2023年11月30日网站首页返回旧版

为何突然大家纷纷押宝氢燃料电池公交?

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距离我国首次提出“双碳”目标已过去三年,而随着国内相关政策对于新能源汽车的扶持,越来越多的新能源公交车加入到城市公交体系中,成为人们日常出行的一部分。这其中,不会对环境造成污染的氢燃料电池公交车,逐渐走进人们的视野。

与此同时,客车企业围绕氢燃料电池公交车的动作频频,将相关产品置于不同的展会活动上大力宣传,也加快推进这些产品在各地的投运。客车网获悉,2023年1月,中通客车与济宁市公共交通集团签订批量氢燃料客车采购协议;2023年4月,宇通客车与未势能源共同打造的氢燃料电池公交车交付常熟城乡公交公司;2023年5月,北京大兴国际氢能示范区首条氢能公交线路正式上路,而这些氢燃料公交车则由苏州金龙提供……可以看到,氢燃料公交车正在成为不少客车企业和公交公司推动新能源发展的一个共识,其在国内市场的未来发展前景可期。

01从制氢到储氢,国内各环节均取得重大突破

相比早期制氢采取的灰氢路径、后来制氢所采用的蓝氢路径,目前国内选择了更加低碳环保的绿氢路径。灰氢路径通过化石燃料燃烧产氢,虽拥有制氢成本相对廉价、操作简单、所需设备少、占用空间小等优点,但制氢过程造成了大量碳排放,也消耗了大量不可再生的化石燃料,并不符合当下低碳环保的要求。蓝氢路径则主要通过天然气制氢,电力需求较低,但投入支出和运营成本高昂,需要持续稳定的天然气供应,并不具备普适性。

与灰氢路径、蓝氢路径不同,绿氢路径是利用太阳能、风能等可再生资源通过电解工序制氢,可实现零碳排放。国内之所以选择发展绿氢,除了环保层面的考量外,广阔的地理面积为风力、光伏等方式的发电奠定了发展基础,这些发电方式有效降低了电力的生产成本,为大规模产氢提供了客观条件。

以风力发电为例,根据中商产业研究院的数据,2023年1-6月共29个省、自治区和直辖市参与风力发电,内蒙古、河北、新疆位居前三,2023年1-6月累计产量分别为642.4亿千瓦时、333.3亿千瓦时、295.8亿千瓦时。另外,央视新闻曾有报道,我国在2023年5月中下旬成功实现全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术,在氢能发展上迈出了一大步。

目前储氢主要有气态储氢(将氢气通过化学反应制成氨氢、甲醇氢等)、液化储氢(低温冷却)、固态储氢(金属氢化物、碳氢化物等),而氢能的运输则通过上述方式或者压缩得以完成。前不久,有国内研究团队突破了常温常压下镁合金储氢的技术难点,相比气态储氢和业态储氢,安全性更强、容量更大、密度更高等优势,如果后续前端加氢、后端脱氢的公益和成本得以优化,无疑会为氢燃料电池公交的发展带来重大利好。

02取代传统公交,氢能公交已呈现多个优势

当制氢、储氢、运氢、加氢等环节逐渐在国内打通,氢燃料电池公交的普及也正在变为现实。

目前围绕氢能的发展已经出台了《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》等相关政策,并对氢燃料电池公交给出了相应的扶持。比如上海2023年年年中曾印发的《上海交通领域氢能推广应用方案(2023-2025年)》,就提到要重点发展包括公交在内的多个应用场景,并划定相应示范区提高氢燃料电池公交的占比。

相比传统公交,氢燃料电池公交的一个重要优势便是氢能本身零碳排放量,燃烧后产物只有水,非常契合“双碳”目标的要求。

氢能围绕客车领域的研发已有多年历史,无需担心驾乘的安全性。虽然氢气本身是易燃易爆气体,但其密度不足空气的十分之一,即便发生小型泄露也会迅速上升,很难与空气形成混合性爆炸气体。有研究指出,氢气在空气中的爆炸极限为18.3%-59.0%,远高于汽油蒸汽的1.1%-3.3%、天然气的5.7%-14.0%,危险性相对更低。同时,围绕整车、零部件等层面的基本安全国标早在十多年前便已发布,针对加氢口、氢排放系统、燃料电池等零部件也有明确的产品要求和标准,部分正在运营的氢燃料电池公交还添加了氢浓度实时监测、过压保护等多重保险,从多个维度确保了氢燃料电池公交的运行安全。

