作者:齊張麗| 河南省交通規劃設計研究院股份有限公司,河南交通運輸戰略發展研究院,河南省交通綠色發展研究中心
編輯:齊張麗| 校核:王坤| 審核:龍志剛
(資料圖片僅供參考)
一、推動交通運輸與氫能融合發展必要性
交通運輸行業屬于能源高度依賴性行業,“雙碳”承諾下,能源清潔化成為大勢所趨。氫能作為一種清潔、高效、安全、可持續的新能源,推動氫能在交通運輸領域的發展利用,對于構建清潔、可持續發展的交通能源體系具有重要意義。相比市場主流的燃油車和快速發展的新能源電動車,氫燃料電池車值得推廣應用的優勢在于,它同時具有燃油車的便捷性和電動車的環保性,在續航、載重、運行環境方面的表現也優于純電車。氫燃料電池車每使用1kg氫氣替代汽柴油可減排10~15kg二氧化碳,加氫時間遠短于電動車充電時間,單次續駛里程比電動車更長,且同款車型載重量要高于電動車,同時還能滿足重載、低溫環境啟動等苛刻條件的要求,在中長途運輸方面更具有優勢。
二、交通運輸領域氫能發展情況
(一)政策方面
2021年以來,國家五部委兩次印發《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》,初步形成京津冀、上海、廣東、河北、河南5大燃料電池汽車政策支持示范城市群。《關于開展2021-2022年度北京市燃料電池汽車示范應用項目申報的通知》、上海市《關于支持本市燃料電池汽車產業發展若干政策》、《廣東省加快建設燃料電池汽車示范城市群行動計劃(2022—2025年)》等文件印發,將氫燃料電池推廣應用提上日程。
2020年起,我省陸續印發《河南省氫燃料電池汽車產業發展行動方案》、《河南省氫能產業發展中長期規劃(2022~2035年)》、《鄭汴洛濮氫走廊規劃建設工作方案》等政策文件,提出要以交通領域場景示范為突破口,圍繞“一軸帶、五節點、三基地”鄭汴洛濮氫走廊建設,發展氫燃料電池及燃料電池整車核心產業。新鄉率先制定出臺了《加氫站運營管理辦法》《燃料電池汽車運營管理辦法》等一系列實施政策,濮陽先后出臺《濮陽市支持氫能與氫燃料電池產業發展若干政策》等一系列政策措施,支持氫能產業發展。
(二)交通運輸領域氫能發展應用情況
1 加氫站建設運營情況
截至2022年8月15日,我國共建成加氫站260座,在運行加氫站數量248座,分布在26個省級行政區,其中廣東、山東、河北分別以39座、27座、24座的保有量位列前三。加氫、加油、加氣及充電的綜合能源供應站成為發展趨勢,新建加氫站中油氫合建站比例在2021年首次突破50%,并在2022年進一步突破60%,制氫加氫一體站建設數量明顯增多。新增加氫站的日平均加注能力從300Kg左右增長至900Kg,加氫站日加注能力向1000kg及以上發展趨勢明顯。
2 氫燃料電池汽車推廣情況
截至2021年底,我國氫燃料電池汽車保有量8938輛,其中物流車占比約60%,公交車占比約25%,其余主要為市政環衛、渣土車等特種作業車以及氫能重卡。據《全國氫燃料電池汽車示范城市群車輛統計與分析報告》,截至2022年4月30日,新能源汽車國家監測與管理平臺累計接入氫燃料電池汽車8198輛,其中,京津冀、上海、廣東、河北、河南五個氫燃料電池示范城市群累計接入5853輛氫燃料電池汽車,占全國氫燃料電池汽車接入量的71.40%;各示范城市群氫燃料電池汽車累計行駛里程共計16379.10萬公里,累計行駛時長共計632.59萬小時。
圖片來源:我愛電車網
3 河南省交通運輸領域氫能發展情況
鄭州市2015年建成全省首座加氫站,2018年開通全省首條氫燃料電池客車示范專線,目前已有223臺燃料電池公交車投入運營,累計運營里程超過1000萬公里。鄭州宇通集團作為國內最早開始研發生產燃料電池汽車的整車企業之一,累計在全國推廣應用燃料電池汽車458臺,運營里程超過3500萬公里,并牽頭組建了河南省氫能與燃料電池汽車產業研究院;濟源至洛陽氫氣輸送管道2015年全線貫通,洛陽高新實業集團和東旭集團有限公司合作建設的氫能汽車產業園項目落戶洛陽市;新鄉市氫能產業園與同濟大學合作建立“氫能與燃料電池聯合實驗室”,新飛電器集團于今年9月交付投運首批共計115輛氫燃料電池車輛;濮陽已有25臺氫燃料電池洗掃車和5臺氫燃料電池公交車投入使用,并牽頭組建氫能產業聯盟,中沁泰康生產的氫燃料電池系統通過國家機動車檢測中心測試并實現量產,中原總機石油設備生產的氫燃料電池洗掃車、高壓清洗車、勾臂車獲工信部認定。
