2019年3月15日,《政府工作報告》在持續(xù)釋放內(nèi)需潛力方面,提出了“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”等內(nèi)容。氫能源及燃料電池作為面向未來的動力類型,成為新的關(guān)注點。預(yù)計到2050年,氫能在中國能源體系中的占比約為10%,氫氣需求量接近6000萬噸,年經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值超過10萬億元。同任何新事物在發(fā)展的道路上都會遇到各種阻礙與質(zhì)疑一樣,盡管當(dāng)下氫能源研究正大勢當(dāng)?shù)?,將帶動著新的能源革命席卷全球,但仍不乏來自各方的質(zhì)疑,甚至一度被認(rèn)定為偽命題。
氫能源(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
“偽”:作為動力能源,氫的來源就是問題,生產(chǎn)氫的成本會極其高昂,大規(guī)模量產(chǎn)根本不現(xiàn)實。
“真”:目前,氫的制取產(chǎn)業(yè)有較為成熟的渠道和技術(shù)路線:一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫;二是以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制氫,三是電解水制氫,年制取氫氣規(guī)模占比約3%。作為二次能源,氫來源廣泛。
氫能源轉(zhuǎn)化示意圖(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
“偽”:氫是二次能源,通常需要一種一次能源分解含氫原料,產(chǎn)生游離態(tài)的氫。目前,無論是分解化石能源還是電解水,都可能帶來污染物或消耗大量的電能,這個過程本身的“清潔性”和“可持續(xù)性”就值得商榷。
“真”:氫從化石能源中獲取,有助于煤炭等一次能源清潔高效利用,提升供給側(cè)質(zhì)量;通過電解水制取,增加電力系統(tǒng)靈活性,有助于實現(xiàn)多異質(zhì)能源跨地域和跨季節(jié)的優(yōu)化配置,形成可持續(xù)高彈性的創(chuàng)新型多能互補系統(tǒng)。
燃料電池的工作原理(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
“偽”:當(dāng)前絕大多數(shù)的氫能源都來源于化石能源,也就是通過分解天然氣得來的,然而市場上可見的LNG、CNG燃料汽車正是各類天然氣汽車,中國天然氣汽車早已經(jīng)非常普遍,如此一來,為何還要多此一舉將天然氣加工成氫能源呢?
“真”:除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,為142,351kJ/kg,是汽油發(fā)熱值的3倍,利用氫能源可以取消內(nèi)燃機(jī)噪聲源和能源污染隱患,利用率高。
氫能源汽車加氫示意圖(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
“偽”:加氫站的建設(shè)要考慮距離、成本、需求度等多重因素。中國國土廣袤無垠,地形多種多樣,動輒幾千公里的距離,實現(xiàn)加氫站的高覆蓋率不現(xiàn)實。
“真”:預(yù)計2020年、2030年中國加氫站數(shù)量將分別達(dá)到100座和1500座,2050年達(dá)到10000座以上,整體規(guī)模將位居全球前列。
典型儲氫技術(shù)(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
“偽”:已經(jīng)面世的氣態(tài)儲氫裝置為鋼制氫瓶或碳纖維纏繞高壓氫瓶等,而制造一個鋼瓶或碳纖維就會產(chǎn)生類似二惡英等有害氣體和物質(zhì)。且不說生產(chǎn)氫是否環(huán)保,單就儲氫裝置的生產(chǎn)過程而言就不環(huán)保。
“真”:當(dāng)下,氫的儲存主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫三種方式,其中高壓氣態(tài)儲氫已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,儲氫裝置也在不斷研制升級,輕質(zhì)儲氫材質(zhì)作為固態(tài)運氫裝置不僅可以實現(xiàn)氫的快速充裝及其高密度高安全輸運,還可以提高單車運氫量和運氫安全性。
氫能源利用系統(tǒng)概念圖(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
“偽”:氫氣燃點低,爆炸區(qū)間范圍寬、擴(kuò)散系數(shù)大,在濃度4%~74%的條件下均可能爆炸。一旦儲氫罐發(fā)生碰撞破損,將會造成如同重磅炸彈爆炸的后果。
“真”:氫氣雖然燃點低,爆炸區(qū)間范圍寬同時擴(kuò)散系數(shù)大,但卻是已知密度最小的氣體,比重遠(yuǎn)低于空氣,擴(kuò)散系數(shù)是汽油的12倍,發(fā)生泄漏后極易消散,不容易形成可爆炸氣霧,爆炸下限濃度遠(yuǎn)高于汽油和天然氣。因此,在開放空間情況下安全可控?,F(xiàn)階段氫氣儲運方式以長管拖車為主,從充裝到運輸,都配有完善的安全裝置和詳細(xì)的操作規(guī)范。
