氫燃料電池汽車:拿什么和鋰電池PK
第十五屆中國藍(lán)皮書論壇上,6月15日下午舉行的碳中和專場有一場關(guān)于“氫燃料電池汽車可行嗎”的尖峰論辯。
上海交通大學(xué)汽車研究院副院長殷承良以一挑六,和六位從事氫燃料電池研究相關(guān)的學(xué)者、企業(yè)高管就議題展開論辯。
(資料圖)
七位業(yè)界精英沒有在細(xì)化的技術(shù)上過多糾結(jié),而是從“碳中和”的要求背景下,從能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、氫燃料電池汽車拿什么和鋰電池電動車相比以及未來市場預(yù)測,根據(jù)各自的經(jīng)驗,做了論辯和闡釋。
最后,七位嘉賓達(dá)成兩個共識:第一,看好燃料電池汽車的未來;第二,相當(dāng)長一段時間內(nèi),燃油車、電動車及燃料電池汽車將共存。
基礎(chǔ)設(shè)施
大力發(fā)展氫能源汽車不僅僅關(guān)系汽車產(chǎn)業(yè),更與國家能源體系建設(shè)有關(guān)。
目前,世界范圍內(nèi),石油、電力、天然氣作為三大主要供能來源,已具備完整的能源供給體系。
作為這場尖峰論辯的主持人+唯一的“反方”辯手,殷承良首先從能源供給體系方面發(fā)問。
全力發(fā)展氫能源汽車并非小范圍示范應(yīng)用,也不僅是建設(shè)多少加氫站那么簡單,除涉及氫能源汽車能源供給,更涉及整個國家能源系統(tǒng)的革命,需要建立除傳統(tǒng)成熟三大能源體系的第四大能源體系。
殷承良認(rèn)為全新能源體系建設(shè)的成本無論對于美國、歐洲或是日本都已經(jīng)到了極限、難以接受,而我國能否負(fù)擔(dān)得起,是巨大的挑戰(zhàn)。
清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室教授、博士生導(dǎo)師帥石金認(rèn)為,氫作為一個能源載體,可以去建氫能源供給體系,但不一定到處都建加氫站。
他認(rèn)為可以利用已有的加油站體系,不一定要每30、40公里建1個,有可能100公里建1個,比如從北京到上海建2-3個加氫站就夠了,根據(jù)不同的應(yīng)用場景建立氫能供給體系。
國家電投集團(tuán)氫能技術(shù)發(fā)展有限公司總經(jīng)理助理、寧波綠動能源科技研究院有限公司董事長陳平認(rèn)為,在“碳中和”大勢下,只能減少化石能源使用,增加風(fēng)、光、氣等可再生能源的使用,但由于這些可再生能源難以儲存,氫作為一個能源載體,可以作為調(diào)節(jié)氣、風(fēng)、光、電的有效手段,所以未來的國家或者全球能源體系,應(yīng)該具備電、氫兩個體系。
陳平認(rèn)為國家管道運輸成本是最低的,投建氫體系是有價值的。未來電的體系存在的同時,還需要有一個氫的體系,這兩個能源體系互相支持,互相配合。
安徽明天氫能科技股份有限公司董事會秘書沈洋則認(rèn)為,從成本上來看是可行的。
沈洋稱,明天氫能在安徽和重慶都建有加氫站。2019年,明天氫能建第一個加氫站,不含土地的設(shè)備成本是1500萬元左右,很貴,但是到今天大概降到了600萬—800萬元,成本上有可行性。
此外,中石化、中石油“兩桶油”在現(xiàn)有的加油站里,建了小型的撬裝加氫站以及移動的小型撬裝站。他認(rèn)為建立第四條能源供給體系有可行路徑。
如果科技電動化研究院院長唐子威認(rèn)為,氫氣可以借助于現(xiàn)有的一些天然氣或者是液體燃料網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運輸。“其實天然氣和氫氣的混運已經(jīng)開始了。如果氫氣的占比不超過10%,那么對整個網(wǎng)絡(luò)不用做大的調(diào)整。而且古老的天然氣都儲存在地下,氫氣除了儲罐以外,也可以進(jìn)行物理的儲存,這是它的一個優(yōu)勢?!?/p>
