能源革命近在眼前,上海能走出另一个宁德时代吗?

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刚刚落幕的东京奥运会时代,日本在全天下眼前推出了一场氢能“秀”。从奥运火炬、奥运村,到赛事接驳大巴、加氢站,氢能源被普遍应用。这种新兴能源拥有无污染、充能快、泛用性强的优势,一些学者和行业人士以为它是未来的能源谜底。显然,深耕氢能产业并耐久领先的日本,希望借此盛会,推动天下能源变化。

奥运会上的燃料电池巴士。 陈华 摄

中国的氢能产业起步虽不如日、美、德等国早,近年来仍形成了优越快速的生长态势。2019年,氢能源首次泛起于国务院政府事情讲述。当下,京津冀、长三角、珠三角、山东半岛及川渝区域已开端形成产业集群与树模应用场景。在上海自贸区临港新片区,氢能产业被写进了日前宣布的《十四五设计》,产业链系统已基本确立。

但事情并非一帆风顺。奥运会那厢热闹着,日本著名汽车厂商本田悄悄终止了氢燃料电池汽车的生产。飞跃母公司戴勒姆于更早些时刻亦宣布,住手开发氢燃料电池乘用车。成本高、有危险、制氢历程同样有污染……针对氢能的质疑声从来没有暂停过。特斯拉和民众的首席执行官甚至公然示意,看衰氢燃料电池的应用远景。

氢,还能用吗?要怎么生长?这个产业到底是投资的黑洞,照样明天的希望?

高成本并非无法解决

“固然要生长,而且要把要害焦点手艺牢牢握在中国人自己手中。”上海交通大学机械与动力工程学院教授、上海氢晨新能源科技有限公司总司理易培云说。

氢晨是一家由上海交大孵化,临港新片区管委会、临港团体、申能团体配合支持的国家高新手艺企业,专注于大功率、高密度燃料电池电堆研发、生产、销售。氢晨自主研发生产的额定150kW的燃料电池电堆,在功率、可靠性、成本各方面都处于天下领先水平。而电堆,正是氢燃料电池最为焦点的部件,就好比传统汽车的发念头。

成本问题,是横亘在氢能商用落地前的一道天堑。制氢、运氢成本高得出奇,燃料电池车辆的生产成本也居高不下。但在易培云看来,这并非无法解决。

“从2019年到现在,我们每个电堆的成本从100多万降到了30万,降了70%多。两年后,还能再降一半。”他说,“随着手艺提高以及规模化量产铺开,不仅是零部件领域能降低成本,制氢、运氢这两个当下的大头支出也能有用削减。”

制氢历程的绿色化,同样有助于降低成本。

除了产量不稳固的化工副产物制氢,电解水制氢是当下通用的解决方案。但在外行眼中,用电剖析水,再把制得的氢气拿去发电,只会徒增转化历程中的消耗。况且,一最先用来剖析水的电若是火电一类,也难称得上“清洁能源”。

“那要是用光伏、风能发电呢?”易培云举了申能团体在内蒙古的制氢项目的例子:一些矿区经由多年开采,很难再用作其他开发用途。申能与当地互助,承包矿区建设光伏、风能发电装备,用可再生能源发电制氢。多余的电力还能并网,以优惠的价钱卖给当地使用,同时抵消一部门制氢成本,实现双赢。

至于平安问题,学界业界的普遍共识倒与民众“谈氢色变”的态度截然差异。美国落基山研究所首席科学家埃默里・洛文斯(Amory Lovins)指出,氢气的扩散水平是自然气的4倍,是汽油烟雾的12倍,因此泄露的氢气会迅速扩散,远离源头。易培云说,一旦发生氢气泄露,系统会马上监控到,并锁闭氢瓶,相比锂电池起火更可展望、可控制。

“任何被使用的能源都是纯度较高、能量麋集的,使用时都存在一定的风险。”清华四川能源互联网研究院常务副院长高文胜示意,要害在于确立准入门槛,推动平安尺度与相关政策的制订与实行。

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氢能手艺将迎来跨越式生长

与这些终究能被解决的“瑕疵”相比,氢能在多领域的伟大优势更值得关注。

同化石燃料比,它无污染、可连续。同电能比,它可规模化存储运输,能作为国家的能源战略贮备。氢燃料电池与锂电池比,泛用性强,可在严寒等极端环境正常使用;能量密度高,可用于驱动重型车辆、大型船只,甚至商用飞机。

