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北京冬奧會上,氫能汽車成了“新寵”。根據北京冬奧組委公布的數據,北京冬奧會示范運行超1000輛氫能汽車。這是目前為止世界上最大規模的一次氫燃料電池汽車示范運行。
有些市民困惑,中國電動汽車產業近年來發展勢頭很猛,北京冬奧會為何不大規模推廣電動汽車,反而使用還未真正走入百姓生活的氫能汽車?氫能汽車距離我們的生活還有多遠?
冬奧會為何大規模使用?
加氫10分鐘續航300多公里
氫能發動機研發生產企業億華通,在本屆冬奧會上投入了總計724輛大巴車保障賽事運行。“氫能汽車開起來的感覺類似電車,沒有頓挫,也很安靜,更沒有容易引起乘客不適的柴油味兒。”駕駛員程立勇說,大巴車加氫10分鐘,就能續航300多公里。
北京冬奧會舉辦期間天氣寒冷,尤其在延慶和張家口兩個賽區,最低氣溫零下30多攝氏度,還有不少山地運行路線。開過電動汽車的人都知道,面對低溫、爬坡的考驗,電動汽車的續航能力會大幅縮水。億華通公司常務副總經理于民介紹,為適應冬奧賽區的超低溫環境,裝載氫能發動機的車輛,還在海拉爾完成了極寒測試,零下35℃的環境下,放置超過8小時后仍然可以完成超低溫啟動。
除了長續航和抗低溫性能外,氫能發動機還很環保,可以實現零碳排放。據了解,氫能發動機運行時,氫氣與氧氣在催化劑的作用下反應,會產生電能和水,電能帶動車輛行駛,水直接排出車外。“北京冬奧會上的724輛氫能車輛,行駛里程約209萬公里,相比于傳統燃油車,減少碳排放約1800噸。”于民說。
既然氫能汽車優勢這么明顯,會不會有朝一日,電動汽車被氫能汽車取代?于民說,氫能產業發展需要從多個維度考量,就目前來看,電動汽車和氫能汽車各有優勢,應當“宜電則電,宜氫則氫。”例如在本屆冬奧會北京賽區,由于氣溫并沒有延慶和張家口那么冷,因此保障賽事運行的車輛中就有一部分是電動汽車。
氫能安全嗎?
大數據平臺能實時監測車輛運行狀態
“您愿意嘗試氫能汽車嗎?”記者在街頭隨機采訪發現,不少市民似乎“談氫色變”——“氫氣,安全嗎?”“氫氣儲存在哪里啊?要是車上帶個大罐子,會不會容易爆炸啊?”對于氫能汽車,市民普遍關心安全性。
畢業于中科院化學所的盧博士告訴記者,按照理論計算,氫氣的爆炸極限是4%至75.6%(體積濃度),意思是如果氫氣在空氣中的體積濃度在這一范圍之間,遇火源就很容易發生爆炸。“氫氣的爆炸極限范圍廣,因此氫能汽車要想實現產業化,整個產業鏈上的所有企業都必須把安全性放在首位。”盧博士說。
在大興國際氫能示范區,日加氫量達4.8噸的全球最大加氫站——海珀爾加氫站已于2021年建成并正式投入運營。加氫站設有8臺加氫機,16把加氫槍,日服務車輛可達600輛。
相關負責人李鐵軍說,氫氣從制氫廠生產出來后,會有專業運輸車運送至加氫站,在壓縮機的幫助下,儲存到氫氣儲罐中。
加氫站的樣子和傳統加油站類似,加氫的流程和加油差不多。工作人員把加氫槍插到大巴車的加氫口上,點擊加氫機上的按鈕,車輛就開始加氫。整個過程中,既聽不到聲音,也聞不到味道。據了解,氫能汽車上儲存氫氣的容器采用高強度、高耐久、高可靠性的氣瓶,可以有效減少氫能泄漏。車身零件布局經過了重新設計,氫燃料相關零部件都設計在通風性好的位置,氫氣一旦發生泄漏,可以快速擴散,以免發生爆炸。此外,一旦發生碰撞,高強度車身也能有效保護氫電系統。
就拿應用了氫能系統的車輛來說,由于搭載了自主開發的大數據平臺,能夠實時監測車輛運行狀態,在燃料電池艙、乘客艙、氫瓶艙和加注艙都裝有氫泄漏監測傳感器,一旦泄漏立刻感知,并關閉氣瓶閥門。
氫能汽車為什么這么貴?
