鉅大LARGE | 點擊量：522次 | 2019年03月21日
燃料電池汽車加氫五問
在2019全國兩會期間，氫能成為一個熱議話題，不少政協委員和人大代表都提出了發展氫能的提案議案，其中圍繞推廣氫燃料電池汽車產業鏈的更是十分集中。事實上，2019年政府工作報告也明確提出，覆蓋完整產業鏈、具備更強技術研發和成本優勢的新能源汽車產業集群構建勢在必行。
不過，在目前階段，氫燃料電池汽車產業還處在初期發展階段，身處其中的企業家們，甚至沒有哪一位能給出詳盡、有說服力的盈利模式，更多的是摸索、摸索、再摸索。
氫燃料電池汽車早已進入工信部《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》，并小范圍示范運營。但行業人士心中仍充滿疑問，氫燃料電池汽車在我國的發展之路究竟該如何走？帶著這個問題，《中國汽車報》記者就此展開一場有關氫燃料電池汽車全產業鏈的調查。
俗話說：“不出正月都是年。”大年正月十四，即2019全國兩會召開的半個多月前，中國北方依舊春寒料峭，《中國汽車報》記者乘坐南下的飛機，在深圳寶安國際機場落地。
深圳是國內最早建設加氫站的城市之一，2011年舉辦大運會期間，氫燃料電池汽車曾進行示范運行。當時，加氫站為氫燃料電池公交車加注35MPa壓力的氫氣，不過該站點現已拆除。今年1月，深圳市相關部門發布的《深圳市2018年新能源汽車推廣應用財政支持政策》中提到，為達到2萬公里運營里程的燃料電池車輛進行補貼，乘用車20萬元/輛，輕型客車、貨車30萬元/輛，大中型客車、中重型貨車50萬元/輛（2018年6月12日至2018年12月31日上牌）。
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《中國汽車報》記者將調查的首站設在深圳，除了采訪當地氫能產業相關供應商外，更多的是希望能尋找到氫燃料電池汽車的痕跡。“那300輛車放著呢，根本沒有運營，沒有加氫站怎么運營？！”去年12月，中通客車兩款燃料電池廂式運輸車（兩款車分別為《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》2018年第9批、第10批推薦車型）共計300輛在深圳上牌。在咨詢這些車輛的運營情況時，一位不愿透露姓名的知情人士給出如是答案。
抵達深圳的次日下午，《中國汽車報》記者乘高鐵抵達佛山市三水南站。這里距離位于丹灶鎮的全國首座正式商業化運營加氫站——南海瑞暉加氫站（南海國家生態工業示范園內）僅12公里。丹灶鎮位于佛山市南海區西部，以中國重要的新能源汽車產業基地和氫能產業“硅谷”為發展目標的“仙湖氫谷”項目就坐落于此。除南海瑞暉加氫站外，還有多家氫燃料電池整車和系統供應商聚集在這里。據悉，佛山市已建成南海瑞暉加氫站、三水撬裝式加氫站、佛羅路加氫站，共有100余輛氫燃料電池客車和物流車在運營。佛山市南海區有關加氫站建設和氫氣價格補貼的政策也于近日出臺。
“每天來加氫的汽車有四五輛吧，多的時候10輛左右，主要是小型物流車。”南海瑞暉加氫站的工作人員向《中國汽車報》記者簡要介紹道。或許因為趕上了正月十五元宵節，整個工業園區比較冷清……
一問
氫燃料電池運營車輛為何寥寥無幾？
經過連續數天的采訪，《中國汽車報》記者一路詢問下來發現，當地普通老百姓對氫燃料電池汽車的關注度不高，這與這個領域“政策熱”、“投資熱”的現象形成鮮明對比。
“這兩年，國家從上至下大力扶植氫能產業發展，少說也有數百億元資金投向氫燃料電池產業，而相關供應商的氫燃料電池系統產能規劃至少已達數十萬套。”深圳市佳華利道新技術開發有限公司董事長凌兆蔚對《中國汽車報》記者說，“但是，為什么至今真正上路的氫燃料電池汽車寥寥無幾？放眼全球，這個數字也沒有超過萬輛。”
