讓重型卡車“氫”裝上陣

　　汽車領(lǐng)域是重要的能源消耗和碳排放來源，其中重型卡車碳排放量占汽車排放總量近一半，是“排碳大戶”。推廣氫燃料電池重卡是一種較優(yōu)的降碳減排方案，當(dāng)前，氫能重卡商業(yè)化推廣仍然存在購車成本高、加氫貴、儲運難三大瓶頸。

　　發(fā)展氫燃料重卡將成為減碳突破口

　　“1輛49噸柴油重卡排放的二氧化碳相當(dāng)于40輛小轎車的排放量。”據(jù)上海交通大學(xué)原校長、中國工程院院士林忠欽介紹，截至2021年底，我國汽車保有量3.02億輛，其中重卡850萬輛，僅占汽車總數(shù)2.8%，但其二氧化碳的排放量占汽車排放總量的47%。

　　氫氣的熱值約是石油的3倍，是常見燃料中最高的，且排放產(chǎn)物只有水，比純電動效率更高且具備重載長續(xù)航優(yōu)勢。在油電混合、純電動、燃料電池等新能源汽車尤其是重卡中，氫燃料電池將成為理想動力源，其對燃油的替代有望成為重卡減碳的重要方案。

2022年7月5日，北京市首批40輛氫燃料重卡落地大興區(qū)，正式交車投入瀝青混凝土供料運輸(圖片來源：視覺中國)

　　據(jù)中國科學(xué)院院士李燦介紹，通過化石能源生產(chǎn)氫氣是當(dāng)前主流制氫方式，生產(chǎn)成本較低，技術(shù)較為簡單，但在生產(chǎn)過程中會有二氧化碳等排放。使用可再生能源制造的氫氣在生產(chǎn)過程中則完全沒有碳排放。國家層面初期可以先上馬煤制氫產(chǎn)業(yè)，形成商業(yè)模式，鼓勵氫能發(fā)展、完善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進而慢慢扶持“綠氫”的發(fā)展壯大。

　　李燦認(rèn)為，若用“綠氫”作為動力燃料推廣氫能重卡，整個過程不排放碳、硫、氮的氧化物及顆粒物等污染物，相較柴油重卡能有效緩解污染排放的問題。此外，氫能重卡技術(shù)成熟，相較電能重卡不論馬力還是續(xù)航里程等都具有一定優(yōu)勢。

　　氫能重卡市場或迎來爆發(fā)期

　　我國通過鼓勵科研創(chuàng)新、財政補貼、示范運行等方式支持氫能發(fā)展，氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈。北京、上海、廣東等示范區(qū)和山西、內(nèi)蒙古、陜西等非示范區(qū)，都在積極推廣氫燃料電池汽車。目前，全國已累計推廣氫燃料電池汽車超過1萬輛，其中商用車約占近一半。國家發(fā)改委、國家能源局于2022年3月聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》，提出到2025年我國氫能源車保有量要達(dá)到5萬輛。

　　山西是煤炭大省，煉焦煤保有量占全國60%，通過焦?fàn)t煤氣等工業(yè)副產(chǎn)品制氫資源豐富。山西也是貨運大省，用于運輸?shù)闹乜〝?shù)量多。“重卡應(yīng)用場景具有定點、高頻、線路固定特點，加氫站布局相對容易。”林忠欽認(rèn)為，山西的煤焦鋁冶電產(chǎn)業(yè)可以帶動40萬輛重卡的應(yīng)用場景。再加上氫能源豐富，若以山西為試點推廣氫燃料電池重卡具有多重優(yōu)勢和意義。

　　晉南鋼鐵集團有限公司是山西省氫能產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”企業(yè)之一，利用焦?fàn)t煤氣制氫，可將氫氣送至高爐實現(xiàn)氫能煉鐵，同時建設(shè)加氫站供企業(yè)300多輛氫能重卡使用。公司總裁張?zhí)旄Ｕf：“氫能重卡配套鐵路運輸，使公司實現(xiàn)了物流體系的百分百清潔運輸。”

　　山西省以呂梁市為代表致力于構(gòu)建制氫、儲氫、運氫、加氫以及氫能源應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，打造北方氫能產(chǎn)業(yè)基地，也涌現(xiàn)出一批有發(fā)展?jié)摿Φ凝堫^企業(yè)。2022年9月，由申能(集團)有限公司和山西鵬飛集團有限公司共同研發(fā)的額定功率250千瓦的氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)(單堆)，可以滿足49噸以上重型卡車長途高速應(yīng)用場景的動力需要，氫耗降低15%的同時續(xù)航里程提升18%。

