車用能源的終極：氫能車落地普及還要多久？

如今，碳達(dá)峰、碳中和“雙碳”目標(biāo)已經(jīng)成為全球共識，成為很多國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的戰(zhàn)略。在這個大背景下，占據(jù)人類活動中碳排較大的交通運(yùn)輸領(lǐng)域，是被重點(diǎn)關(guān)注和改造的關(guān)鍵領(lǐng)域。新能源汽車的發(fā)展成了熱門的產(chǎn)業(yè)詞匯，也是能源變革中重要的組成部分。

近幾年，電動汽車的普及，燃料電池的飛速發(fā)展，都在攪動這場聲勢浩大的能源改造深池。頭頂“零排放”的氫能車也開始進(jìn)入公眾視野。

發(fā)展氫能的熱潮起于歐美日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，歐盟、美國、日本已將氫能納入國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，并出臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和支持政策。國內(nèi)將氫能定位戰(zhàn)略能源技術(shù)，政策利好逐步釋放。2019年氫能首次被寫入政府工作報告，2020年《中華人民共和國能源法（征求意見稿）》第一次將氫能列為能源范疇，同年氫能納入年度國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計(jì)劃，并啟動燃料電池汽車示范推廣及國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃編制。

在持續(xù)穩(wěn)定的政策環(huán)境下，無論是從立法、頂層設(shè)計(jì)，還是具體落地的示范應(yīng)用等，市場和產(chǎn)業(yè)都給予氫能持續(xù)發(fā)展的肥沃土壤，統(tǒng)籌、規(guī)范、支持氫能產(chǎn)業(yè)向健康的方向持續(xù)發(fā)展。

被譽(yù)為車用能源的“終極形式”，氫能車在這波熱潮的推動中，成長的情況如何？未來會發(fā)展出什么樣式？氫能車在規(guī)模化的落地中會面臨哪些難解題？氫能車會取代電動汽車嗎？如果你有這些困惑與問題，就跟隨腦極體一起看看并探討下這場氫能車的成長之路。

價值豐滿但落地龜速爬行

氫能源汽車的工作原理并不是咱們望文生義通過氫氣燃燒轉(zhuǎn)換能量，氫能源汽車的動力來源主要是通過氫燃料電池在電池堆的化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。我們望文生義的能量轉(zhuǎn)換方式此前也是氫能源汽車動力技術(shù)路線的一種，即氫內(nèi)燃機(jī)。

氫能內(nèi)燃機(jī)與傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機(jī)類似，只不過驅(qū)動的燃料是高壓縮的氫氣。原理是通過燃燒氫氣，燃燒能轉(zhuǎn)換為動能來提供動力。這種路線因?yàn)榘踩院湍芰康霓D(zhuǎn)換效率等原因，落地的阻礙太大，市場更多的是選擇氫燃料電池的路線。

氫燃料電池動力系統(tǒng)看似比氫內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，但能量轉(zhuǎn)化率和安全性及環(huán)保性都有較高的優(yōu)勢。而與電動車相比，氫能源電池也具備替代部分電動車的潛力。與電動車相比，氫能源車突出的優(yōu)勢是能量密度高、氫氣加注時間短、續(xù)航里程長、綠色環(huán)保。

拿補(bǔ)能的時間來說，我們知道純電動車慢充的話至少也需要5個小時及以上的充電時長，快充的話也需要一個小時左右的時間，而氫能源車加氫時長與傳統(tǒng)燃油車幾乎沒有區(qū)別，平均一次加氫時長基本上在6分鐘左右。與純電動車相比，氫能源車補(bǔ)能效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于電動車。

而續(xù)航里程方面，因?yàn)槟茉疵芏葰淠苘囈哺m合長途運(yùn)輸卡車、大巴、物流車等中遠(yuǎn)途、中重型車輛。而這也是目前氫能車主要的落地領(lǐng)域，在需要大馬力、中遠(yuǎn)途、中重型的商用車環(huán)境中，有了氫能重卡的身影。