“锂电池受能量密度制约,靠电机动员汽船,首先得装几吨的电池,从体积和质量看都不现实。而用燃料电池,3000吨的船只,只要并联4个小小的电堆,输出功率就足够了。”易培云说。

临港肩负“打造天下级先进制造业集群、突破要害焦点手艺”的主要义务,早在多年前就在该领域有所结构,并于2017年引入了上海氢晨。去年7月24日,中日(上海)地方生长互助树模区揭牌后,产业链加速集聚。现在园区已落地20多家企业,形成加氢站、电堆、双极板、膜电极、系统、空压机、储氢瓶、碳纸、PEM电解槽、检测、整车产业链系统,国家津贴的8大焦点零部件已落地7种。

在产业招商历程中,已发展为海内电堆龙头企业的氢晨起了主要作用。吸引了上游的治臻、唐峰、嘉资,下游的中车、康明斯等企业。强吸引力的源头,在于氢晨在高密度电堆的装配制造方面领先的焦点手艺。

用通俗的话来注释,电堆由数百块极板堆叠而成,而囿于工艺与成本限制,它们的尺寸往往存在误差。叠不齐,就会影响电堆输出功率与稳固性。氢晨运用大数据与智能制造手段,将尺寸靠近的极板精准匹配,制造出功率密度高、冷启动快、抗振性能好、适合于大批量制造的电堆。以H2150F型电堆为例:其由400层极板堆叠而成,直线度却能控制在国际领先的0.3毫米内。

值得一提的是,正是临港新片区在科创平台方面的起劲结构,催生了这样一批前沿手艺。上海智能制造研究院常务副院长习俊通教授先容,氢晨的电堆装配制造手艺正是依托交大的平台,往后平台也会在研发环节继续发力,更好地赋能产业。8月16日,又有一批与着名高校院所共建的科创平台集中入驻临港科技城。易培云以为,临港的氢能产业将在几年内迎来手艺跨越式生长,进一步降低综合成本、开拓应用场景。

应用场景为王

现在,氢晨的客户已遍布天下。在雄安新区,搭载着氢晨电堆的100台49吨重型卡车已投入使用;东风有100台SUV以出租车的形式落地商用;南京、郑州等地都已有氢能公交投入运营。

氢晨也提出,希望能“成为燃料电池领域的宁德时代”。未来氢燃料电池汽车时代到来时,要成为整车厂的主要供应商。

临港新片区无疑乐于见到内陆企业发展为行业巨头。但在那一天到来前,另有哪些应做的事?

宁德时代与锂电池行业配合生长的这十年,或许能提供一些参考。企业在手艺领域的创新与贮备虽然主要,但电动车能从传统油车抢下一大块曾被牢牢垄断的市场,还要归功于不少“厂”外因素。

其一是基础设施建设。试问,若是充电桩很少,谁还会买电车?纵然是今天,西北区域等充电桩希罕的地方,油车仍是绝对的主流选择。同理,加氢站必须先于市场需求提前结构,否则其密度不够,氢燃料电池车就无法推广。

临港已经最先结构。去年9月,临港新片区首座油氢合建站奠基,现在已靠近完工。新片区还提出,3年内将在区内建设14座兼具加氢、加油功效的综合能源补给站。

另一方面,资金支持也有其需要性。易培云以为,除了直接的津贴和奖励,想法降低市场用氢的成本更为主要。“现阶段,加氢的价钱照样高企不下,市场缺乏使用燃料电池汽车的动力。末尾的津贴能刺激市场增进,反哺产业上游。”

亦或者,可以通过变通手段,以软性的方式刺激需求。譬如,洋山港区常有货车排队,能否出台相关划定,给氢能源车一条绿色优先通道?类似的场景另有许多正守候临港新片区挖掘。

而对氢能产业最为主要的,是搭建足够多的树模应用场景。“我们最渴求的就是内陆市场。”多家企业示意,从成本角度思量,燃料电池现阶段最适合应用于商用车上,临港的优势就在于拥有大量的商用车应用场景,应当尽可能尽早开刊行使。

临港新片区设计到2025年落地1500辆氢燃料电池汽车,包罗卡车、公交车、蹊径清扫车、叉车等。能否加速落地速率?能否在树模效应较强的领域率先落地?记者从管委会建设和交通治理处领会到,未来将落地的中运量公交线T6将接纳氢燃料电池驱动。那么,能否将现在设计的6条中运量公交线路都换成氢能?

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