凌兆蔚給出了一個估算值，當前國內整車企業公布的氫燃料電池車產量、實際上牌數量和正在運營的數量比例約為5：2：1。“整車企業賣了三五千輛，實際運營的可能不到1000輛。”他表示。
中國汽車工業協會發布《2018年汽車工業經濟運行情況》顯示，2018年我國新能源汽車產銷量分別完成127萬輛和125.6萬輛，比上年同期分別增長59.9％和61.7％。其中，氫燃料電池汽車產銷均完成1527輛，占比微乎其微。
全國汽車標準化技術委員會電動車輛分會秘書長周榮在接受《中國汽車報》記者采訪時表示，5年以內甚至未來5到10年，氫燃料電池汽車的市場競爭力都不會太強，遠遠達不到大范圍商品化的條件。他說：“很多基礎設施短期內無法完善，儲氫、加氫相關安全問題都有待解決。氫轉化為電效率很高，但目前可推廣的制氫手段效率低、能耗高，不利于大范圍推廣。”
從制氫、儲氫、加氫，到氫燃料電池技術集成和應用，每個環節都存在不同程度的安全或技術難題，理論支持、實驗室數據往往是理想的，但要真正實現商業化，路程還很漫長。
二問
“工業氫”能直接變成“燃料氫”嗎？
對中國市場來說，如今的“氫能熱”有跡可循。
未來，我國能源消費結構將發生顯著變化，向清潔低碳能源轉型。國內有關機構預測稱，我國石油消費將在2030年前達到高峰，之后交通領域電能替代將逐漸加速；2030年之后，我國非石化能源消費占比將超過20％。
實現這一轉變的關鍵就是氫能的有效利用。
廣東泰羅斯汽車動力系統有限公司總經理張銳明對《中國汽車報》記者說：“雖然我國是全球第一大產氫國，但如果把氫作為能源使用，現在的產量遠遠不夠。近幾年，我國年產氫約1600萬～1800萬噸，都是工業用氫。”
目前，我國“棄氫”現象嚴重，大量工業副產氫并沒有得到有效利用。另外，我國“棄風”、“棄光”、“棄水”現象嚴重，因此電解水制氫價格高、產量低。加氫站的氫氣來源主要是化石燃料制氫，即熱化學轉化提純制氫技術。
深圳市南科動力科技有限公司首席技術官葉江德在2018年11月舉辦的“中國（深圳）氫能與燃料電池高峰論壇”上介紹稱，2017年我國“棄風”419億千瓦時，“棄光”73億千瓦時，“棄水”515億千瓦時，這些廢棄電力可制取179萬噸氫氣，能滿足75萬輛燃料電池商用車的用氫需求。
張銳明還強調：“‘工業氫’變成‘燃料氫’，不僅僅是純度的問題，還要考慮固態、氣態雜質的影響。”他舉例說，一套設計壽命8000小時的氫燃料電池系統，如果長期使用含有微量硫化物雜質的氫氣，壽命將縮減到3000～4000小時。我國沒有氫燃料電池用氫的專用標準，多為工業用氫標準，主要是對部分雜質種類和含量缺少相關細則，同時也沒有非常完善精確的檢測設備。
據了解，在南海瑞暉加氫站，氫氣執行的標準是GB/T3634.2-2011，純度≥99.999％。
三問
哪種儲氫技術路線更受歡迎？
“氣態儲氫是全球惟一跨過商業化門檻的儲氫方式。”張銳明對《中國汽車報》記者說。他所說的氣態儲氫，即“高壓儲氫”（或“高壓氣態儲氫”）。當前，主流氫燃料電池汽車都配裝有高壓儲氫瓶，使用的都是35MPa壓力的氣態氫，歐、美、日市場則是70MPa。同等體積下，壓力越大儲氫量越高，車輛行駛里程就更遠。氣態儲氫技術已在國內外實現了商業化推廣。
另外，儲氫形式還包括低溫液化儲氫、有機液體儲氫、低壓合金儲氫，到目前為止均未真正實現在汽車領域的商業化應用。
低溫液化儲氫方式可實現氫氣存儲能量密度最大，但需冷卻到極低的溫度（零下253℃）實現液化，且隔熱裝置龐大、成本極高，只運用于特種航天領域。