一些氫能重卡在城市中開始在大城市中投入使用。在今年8月，天津市首個氫能運(yùn)輸示范應(yīng)用場景——榮程眾和自用氫能源項(xiàng)目的第一批氫能重卡（5輛）正式投入運(yùn)營。到了十月，第二批10輛氫能重卡也展開投入了運(yùn)營。除了重卡外，一些城市也將其他類型的氫能車作為示范投入了運(yùn)營。在內(nèi)蒙古伊金霍洛旗，2輛氫能公交車、7輛氫能商用車、10輛城市園林環(huán)衛(wèi)氫能垃圾清運(yùn)車投入運(yùn)行。并且伊金霍洛旗還將至少20輛氫能短倒運(yùn)輸重卡投入運(yùn)行。為保障氫燃料供應(yīng)，伊金霍洛旗也規(guī)劃了28處加氫站，目前已完成選址工作。

11月12日，在北京2022年冬奧會和冬殘奧會賽事服務(wù)車輛交付儀式上，豐田向北京奧組委正式交付2200輛新能源汽車，這其中包含兩款氫能源車。此外，北汽福田氫燃料電池車也加入到冬奧會官方服務(wù)的保障之列。

根據(jù)中國汽車工程學(xué)會的預(yù)計(jì)，到2025年，全國氫能汽車保有量將達(dá)到10萬輛；2035年，100萬輛。這意味著未來三四年氫能汽車市場規(guī)模有超10倍的增長。但從整個氫能車市場投入的情況來看，氫能車處于初步的發(fā)展階段，發(fā)展緩慢。

有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，2020年全球共售出氫能源汽車9006臺，其中美國937臺、中國1177臺、韓國5823臺。中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年至2020年，國內(nèi)五年累計(jì)銷量僅為7100輛。這與中國汽車工程學(xué)會預(yù)計(jì)的2025年10萬輛的結(jié)論達(dá)成差距較遠(yuǎn)。雖然政策從2015年就開始積極響應(yīng)，6年過去了，目力所及氫能車的發(fā)展猶如龜速般緩慢。

規(guī)模成長的難解題

處于初期階段發(fā)展的新事物需要時間來成長無可厚非，但氫能車的處境似乎更加艱難，也被成本、技術(shù)、補(bǔ)能限制三重大山壓著，走上了電動車發(fā)展初期的路子，高度依賴補(bǔ)貼。

1.成本過高，市場化緩慢。氫能車的成本不僅包含整車的成本，更為重要的是能源補(bǔ)充的成本。無論是制氫成本、還是加氫站等補(bǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈，都在發(fā)展的初期緩慢爬坡。比如加氫站，建設(shè)的成本在上千萬，并且不能與傳統(tǒng)的加油站共享設(shè)施，需要重新選址重建，建設(shè)的成本較加油站是其三倍。而制氫方面，目前主要的來源也是并不綠色的化石燃料獲取。據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，氫氣的制備來源煤炭占據(jù)64%，工業(yè)副產(chǎn)的來源為21%，最綠色的電解方式僅占1%。

2.產(chǎn)業(yè)鏈冗長復(fù)雜，技術(shù)需要升級的空間較大。無論是氫能車燃料電池技術(shù)，還是補(bǔ)能端的氫氣制備技術(shù)都需要提升。氫能車的燃料電池系統(tǒng)相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油車?yán)锏陌l(fā)動機(jī)，是整車最核心的部件，其中電池燃料堆的技術(shù)膜電極、制作的工藝過程等存在難點(diǎn)與瓶頸，不僅限制燃料的轉(zhuǎn)化率并且也是電池成本高的主要因素之一。作為電池燃料重要的能源補(bǔ)充，綠氫的大規(guī)模獲取技術(shù)目前也并不成熟，全球的電解制氫都處于初始階段，還不能規(guī)?；?。

3.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，補(bǔ)能的加氫站數(shù)量少。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，國內(nèi)累計(jì)建成加氫站剛超過110座，對于依賴氫能補(bǔ)充的車輛來說，補(bǔ)能端的規(guī)模化發(fā)展是氫能車快速發(fā)展的前提之一，相較于遍布國內(nèi)各地的加油站和充電樁，加氫站的數(shù)量幾乎可以忽略不計(jì)。