上海交通大學(xué)致遠(yuǎn)學(xué)院常務(wù)副院長、燃料電池研究所所長章俊良稱:“基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)有一個大的特點,它一旦建起來了,只(需要)維修(維護(hù)),它一直可以應(yīng)用,從這個角度來講,多大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都是可以承受的?!?/p>
章俊良舉例道,2010年BP在墨西哥灣發(fā)生石油泄露事件,光賠償基金就有200億美元。當(dāng)時有機(jī)構(gòu)預(yù)測,如果把這200億美元全部拿來建加氫站,就能覆蓋全美國主要城市。
他認(rèn)為建基礎(chǔ)設(shè)施更多從國家需求、戰(zhàn)略需求的角度,以及有沒有可行性、必要性來考慮。
北京氫璞創(chuàng)能科技有限公司副總經(jīng)理、重大項目負(fù)責(zé)人管曉飛認(rèn)為,燃料電池汽車可行不可行依賴于國家整個基礎(chǔ)設(shè)施。
他說:“中石化就提出來將來要打造成世界第一的氫能公司,這是中石化作為一家傳統(tǒng)的化石能源企業(yè),已經(jīng)宣示了這樣一個決心?!?/p>
PK
關(guān)于氫燃料電池汽車的商業(yè)化規(guī)模落地,殷承良指出,目前主流動力電池續(xù)航突破 400 公里已經(jīng)習(xí)以為常,最新的動力電池,甚至已經(jīng)突破 1000 公里。在補能時間方面,800V 超充可以在 15 分鐘內(nèi)充電續(xù)航 200 公里。
至于在氫燃料電池具備優(yōu)勢的重卡物流運輸方向,純電動重卡也可以完成補位。但歐洲法規(guī)要求,卡車司機(jī)每行駛?4.5 小時后必須停車休息 45 分鐘。在 4.5 小時內(nèi),一輛重型卡車最多可以行駛 400 公里左右。
而國內(nèi)也有類似的規(guī)定:連續(xù)駕駛 4 小時,必須休息 20 分鐘。
因此,如果用于純電動卡車的快充電池以及補能網(wǎng)絡(luò)能夠大規(guī)模鋪開,450 公里的續(xù)航對于純電動重卡來說已經(jīng)足夠了。
簡言之,你能做的我能做,你做不到的我也能做,那氫燃料電池汽車,還有存在的必要?
這是在拿逐漸居市場主流的電動車和氫燃料電池汽車在作對比。
對此,唐子威認(rèn)為,氫燃料電池汽車在長途重載的場景下最有優(yōu)勢、最能打。
他認(rèn)為,氫的加注過程是一個物理過程,物理過程的特點是簡潔、重復(fù)性高,車用用語叫“可靠性和耐久性”。而(電動車)電池的充放電特別是快速充放電對電池壽命特別不友好,所以氫燃料電池汽車在這一塊是有優(yōu)勢的。
氫燃料電池的第二個優(yōu)勢是能量密度,同樣重量的液氫包含的能量是鋰電池的幾十倍到上百倍。
另外,氫燃料電池對環(huán)境季節(jié)的適應(yīng)性特別好。“有了這些因素,它在長途重載場景下會煥發(fā)出優(yōu)勢。”唐子威說。
管曉飛稱,氫燃料汽車除了長途運載具有燃油車和電動車不可比擬的優(yōu)勢之外,以氫璞為例,已經(jīng)運營的有1000輛車,這1000輛已經(jīng)跑了2000萬公里,在鋼廠和礦山的商業(yè)運用當(dāng)中,已經(jīng)打通了成本路徑。
管曉飛舉例道,氫璞目前在河北鋼鐵(集團(tuán))、邯鄲焦化廠運營的氫燃料電池汽車不需要補貼,在兩年之內(nèi)可以將車的成本收回來,這就已經(jīng)證明商業(yè)可行。
陳平對氫燃料電池汽車的信心更大,認(rèn)為氫車具備了所有電動車的特點:“它是電機(jī)驅(qū)動的,實際上(和電車)是一樣的,無非是燃料電池和鋰電池的PK。從宏觀角度無非是性能和成本,性能不說技術(shù)上是可以達(dá)到的,無非就是成本?!?/p>
陳平認(rèn)為未來氫氣達(dá)到20塊錢一公斤就能和電持平?!皻浜碗娮銐蚨嗟臅r候,我認(rèn)為氫有可能比電還要便宜,這是有可能的?!彼J(rèn)為當(dāng)電動體系足夠多的時候,整個電機(jī)驅(qū)動成本應(yīng)該會下降,比燃油還要低。