有機液體儲氫技術，即“氫油”，是中國地質大學（武漢）可持續能源實驗室主任程寒松近年來大力推廣并欲使之產業化的技術。優勢是同等體積下，氫油的儲氫量比氣態儲氫要高，一般加油站稍加改造即可滿足氫油加注需求，一些煉油廠可直接改造為氫油工廠；劣勢是氫油釋放氫氣時需要高溫，一般燃料電池廢熱量無法滿足要求，程寒松提出了解決方案并進行產業化驗證。據悉，由三環集團、武漢氫陽能源、武漢金凰實業聯合研制的常溫、常壓、有機液體儲氫燃料電池物流車——三環“氫卡”已于去年6月問世并進行測試。
低壓合金儲氫技術也被稱作為“固態合金儲氫”，目前適合汽車使用的儲氫合金材料主要是鈦錳系。佳華利道首席科學家黃寶泉是把促成該項技術在汽車領域應用的主要推動者之一。固態合金儲氫的優勢是氫氣運輸管束車（20MPa壓力）即可滿足加氫需求，直接將氫氣加入合金儲氫電池內，無需對氫氣加壓至35MPa或70MPa，大大降低加氫站投資成本和危險系數，車輛也無需安裝高壓氫氣瓶；劣勢是氫燃料電池系統質量大，需額外增加溫控系統用于氫氣吸附和釋放，儲氫系統質量百分比不到2wt％（即100kg的儲氫系統可存儲氫氣2kg）。據凌兆蔚介紹，佳華利道正與兩家整車企業聯合打造合金儲氫燃料電池樣品車并進行驗證，未來合金儲氫系統質量百分比還有相當大的提升空間。
張銳明表示，氫燃料電池產業應該多元化發展，國家也設立了相關重點專項，促進我國氫燃料電池產業的技術進步。他指出，根據美國加州推廣氫燃料電池汽車的經驗，儲氫技術在汽車產業商業化推廣必須滿足三個條件：一是現有基礎設施通過改造或擴建能滿足加氫需求；二是儲氫、加氫系統足夠安全可靠；三是儲氫系統質量百分比應該大于5wt％。
四問
加氫站目前是否實現了營利？
加氫站被視為關系氫燃料電池汽車大范圍推廣的一道檻？其中究竟有何玄機？
為進一步了解加氫站實際運營情況，《中國汽車報》記者二次抵達南海瑞暉加氫站。在記者登記完采訪基本信息后，站點負責人李參成介紹了加氫站的運營情況。
南海瑞暉加氫站2017年9月建成，在經過試運營后于2018年6月正式投入使用，是國內首座完全實現商業化運作的加氫站，占地面積4475.9平方米，儲氫量可達600kg（含固定式管束和移動式管束），日加氫設計能力≥350kg。
經過兩次探訪，《中國汽車報》記者分別遇見了前來加氫的東風燃料電池廂式運輸車（燃料電池系統供應商：愛德曼）和上汽大通燃料電池客車（燃料電池系統供應商：新源動力）。據悉，這類輕型客車或輕型運輸車每次加氫量約為7～8kg，10.5m客車每次加氫量約為20～25kg，行駛里程在300km以上，每輛車進站停留時間半小時左右。具體車型的加注量和行駛里程根據燃料電池系統額定功率的大小和整車質量會有所不同。
李參成說：“自正式運營以來，除節假日外，平均每天加氫100多kg，最多的時候達到300多kg。”站內當前只有一套加氫設備，未來需求量如果增長可以考慮再購置一套，以提高供氫能力。
“賣氫”是加氫站的主要收入，那么每天賣多少才能營利？
對于《中國汽車報》記者的提問，李參成表示，對于南海瑞暉加氫站這種中等規模的加氫站來說，每天需要賣300kg以上才能實現收支平衡，營利需要更多的市場需求。據悉，加氫站的日常支出主要包括氫氣采購成本、運營維護人員的工資、加注設備及增氫氣壓縮設備維護。
在南海瑞暉加氫站接待室的墻上掛著價目表，氫氣的銷售價格為80元/kg。李參成對《中國汽車報》記者說：“80元的價格是針對周邊城市示范運營項目的，比如深圳的車輛，有時會過來加一些，但加注量非常非常少。我們日常的價格其實是60元，其中來加注的企業支付40元，另外20元是政府補貼。”