另外,氢燃料电池公交相较于传统公交,其乘坐体验也有了明显提升,其背后原因在于氢燃料电池输出电能而非机械能,其运行更加平稳,几乎无任何噪音。

虽然和纯电公交同样是电力驱动,但氢燃料电池公交的充能效率似乎更高。上海临港捷运交通公司机务部经理朱志强就曾对媒体表示,他们临港7路所采用的氢燃料电池公交加一次氢需要18到20分钟,加满氢后可续航约350公里,补能时间相比纯电公交来说缩短很多,运行一个多月下来状态也比较稳定。

可以看出,当下氢燃料电池公交呈现出多个优势,已成为纯电公交之外,公交公司用于公交车辆更新换代的另一个选项。

03全面普及之前,仍有多个空白待补

随着近几年加氢站的数量增长,氢燃料电池公交不仅频频为体育赛事保驾护航,也逐渐融入到日常的公交体系中,成为人们出行通勤的一部分。

在北京冬奥会期间,张家口赛区曾投入655辆氢燃料电池公交,为赛事提供交通及物流保障服务,而张家口早在2018年就开始使用氢燃料电池公交,逐步替代传统公交。张家口市公交总公司副总经理霍俊青曾向媒体表示,冬奥会的氢燃料电池公交使用的是180kW的燃料电池,加一次氢气能跑400公里左右,完全能够满足使用。

氢燃料电池公交在冬奥会的顺利运行,在一定程度上验证了这类公交在全国范围内普及的可能性。2023年,氢燃料电池公交出现在北京的大兴机场、经开区等多个区域,也在重庆、佛山、石家庄、温州等多个城市陆续投运,而这也只是目前公交车行业逐渐步入氢能时代的一个缩影。

发展早期,氢燃料电池的成本居高不下,一台公交200万的售价,氢燃料电池可能就要占据60%,很多零部件和材料还需要进口。不过,随着企业技术的不断创新升级以及相关产业链企业的集聚,氢燃料电池等零部件和催化剂逐渐实现国产,当下氢燃料电池公交的成本已经有了大幅的下降。

尽管如此,除了产品本身的成本外,氢燃料电池公交仍然需要多方面的支持,才能逐渐摆脱“小众”的定位。

目前来看,加氢站的数量仍然极度短缺。央视曾在2023年8月报道称,截至2023年6月底,全国共有加氢站385座,其中在营加氢站有280多座,新增加氢站数量、在营加氢站数量,和加氢站总数这三个指标都位居全球第一。但从氢燃料电池公交在全国范围内大规模普及来看,这样的加氢站覆盖量显然远远不够,建设审批也缺乏统一标准。不过,客车网注意到,2023年8月,已有社会团体发布了首个标准体系,涉及制氢装备、加氢站、制氢系统碳足迹评价等多个方面,未来更多相关标准的发布,也会极大促进氢燃料公交的发展。

另一方面,氢燃料电池公交的普及,也需要客车企业、零部件企业的售后服务支持。考虑到不同气候下,氢燃料电池公交可能会出现的车况问题,公交驾驶员需要对产品进行适应和磨合。霍俊青曾通过媒体呼吁,客车企业和相关零部件企业能够为公交公司提供保姆式的售后服务,做好后市场服务;完善整车控制策略,以期与当地实际路况相匹配。

总结

考虑到燃料电池等零部件成本具备极大压缩空间、加氢站可能存在大量需求,同时从制氢到运氢等环节需要更多突破,氢燃料电池公交的全面普及,仍任重道远。但我们同时也能看到,氢燃料电池公交的未来前景,仍然充满光明。

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编辑:敬之