沈洋引用了寶馬集團(tuán)董事長齊普策在去年10月說過的一段話:“繼電動汽車發(fā)展了大約10年并迅速擴(kuò)大規(guī)模之后,下一個趨勢將是氫燃料電池汽車。當(dāng)加氫站變得更具規(guī)模時,氫燃料電池汽車將是最時髦的駕駛方式?!?/p>
他認(rèn)為氫燃料電池汽車剛剛開始、剛剛起步,正如10年前鋰電池電動車剛起步一樣,因此不好預(yù)測是在明年還是后年能達(dá)到5萬輛10萬輛。“但是我有一個預(yù)判,就是每三年左右或者四年,不會超過四年,這個行業(yè)一定會發(fā)生質(zhì)變,這種質(zhì)變包括技術(shù)上的快速迭代和成本的下降。”
唐子威估算了一下成本,現(xiàn)在綠氫的電解制氫成本是5美元/公斤,這個成本肯定是不能接受的,歐洲一家能源公司計算3到5年內(nèi)該成本可以下降到2—3美元/公斤。
他預(yù)測綠氫的電解制氫成本降至1美元/公斤,后市場整個TCO購置成本加上使用成本能夠和混動燃油車打平的時候,這個時候拐點會到來。
管曉飛則稱,做企業(yè)的千里之行始于足下,致力于做好讓客戶滿意的產(chǎn)品、高性能低成本的產(chǎn)品。氫璞計劃在明年或后年將燃料電池電堆的成本降至每千瓦500元,打算將49噸、350公里續(xù)航的重卡成本從行業(yè)里的120萬元降至80萬元。
前途
殷承良最后向六位嘉賓提問,問及氫燃料電動汽車在他們心中的排序。
帥石金覺得各種技術(shù)路線都有優(yōu)點和缺點,否則早就統(tǒng)一了?!盀槭裁从袪幾h?就是有不同的場景、不同的需求。這就是共識?!彼J(rèn)為,乘用車市場現(xiàn)在基本上格局明晰,就是純電+插電,氫燃料電池汽車在商用車上有空間,長途場景則沒有定論。
基于前述成本分析,陳平對氫燃料電池汽車的前景最為樂觀,從長遠(yuǎn)來看他認(rèn)為燃料電池排在第一位,更適合車用,不管商用車還是乘用車,第二位是純電動車。
他認(rèn)為燃油車會逐步減少,在特殊的場景比如大型機(jī)械等應(yīng)用場景中依然會長期存在,但將逐步退出主流市場。
沈洋對于三種技術(shù)路線的排序,主要基于發(fā)展曲線。
他認(rèn)為包括混動在內(nèi)的燃油車,市場份額可能還會有一點上升空間,一定階段之后到頂往下走;電動車現(xiàn)在是中流砥柱,上升比較快,但它到達(dá)一定階段后,處在頂峰時也不是想象中那樣鋰電出來橫掃千軍把其他的技術(shù)鏈全滅掉了、最后它一家獨霸天下,而是在短距離的城內(nèi)和城際之間有比較大的優(yōu)勢?!叭剂想姵仄囈欢ㄊ峭献叩?,但是走到什么時候封頂,我現(xiàn)在看不到?!?/p>
唐子威認(rèn)為,氫能最后挑戰(zhàn)的是混動。
章俊良預(yù)判,最終氫燃料電池汽車會勝出,用多長時間則取決于它的成本以及什么時候達(dá)到拐點。
章俊良還補充了兩點,其一,氫作為儲能介質(zhì)去使用的時候,燃料電池才是最好的。其二,家庭用電、制熱、制冷跟氫燃料電池汽車聯(lián)合起來使用,也即未來儲能、儲熱、儲冷跟電聯(lián)合使用,可以提高綜合能源效率。
管曉飛用馬斯克來收尾。“從大勢上來看,有一個人叫馬斯克,這個人以前強(qiáng)烈反對燃料電池和燃料電池汽車,現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)向了。這是全世界最聰明的人之一,他轉(zhuǎn)向了,說明風(fēng)口來了?!?/p>
至于說燃料電池和鋰電池哪個勝出,管曉飛說,“一花獨放不是春,萬紫千紅春滿園,將來在我們的‘雙碳’和能源上面,一定有燃料電池的一席之地?!?/p>
本文來源:汽車商業(yè)評論,原文標(biāo)題:《氫燃料電池汽車:拿什么和鋰電池PK》
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