近期,国家发改委、工信部、生态环境部等六个部委联合印发了《氢能产业标准体系建设指南(2023 版)》(以下简称《指南》)。这是我国首个国家层面的氢能全产业链标准体系建设指南。
《指南》的出台,意味着国家层面对发展氢能产业提升到了一个新的认识高度。中国在电动车领域走在全球前列的同时,也有望通过发展氢能,在这个全新的领域实现技术上的大跃进,不仅为自己的节能减排出力,同样也能够在国内培育出一个新的万亿级的产业。
锂电池并不适合所有的使用场景
当下,国内正在大力推动电动车的落地。无论是传统车企,还是新势力,都推出了不少极具竞争力的电动车。但是从实际使用情况来看,电动车的落地还是存在不少限制。
基础原材料受限。作为锂电池最主要的原材料之一,目前国内有70%左右的锂依赖进口。一旦国际上锂矿价格波动,将直接影响国内的电池企业以及整车企业的成本。
毕竟中国锂矿资源并不丰富,据美国地质调查局公布的数据显示,中国锂资源储量占全球的20%。
能量密度不够。撇开中国对海外锂矿依存度较高不谈,单单就是锂电池本身也有不少问题。当下电动车最大的问题在于续航里程不够,同时补能时间较长。如果采用超充这样的技术,不仅整车成本又有所增加,而且对基础设施的挑战不小。
在这种情况下,消费者对于电动车的使用是有一定的顾虑的。尤其是在冬季和跑高速两种工况,电量存在快速下落的情况。
尤其是在商用车这样运营相关的使用场景中,锂电池更是难堪大任。毕竟商用车的盈利情况和驾驶时间以及货物载重息息相关。如果简单粗暴部署电动车,必然会带来各种实际使用过程中的问题。
燃料电池并不是氢能主要发展方向
为了能够替代锂电池,以日系丰田、本田和韩国现代为代表的车企大力发展燃料电池技术。
和锂电池技术相比,燃料电池不仅没有所谓的里程焦虑,而且加氢时间较短,且在冬季冷启动性能较好,是一个比较好的新能源技术路线。
尤其是目前全球范围内大部分电力的获得需要通过燃煤发电产生,因此电动车不仅不是零碳,而且减碳的效果需要打上一个不小的问号。
但是国内大力推动的氢能并不仅仅是燃料电池。即使这几年日本、韩国大力发展氢能,但是燃料电池商业化落地依然存在不少问题。
一方面,燃料电池相关系统成本比较高,当前离开补贴几乎没有办法生存。未来想要大规模商业化量产,必然不能都依靠政府补贴。
尤其是在国内商用车市场,由于其体量庞大,因此燃料电池更多只能作为示范运营。否则全面推广燃料电池,要么给财政带来沉重的负担,要么就是直接推升物流运输成本。
另外一方面,无论是加氢站,还是氢能的运输成本也非常高。前者动辄数以千万人民币计,成本远高于充电站的建设。
至于电能运输,更是可以依赖现有的电网,后期成本完全可以在电费中被摊薄。但是氢气的运输,受限于密度低且易泄露的特点,难度就高了不少。而更高的难度意味着更高的成本。
所以目前,无论是在国内还是在全球市场,虽然不少车企都已经突破了燃料电池技术,但是都还未能找到真正可以实现燃料电池落地的钥匙。
甲醇成为新亮点
之前大力推动电动车的部署,除了从减少碳排放的角度来着力之外,更多还是从降低对外石油依赖程度以及在汽车领域实现对外资车企的弯道超车的想法出发。
对于中国来说,在智能电动车领域,凭借着先发优势,已经成功实现了弯道超车。除了特斯拉之外,包括大众、丰田的电动车和国内车企相比,都存在产品力上明显的差距。因此大众才会入股小鹏,并寻求小鹏和智己的技术输出;而丰田更早一些就采购了比亚迪的三电系统,用来打造bZ3。
下一步,我们必须把目光投向商用车领域的节能减排。有数据显示,国内约占汽车总量12%的商用车消耗了国内超过一半的汽柴油。而在碳排放方面,商用车同样是二氧化碳的大户。
考虑到商用车的使用特点,在商用车领域部署无论是纯电动技术还是燃料电池技术,都受到不小的制约,因此甲醇燃料就脱颖而出,成为我国发展氢能的一个重要载体。
和传统制备甲醇不同,未来发展低碳和绿色甲醇,能够在甲醇的生产过程中实现负碳排放。所谓绿色甲醇,就是将车辆排放的二氧化碳捕捉下来,与电解水制氢技术相耦合,通过二氧化碳加氢来制备甲醇。在这种模式下,甲醇就成为氢气的载体,可以成为新能源汽车的终极技术路线。
中国是全球最大的甲醇生产国家,其甲醇资源储备丰富,且制造工艺成熟,成本较低,是非常适合中国的新能源汽车技术路线。
有数据显示,未来如果国内的甲醇燃料应用规模达到3.5亿吨以上,其自身的原油对外依存度将降低到30%。
当前,国内已经完全掌握了甲醇在内燃机中直接燃烧的技术,不仅可以用来直接驱动发动机,同时也能用来发电。
此外,甲醇也能够通过分解成为氢气和二氧化碳,前者可用来直接驱动燃料电池发动机,而二氧化碳也能够被捕捉下来进行存储,降低碳排放。
通过这种方式,就可以将原本运输成本较高的氢气,转变为运输成本较低的甲醇。因此将甲醇用于燃料电池,也是一种相对而言更加可行的燃料电池技术路线。
目前,国内不少整车和发动机技术企业都已经实现了对甲醇技术的突破。其中,吉利更是甲醇应用领域的旗手,旗下多款乘用车和商用车都有甲醇版本。
根据吉利方面公布的数据,吉利甲醇乘用车的运营规模已经超过2.7万辆,总运行里程超过80亿公里,最高单车运行里程已突破120万公里;甲醇商用车运行超100辆,市场运行总里程227.24万公里。在技术可靠性上,吉利的甲醇汽车已经非常成熟。
在碳排放以及成本上,甲醇技术同样展现出了非常明显的成本优势。以吉利的甲醇重卡为例,其全生命周期的碳排放相比于柴油重卡可以降低53%,相比于LNG天然气重卡下降37%。在成本上,甲醇燃料重卡相比于柴油重卡降低18%-32%,每公里可以多节省一元的成本,降本效果非常明显。
随着《指南》的出台,国内发展氢能的前进方向已经明确了。未来,甲醇燃料在中国新能源汽车市场上也将占据一席之地。人们不仅希望看到国内甲醇汽车快速发展,同样也希望吉利能够利用自己的影响力,将甲醇汽车推向全球市场。
毕竟,欧盟在全面禁止内燃机的同时,给了可再生燃料开了一扇后门。那国内更加成熟的甲醇技术,同样有望在欧洲市场上去占据一席之地。