面得到解决。公交车和货车足够大,可以多堆几个35MPa的氢罐,而不用考虑技术难度高价格昂贵的70MPa氢燃料系统。而对于加氢站的建设问题,目前佛山公交车集团的做法就是直接在公交车场建起了加氢站。

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  早在2016年,全国首条氢能源城市公交车示范线路在佛山市三水区正式开通,其提供方正是国鸿氢能、佛山飞驰联合打造的“飞驰客车”。去年年底,70辆飞驰牌的氢燃料电池公交车在佛山禅城和桂城正式投入运营。

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  飞驰氢能源公交车带有明显的标识,而市民对其接受程度都比较高,与普通燃油车并没有区别对待。

  从作为电动车补充的角度来看,氢燃料电池汽车在未来很长一段时间仍将以商用车为主,待到基础设施进一步完善、技术大幅提升、安全标准落定后,再逐渐向乘用车领域延伸。

氢燃料电池车发展前期还需靠政策主导推进

  2019年《政府工作报告》中首次写入氢能源是一个积极的信号,说明国家有计划推动加氢站等基础设施建设,鼓励氢燃料电池汽车的发展。在国家氢能标委会发布的《中国氢能产业基础设施蓝皮书》中明确到,2030年国内将建成加氢站1000座,氢燃料电池车达到100万辆。

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  而在近期中国氢能联盟发布《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》预测,2020年至2025年间,我国氢能产业产值将达到1万亿元,氢能源车数量达到5万辆,加氢站数量200座;2026至2035年产值达到5万亿元,加氢站数量1500座,实现燃料电池车1500万辆。

  我国部分省市氢燃料电池车已经步入快车道。截至目前,国内部分省市如上海、广东省、京津冀在氢能和氢燃料电池产业发展中较为积极。

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  其中,上海2019年将加快加氢站布局,截至今年上半年,上海仅有四座加氢站在运营:驿蓝加氢站、江桥加氢站、安亭加氢站和浦江特气加氢站。但在2019年,上海将建设14座加氢站,单嘉定区一地年内就将投建6座。

  在国鸿氢能和飞驰客车的大本营广东佛山市,南海区对于加氢站的建站补贴最高可达800万元。另外值得一提的是,2022年冬奥会的契机,中石化将为北京和张家口冬奥会氢燃料电池车的运营提供保障,加氢站的建设也必不可少。据悉,到2020年,中国加氢站数量有望突破100座。

氢能源路往哪儿走?

  氢能源汽车不仅仅是一门生意,因氢能源突出的性能优点,使其在美/日已经上升到国家能源战略高度。国内已经涌现出像飞驰新能源客车和国鸿氢能等一批氢能源汽车相关企业,中国也将在氢能源领域加大推广和普及力度,将其作为与动力电池的有效补充。

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  但由于氢能源汽车当前占据的基数太小,整个产业链还处于孵化阶段,未来是否会成为终极能源形式真不好说。未来可能会多种能源形式共存也是很有可能的。(文:极速快三 曾惠君 谢鹏 / 摄:熊睿锋)

 

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