攻破“偽命題”的道路是艱難的,但總會有人引領(lǐng)前行,濰柴在這條路上舉足輕重。具有前瞻目光的濰柴早已意識到從傳統(tǒng)能源向新能源轉(zhuǎn)型升級是時代趨勢,為此濰柴積極推動國家氫能產(chǎn)業(yè)落地與發(fā)展。如今,濰柴動力在山東省乃至全國的氫能源及燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中都扮演了領(lǐng)軍者的角色。
首部中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書在濰柴發(fā)布
別2018年初,結(jié)合山東半島氫能資源和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,濰柴在山東率先建立全產(chǎn)業(yè)鏈燃料電池產(chǎn)業(yè)化示范工程。目前,濰柴氫燃料電池產(chǎn)業(yè)園、加氫站等正在緊張建設(shè);依托集團(tuán)在全球研發(fā)設(shè)計資源和完備的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢打造的首款氫燃料電池客車已陸續(xù)在濰坊、聊城投入使用,累計運營里程達(dá)33萬公里;與國能集團(tuán)合作開展的200噸級氫能礦卡項目正有序推進(jìn);其首款氫燃料電池發(fā)動機(jī)樣品也已于年會上亮相。
濰柴其旗下亞星客車展出的首臺8米氫燃料電池客車(圖片來自網(wǎng)絡(luò))
別和眾多試圖布局氫燃料行業(yè)的上市公司一樣,濰柴動力遇到的最大困難就是缺乏燃料電池前沿核心技術(shù)。為此,濰柴更是花費大力氣補短板、調(diào)結(jié)構(gòu)、取經(jīng)驗,先后與弗爾賽、德國博世、英國錫里斯動力以及加拿大巴拉德簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議,意在集成國內(nèi)外先進(jìn)資源優(yōu)勢打破氫能源技術(shù)藩籬。如今,濰柴已牢牢掌握固態(tài)氧化物燃料電池、氫燃料電池、HPDI天然氣發(fā)動機(jī)等未來新能源商用車的三大核心技術(shù),為打造千億級新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群奠定了堅實的基礎(chǔ),將有力推動國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)向高端升級。
濰柴與國能集團(tuán)合作開展的200噸級氫能礦卡項目簽約儀式
別濰柴對新能源業(yè)務(wù)的高瞻遠(yuǎn)矚、高起點布局受到了國家的認(rèn)可,先后承擔(dān)國家科技部《燃料電池發(fā)動機(jī)及商用車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與應(yīng)用》和《面向重型載貨車用燃料電池發(fā)動機(jī)集成與控制》兩大重點研發(fā)項目,聯(lián)合清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、中科院、宇通客車、中通客車、陜重汽等高校院所和企業(yè)開展技術(shù)攻關(guān),在燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)、工藝制造等方面取得了重大突破。
山東重工集團(tuán)黨委書記、董事長,濰柴動力董事長譚旭光
別在依托國家重點研發(fā)項目開展自主創(chuàng)新的同時,濰柴堅持自主創(chuàng)新和開放創(chuàng)新相結(jié)合,在美國、日本、德國等地建立科技創(chuàng)新中心,重點開展燃料電池關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。2018年11月,濰柴動力與全球氫燃料電池領(lǐng)軍企業(yè)巴拉德動力簽署全面戰(zhàn)略合作協(xié)議,投資1.63億美元成為后者第一大股東,雙方將共同研發(fā)制造氫燃料電池動力系列產(chǎn)品。此外,濰柴協(xié)同山東重工集團(tuán)旗下的整車企業(yè)資源,打造更加開放高效的協(xié)同創(chuàng)新體系,推動全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)突破?;谡囆枨箝_發(fā)系列化燃料電池發(fā)動機(jī),濰柴已建立起“單電池-電堆-系統(tǒng)-整車”的完整產(chǎn)業(yè)鏈,全力打造囊括測評、生產(chǎn)制造、氫能應(yīng)用、整車示范等環(huán)節(jié)的氫能發(fā)展“山東模式”,有力推動了燃料電池產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。濰柴集團(tuán)董事長譚旭光表示,“濰柴已確立了到2030年新能源業(yè)務(wù)引領(lǐng)全球行業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)?!?/span>
濰柴集團(tuán)
今天,我們不得不承認(rèn)氫能源已經(jīng)打開了新能源大門,成為了全球范圍內(nèi)不容忽視的存在?;蛟S其“主宰”能源動力領(lǐng)域的道路還有很長,但不可否認(rèn)的是正因有了濰柴這樣的引領(lǐng)者,全負(fù)荷的帶領(lǐng)著中國氫能源產(chǎn)業(yè)努力前行,我們才有機(jī)會看到原來“無限的可能”其實也有到來的那天。
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