　　購車、加氫、儲運環(huán)節(jié)存在堵點

　　由于當(dāng)前加氫基礎(chǔ)設(shè)施和氫燃料電池汽車的技術(shù)尚不成熟，整車購置成本仍然較高。林忠欽說，普通的燃油燃?xì)廛嚨馁徶贸杀敬蟾攀敲枯v35萬元到40萬元。2019年，49噸氫能重卡每輛售價約180萬元，目前雖已降至150萬元，但仍是柴油重卡的近4倍，極大限制了氫能重卡的推廣。

　　加氫成本高。中國工程院院士彭蘇萍表示，國內(nèi)氫氣加注價格普遍在每千克55元左右，示范區(qū)補貼后也在每千克35元左右，氫燃料成本是同類型柴油重卡的2至3倍。

　　在北京、上海等城市沒有工業(yè)副產(chǎn)氫，電解水制氫的成本在每千克40元左右。山西焦?fàn)t煤氣制氫成本在每千克10元左右，制氫成本相對較低。氫氣燃料的成本如果能降到每千克25元左右就和燃油燃?xì)饣境制剑壳爸茪浜蛢\氫的成本加在一起達(dá)到每千克50元以上。

2021上海車展，格羅夫正式發(fā)布全新氫燃料商用車(圖片來源 ：視覺中國)

　　儲運成本高。推廣氫能重卡面臨的另外一個困難是加氫站數(shù)量不夠、覆蓋不廣，根源在于氫氣儲運成本太高。氫氣的儲運主要有3種技術(shù)方式，但都不太理想，低溫儲氫不經(jīng)濟，高壓氣態(tài)儲氫密度低，化學(xué)儲氫技術(shù)不成熟。李燦說，大概估算，使用高壓儲氣罐運輸氫，每運輸100公里里程，氫的成本將翻一倍。

　　“我們希望能讓氫能重卡走得更遠(yuǎn)。”張?zhí)旄Ｕf，氫氣儲運成本高，缺少足夠的加氫站，氫能重卡行駛到150公里就得返程，因此要逐步在全省布局完善加氫網(wǎng)。

　　氫能重卡市場推廣仍需“爬坡過坎”

　　——政策傾斜，通過規(guī)模化生產(chǎn)起到降本效果。上海氫晨新能源科技有限公司董事長易培云建議，要把力量都聚集到像山西這樣的氫資源富集區(qū)，在氫能重卡發(fā)展起步階段給予一些政策扶持，加大下游應(yīng)用推廣。規(guī)模化的客戶資源將給氫燃料電池汽車的應(yīng)用帶來規(guī)模效應(yīng)，降低系統(tǒng)成本。

　　——繼續(xù)加大資金支持，創(chuàng)新補貼模式。林忠欽介紹，氫能重卡全生命周期的成本約402萬元，是燃油重卡的1.7倍，仍需要政府資金補貼支撐。同時，創(chuàng)新補貼模式，一是國家示范城市群補貼模式，國家對車輛購置和氫氣價格進行財政補貼;二是風(fēng)光電資源補貼模式，政府將部分風(fēng)光電發(fā)電收益用于補貼氫能;三是低成本氫的純商業(yè)化模式，通過氫資源富集區(qū)運營收益補貼購置成本。

　　——加大研發(fā)力度，探索降本新路徑。李燦建議，推廣液態(tài)陽光甲醇的模式解決氫氣儲運難題，液態(tài)甲醇作為氫氣的儲存載體，運輸、儲存方便，安全且經(jīng)濟實惠，到加氫站通過對甲醇分離純化方式提取氫氣，用多少提取多少。經(jīng)評估，運輸甲醇比運氫成本至少便宜50%，如果幾百公里以上的長途運輸，成本可能相差10倍以上。這項技術(shù)已經(jīng)被成功運用在2022北京冬奧會張家口賽區(qū)的液態(tài)陽光加氫站示范項目，可靈活調(diào)整產(chǎn)能，實現(xiàn)氫氣的現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用。

　　——利用碳積分、碳稅杠桿調(diào)節(jié)成本效益。“低能耗企業(yè)通過出售碳積分得到可觀收入。”林忠欽說，要逐漸加大碳稅力度，盡快完善普及碳積分制度，通過稅收手段提供具有成本效益的杠桿，引導(dǎo)市場參與者走向低碳生產(chǎn)。

　　來源：半月談 記者：張磊