這三重大山的壓制，使得氫能源車市場銷量長期維持在低位徘徊，市場化的步伐發(fā)展較為緩慢。借鑒電動車發(fā)展的路線來看，氫能車的發(fā)展初期需要在補(bǔ)能端和氫燃料電池端持續(xù)投入發(fā)力。基礎(chǔ)設(shè)施的地基打好了，房子才能一層一層蓋起來。

目前氫能車的發(fā)展還是以政策補(bǔ)貼為主，重卡長途運(yùn)輸場景也開始運(yùn)營落地。乘用車的發(fā)展還需要時間與市場的鋪墊。相對來說，固定的長途路線相對于氫氣站的建設(shè)成本來說會友好很多，在這些固定線路上沿線建設(shè)，氫能重卡可以作為補(bǔ)充長途運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)力參與。

當(dāng)然，要想實(shí)現(xiàn)氫能車的大規(guī)模運(yùn)用，成本、技術(shù)以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都需要同步推進(jìn)，各個產(chǎn)業(yè)鏈的打通還需要時間來突破。

氫能車會取代電動汽車嗎？

拉長時間的尺度，我們知道，在政策戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)的不斷深耕中，氫能車終會發(fā)展起來，那么氫能車未來的發(fā)展會取代電動車嗎？對于這個問題，雖然從能耗的終極發(fā)展角度來說，零排放是終極目標(biāo)。氫能車的戰(zhàn)略位置是很高，但是短期內(nèi)，電動車的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)把氫能車甩到了身后，替代電動車的目標(biāo)看起來比較遙遠(yuǎn)。電動汽車很好的替代了傳統(tǒng)燃油車在城市中的應(yīng)用場景，無論是乘用車還是公共交通、專屬車類等，電動車的身影都融入到了整個城市交通運(yùn)輸?shù)姆椒矫婷妗?/p>

但在長途運(yùn)輸場景中，純電動汽車的續(xù)航里程有限，需要多次補(bǔ)能，運(yùn)營的難度被放大。這個領(lǐng)域?qū)τ陔妱榆噥碚f，無論未來技術(shù)怎樣發(fā)展，限于鋰電池材料的性能的天花板，續(xù)航里程有限，這也成為氫能車切入發(fā)展的開口，作為長途運(yùn)輸場景中新能源車輛補(bǔ)充。氫能車與電動車的發(fā)展不是誰取代誰的關(guān)系，而是成為不同應(yīng)用場景的互補(bǔ)關(guān)系。

我們知道在新能源汽車的發(fā)展中，政策一直都是先行，無論是作為指導(dǎo)和戰(zhàn)略的規(guī)劃，還是真金白銀的撒錢作為后盾支持行業(yè)的發(fā)展。對于氫能車來說，新的政策也在補(bǔ)貼方面作出了有別于電動車的改變。比如以結(jié)果為導(dǎo)向，項(xiàng)目評估驗(yàn)收后，才能獲得獎金；明確獎金不能用于整車項(xiàng)目投資和加氫站建設(shè)，只能用于核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、人才引進(jìn)、新車型新技術(shù)示范應(yīng)用推廣等，這些新的措施都變得更加嚴(yán)格、細(xì)化，避免以往在電動汽車中的騙補(bǔ)現(xiàn)象。

政策與戰(zhàn)略層面的疏導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的深耕，氫能車暫時的發(fā)展雖然緩慢，但不會一直停滯于此。就像電動汽車的發(fā)展一樣，在經(jīng)歷時間與技術(shù)的醞釀后，也會結(jié)出甜美的果實(shí)。尤其氫能車在能效和環(huán)保層面的優(yōu)勢，這些長處在能源發(fā)展與限排等背景下將助力交通運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)深度脫碳，助力“2060 碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

無論是數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)智基礎(chǔ)設(shè)施本身的節(jié)能環(huán)保、低碳減排，還是交通領(lǐng)域能源體系的升級，都是能源變革中極其重要的組成部分。氫能源汽車在這個體系中，未來的發(fā)展與想象空間無限，會長成未來交通主要的發(fā)展方向和應(yīng)用形式。