每公里用氫成本高兩成
記者采訪發現,盡管氫能汽車好處多多,但之所以還未大規模走入尋常百姓的生活,是因為氫能汽車使用成本、研發生產氫能發動機成本仍然比較高,導致氫能汽車售價往往高于傳統燃油車和電動汽車不少。
記者在位于大興區的海珀爾加氫站看到,每公斤氫氣售價為30元,以大巴車為例,柴油發動機百公里平均油耗約為30升,折合每公里2.1元,如果是氫能汽車,平均每公里成本約為2.3元,增加約20%。
環宇京輝是一家集制氫、儲氫、運氫、加氫及應用為一體的氫能源全產業鏈企業。相關負責人表示,現階段,用工業副產品制作氫能因為成本較低、來源較廣,是我國車用氫氣主要來源。但隨著技術發展,可再生能源發電+電解水制氫將越來越占據主導地位,實現“綠電制綠氫”,氫能汽車的使用成本也會下降。
12米長的大巴車,傳統柴油發動機售價約40萬元,而氫能發動機售價則要達到160萬元。為什么氫能發動機這么貴?于民說,在氫燃料電池系統中,氧氣可以從空氣中獲得,氫氣可以通過加注獲得,氫能發動機成本高的原因,主要在于包括電堆在內的8個核心部件成本較高。
就拿電堆來說,這個將氫氧化學反應轉化為電能的核心部件,成本約占整個系統的一半以上,其中,由價格昂貴且稀有的鉑金催化劑制成的膜電極,又是電堆的核心部件,約占電堆成本的60%。“從2015年以來,氫能發動機成本每年都下降約30%。”于民認為,隨著技術更新迭代,氫能發動機的成本一定會繼續下降。
聲音
氫能汽車需要更多應用場景
根據統計,參與北京冬奧會氫能交通配套的上市公司有很多,其中包括德爾股份、動力源、國電電力、昊華科技、厚普股份等。有研究認為,北京冬奧會充分展示氫能應用潛力,迅速提升氫能認知,有益于產業化推進。
根據《北京市氫能產業發展實施方案(2021-2025年)》,2023年前,北京將力爭建成37座加氫站,推廣燃料電池汽車3000輛;到2025年前,燃料電池汽車累計推廣量突破1萬輛。
山東青島的一名從事氫燃料電池產業的企業家,最近正準備來北京考察。“我們已經申請了23項全球市場知識產權,同時與中國鐵塔、航天科工氫能研究院等40家企業達成了戰略合作協議。”這位企業家說,希望北京的氫能產業可以布局盡可能多的應用場景,助推產業發展。
在北京大興,國際氫能示范區正在火熱建設。相關負責人介紹,大興區坐擁北京大興國際機場、京東“亞洲一號”倉庫、京南物流基地等樞紐,可以提供豐富的氫能應用場景。今年,大興還將建成3座加氫站,為氫燃料電池汽車大規模推廣應用提供保障。房山區也發布了氫能產業發展規劃,提出在2030年之前,建成京津冀區域安全優質優價氫能保供基地。
面對前景無限的氫能市場,國內眾多車企也搶抓機遇進行布局,目前包括宇通、上汽、福田、長城、吉利商用車等已經明確規劃,加大投入推進氫燃料電池汽車研發和產品的商業化,針對氫燃料電池發動機大功率、長壽命、高可靠性、超低溫的環境適應性等關鍵核心技術問題進行攻關。
來源|北京晚報
編輯|敬之
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