2024年，氫燃料重卡真的要站上風口了嗎？

2023年，我國燃料電池汽車終端市場銷量7653輛，同比增長54.9%。其中商用車7177輛，占比93.8%。行業(yè)預計2024年，在政策支持、企業(yè)產品發(fā)力和氫能產業(yè)鏈協(xié)同助推下，氫燃料電池汽車產業(yè)化規(guī)模或將大幅增長。

在3月27日湖北十堰召開的2024中國商用車論壇上，中國工程院院士、中國礦業(yè)大學教授彭蘇萍作了《中國氫能源與燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略研究》報告。

為什么要大力發(fā)展氫能？商用車如何率先受益？

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世界最大制氫國

看好氫能未來前景

“氫具有三大特征。氫不僅是能源，是化工原料；也是儲能的材料；更是一種轉化方式，具有技術性特征。”在主論壇上，彭蘇萍院士如此強調。

作為二十一世紀極具發(fā)展前景的二次能源，氫能具有天然可再生、零碳排等特點。目前，我國已經是世界上最大的制氫國——2022年年產氫約3353萬噸。其中，煤制氫1985萬噸，占比56.2%；電解水制氫和甲醇制氫占比分別為1.2%。

彭蘇萍表示，我國豐富的煤炭資源屬性以及以煤電為主的發(fā)電方式，決定了當前我國仍以化石能源制氫為主。但可再生能源制氫是未來發(fā)展的主要方向。因此低碳化發(fā)展，必須實現(xiàn)化石能源向低碳能源的轉變。

換句話說，低碳化的過程，就是加氫減碳的過程。

彭蘇萍強調，“發(fā)展氫能一定要結合供需實際，發(fā)展目標一定是穩(wěn)定、可靠、低成本的氫。從這一角度而言，氫能產業(yè)向綠氨（綠氫+氨氣）、綠色甲醇（綠氫+二氧化碳）等泛氫能源發(fā)展，有效解決了儲存和運輸?shù)陌踩院统杀締栴}。”    

彭蘇萍指出，在雙碳目標與能源清潔化轉型背景下，建立多元化的清潔能源供應體系是未來發(fā)展趨勢。而氫（泛氫）能源作為各能源之間的橋梁，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)能源與新能源的聯(lián)動發(fā)展。

比如通過煤摻氨發(fā)電，減少煤炭消耗；通過燃料電池和內燃機技術，減少油氣在交通領域消耗，降低石油進口；通過氫能與電能的耦合，為電力系統(tǒng)提供更多的靈活性調節(jié)資源，提升新能源對能源系統(tǒng)的保障能力等。

“以氫能部分替代、壓縮化石能源消耗量，從而提升清潔能源在能源結構中的占比。這不僅會進一步豐富我國的能源多元化供應體系，同時為能源安全保障機制的優(yōu)化帶來新契機。”彭蘇萍如此直言。

推動燃料電池發(fā)展

降低成本是關鍵

我國燃料電池汽車主要為商用車，截止到2023年底，保有量達到18487輛。近年來，氫燃料電池汽車推廣力度持續(xù)提升，重型交通應用加快試點應用。2023年，依托“燃料電池汽車示范城市群”等重大示范項目，實現(xiàn)氫燃料電池汽車保有量新增5805輛，累計18487輛，同比增長約45.8%。

彭蘇萍指出，目前，燃料電池以質子交換膜燃料電池（PEMFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）為主要發(fā)展方向，其中汽車電池和固定式發(fā)電應用是主要場景。

從這一角度來說，推動燃料電池技術的發(fā)展和成熟對于汽車產業(yè)尤其是商用車發(fā)展，意義重大。   

彭蘇萍指出，PEMFC是高純氫燃料，工作溫度低、啟動快，非常適合交通領域，正在向熱電聯(lián)供領域拓展。SOFC泛氫燃料是電解氫的重要發(fā)展方向，能量轉化率高，在大型集中供電、分布式發(fā)電、熱電聯(lián)供乃至交通領域都有廣泛應用。

彭蘇萍進一步指出，當前，我國化石能源制氫工藝和技術已經實現(xiàn)完全自主化，部分技術達到國際先進水平。而電解水制氫裝置在效率、穩(wěn)定性以及制造工藝上與國外仍存在一定差距。

彭蘇萍判斷，從經濟性角度看，2030年以前，我國以煤制氫技術路線為主，成本可實現(xiàn)約13.12-15.3元/kg；2030年以后，以可再生氫為主燃料供應核心，煤制氫成本隨碳價不斷提升。

據(jù)行業(yè)推算，當氫燃料價格低于20元/kg時，在商用車終端市場將具備強大吸引力。2030年我國氫氣年需求量預計達到3715萬噸，在終端能源消費中占比約5%，其中綠氫占比約為15%。

可以想象，隨著氫能產業(yè)發(fā)展和技術進步，氫能在商用車領域有著巨大的發(fā)展前景。

六大應用場景

重卡應用是重點

面向氫能發(fā)展未來，彭蘇萍院士分享了對行業(yè)的一些洞見和思考。

彭蘇萍表示，2023-2025年，通過完善我國可再生能源制氫技術鏈，建立綠色制氫試點示范項目，實現(xiàn)煤制氫成本在10元/kg以下（受煤價影響），電解制氫成本20元/kg以下。2026-2035年，通過建立完善的氫能儲運、供應基礎設施網絡、大規(guī)模氫能儲運技術突破，實現(xiàn)低成本綠氫市場規(guī)模的持續(xù)擴大，電解制氫成本在10元/kg以下。

在燃料電池產業(yè)規(guī)劃上，彭蘇萍進一步指出，短期內（2023-2025年），實現(xiàn)國產大型PEM制氫電解槽，開展重卡等領域的示范應用；長期內（2026-2035年），提高高溫PEMFC電堆性能及穩(wěn)定性。

同時，彭蘇萍院士分享了當前氫能發(fā)展的六大應用場景。   

比如首先通過氫電耦合，消納可再生能源，提高可再生能源占比。

其次，通過整體煤氣化燃料電池發(fā)電（IGFC）可以提高煤氣化發(fā)電效率。由于IGFC技術發(fā)電過程中控制了二氧化碳排放，整個技術效率高、碳及污染物近零排放、成本可控，具有諸多優(yōu)點。

其三，利用氫（泛氫）能源耦合煤化工、石油化工，探索可再生能源制氫尤其SOEC技術在合成氨、甲醇等行業(yè)的示范應用，實現(xiàn)碳中和。

其四，促進氫（泛氫）燃料重卡等領域的應用。

彭蘇萍指出，商用車尤其是重卡，動力需求大、續(xù)航要求高，是氫能最符合的商業(yè)發(fā)展模式。氫燃料重卡加注更快、效率更高，在礦山、煤炭、港口等固定運輸專線有很好應用場景。

此外，氫（泛氫）燃料電池在船舶、冶金等領域也有豐富的應用場景。

氫能似乎預定了2024年的年度熱詞之一。商用車作為氫能率先落地且主要應用場景，2024年無疑會提速發(fā)展，保有量快速上升。“未來，氫走廊、氫通道等示范區(qū)會逐漸推廣，對于氫燃料重卡來說無疑是重大利好。”彭蘇萍如是說。