今年1月，佛山市南海區人民政府印發《佛山市南海區促進加氫站建設運營及氫能源車輛運行扶持辦法》（簡稱《辦法》），替代了2018年4月出臺的暫行辦法。《辦法》提出，2018～2019年每公斤氫氣可補貼20元（銷售價格40元及以下），并梯次遞減，到2022年每公斤氫氣可補貼9元（銷售價格30元及以下）。
五問
建一座加氫站到底成本幾何？
“我們這個站點的投資大概是1000多萬元，不含地皮的價格，主要是氫氣壓縮和加注設備，其次是各種安全設施。”李參成介紹說。
據記者了解，南海瑞暉加氫站投資1550萬元，而2018年8月29日聯合動工的佛山8座加氫站中，預算投資最低的為1250萬元（佛羅路加氫站），最高的為2985萬元（瀚藍松崗禪炭路加氫站）。
那么，一座加氫站千余萬元投資能達到什么樣的水平？
從規模看，千余萬元投資建設規模為加氫三級站，為最小規模標準。《加氫站技術規范（GB50516-2010）》中要求，加氫站根據總容量（G，單位kg）不同分為三個等級，一級4000＜G≤8000；二級1000＜G≤4000；三級G≤1000；另外，對單罐容量也有相應要求，根據加氫加氣合建、加氫加油合建也有相應劃分。
從能力看，氫氣壓縮設備24小時運行只能生產高壓氣態氫500kg左右，每天最多滿足20余輛中大型氫燃料電池客車的加注需求。據悉，氫氣從制氫工廠生產完成后，由20MPa的氫氣管束運輸車運送至加氫站，每輛車運輸能力在300kg左右，然后通過站內氫氣壓縮設備（薄膜壓縮機系統）多次壓縮（2或3級儲氣瓶組分級設置）至42～45MPa，然后通過加注設備為車輛提供氫氣。
對比國外市場采用的70MPa氫氣，國內采用了35MPa氫氣，這樣來看千余萬元投資僅是起步。據悉，南海瑞暉加氫站氫氣壓縮機加注設備為國內某品牌供應商，相比國外品牌供應商價格便宜一半以上，但其中關鍵零部件仍為進口，全套系統短期內價格難以再下降。
張銳明認為，未來國內氫燃料電池汽車市場也將會升級使用70MPa壓力的氣態氫，相關技術升級不存在問題，關鍵還在于成本。
凌兆蔚通過對日本市場的調查給出了一個結論：“在日本建設一座日加注能力500kg70MPa氫氣的加氫站，僅設備投資合計人民幣3000萬元左右。”他認為，建站的投資額如此之高，且僅能滿足20余輛大巴車的加注能力，做這樣的事情實在不劃算，也難以真正實現市場化發展。
李參成告訴《中國汽車報》記者：“南海瑞暉加氫站可以開具正規發票，相關手續和流程得到了地方政府的大力支持，但目前國內很多加氫站不具備這個能力。”這意味著，國內很多加氫站不具備盈利能力，更甭想回收前期投資。
據不完全統計，國內已建設完成的加氫站數量為25座，其中3座（2010～2011年間，上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會專用加氫站）已拆除，其余大部分為整車企業內部或試點項目園區內使用的加氫站。
根據記者不完全統計，2019年國內可投入使用的加氫站將會超過100座，其中佛山市為28座。建設加氫站的巨額費用何來？政府補貼占了很大一部分。全國各地方政府都已經出臺了氫能產業的發展規劃，對加氫站建設、氫氣價格以及燃料電池系統供應商相關補貼都會陸續發布。佛山市南海區人民政府印發的《辦法》顯示，2019年底之前建成的固定式加氫站，日加氫能力500kg以下的新建站補貼500萬元，日加氫能力500kg及以上的新建站補貼800萬元。
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