三、氫能在交通運輸領域推廣應用面臨的問題挑戰
(一)“綠氫”成本高
中國是世界上最大的制氫國,年制氫量約3300萬噸,但其中占大頭的仍是“灰氫”(使用傳統化石原料生產的氫氣,生產過程仍要排放大量二氧化碳)。使用“灰氫”的碳排放水平和直接使用天然氣和煤等化石燃料所差無幾,無法達到低碳的要求。業界公認的發展方向是“綠氫”(使用電解水技術生產的氫氣,生產過程中沒有二氧化碳產生),但目前“綠氫”成本遠遠高于化石燃料制氫。張軒等人將電解水制氫的成本進行了拆解分析和預測,現有條件下,電解水制氫成本接近30元/kg,其中電耗成本和電解槽的設備折舊分別占到74%和18%,共計占總成本的90%以上。未來,隨著光伏產業大規模發展推動電力成本下降,電解槽設備規模化生產、技術升級和工作時長增加攤薄折舊和固定成本,“綠氫”生產成本有望大幅下降到可接受的水平。
(二)氫燃料汽車使用成本高
中遠程、中重型商用車是氫燃料電池車輛推廣應用領域。張磊等人計算了4.5噸物流車、冷鏈車、13噸物流車、49噸重卡以及城市公交車,分別采用氫能、柴油和電作為驅動能源情況下的汽車全生命周期擁有成本(主要考慮車輛的購置成本、運營成本以及報廢殘值,等于購車成本+能源費用+維保費用+人工成本-報廢殘值)。不考慮購車補貼的情況下,同等配置的柴油車購車成本最低,氫燃料電池車購車成本最高;各類車輛氫燃料電池車全生命周期擁有成本是同類型柴油車的1.5~1.6倍,是純電動車的1.7~1.8倍。在考慮購車補貼的情況下,氫燃料電池車與同等配置的柴油車、電動車全生命周期擁有成本大幅度縮小。
圖片來源《氫能在交通領域的應用及燃料電池汽車成本分析》
(三)配套氫能基礎設施建設滯后
加氫站數量是衡量產業發展的重要參考指標,目前我國加氫站數量不足且區域分布不均衡,氫燃料電池車用氫難度大,發展也因此受限。加氫站建設成本高、投入回報率低,目前暫不具備經濟效益,推行難度較大。
四、推動氫能源在我省交通運輸領域應用的舉措建議
一 做好政策引導,健全金融政策體系
目前氫能仍屬于政策驅動型而非市場驅動型產業,積極發揮規劃引導和政策激勵作用,加強產業發展和投資引導,才能有效推動氫能規模化應用。廣東、北京、上海、山東濰坊、浙江嘉興等省市推出多條舉措,通過補貼等方式加快加氫站建設和運營和氫燃料電池車輛推廣應用。
我省現成功申報以鄭州為牽頭城市的“1+N+5”燃料電池汽車示范應用城市群,規劃建設鄭汴洛濮氫走廊。濮陽市率先出臺政策,通過簡化土地審批流程、發放建設補貼和運營補貼等方式推動加氫站建設,實施車輛運營補貼、政府優先購置氫燃料電池車輛等措施加快交通領域商業應用,設立氫能產業發展投資基金對氫能企業給予貼息補貼。
與此同時,還應推動省級層面和其他地市盡快落實資金,出臺相應財政補貼措施,健全綠色金融政策體系,引導和激勵金融機構以市場化的方式支持氫能技術開發應用,解決民營企業在參與綠氫體系建設時遇到的融資難、融資貴問題;優先支持將燃料電池汽車作為傳統燃料汽車的優先替代選擇,納入政府采購范圍;鼓勵地市穩慎有序開展氫能技術創新與產業應用示范,逐步布局完善地方氫能產業體系。
二 推進氫能在我省交通運輸領域的多場景應用
立足我省氫能供應能力、產業環境和市場空間等基礎條件,推進氫燃料電池商用車應用。深化氫燃料電池車在公交、環衛、城市物流配送等公共服務領域推廣力度,拓展氫燃料冷鏈物流車在鄭州、漯河、商丘(河南省唯一入選的2022年國家骨干冷鏈物流基地)等地的應用,在周口港、航空港、礦區等等運營強度大、行駛線路固定區域試點中重型商用車示范應用。
堅持“先商用后乘用”的燃料電池汽車產業發展路徑,通過商用車規模化發展降低氫燃料電池車購置和運營成本,同時帶動氫能基礎設施建設,逐步拓展乘用車領域氫能應用。
三 適度超前建設我省交通運輸氫能供輸運體系
加氫站是燃料電池汽車補充燃料的場所,是連接氫能利用上下游產業鏈的關鍵基礎設施,對氫燃料電池車的產業化、商業化具有重要意義。適度超前的加氫站建設能夠減少氫燃料電池車或相關產業由導入期進入到成長期的時間。結合河南省綜合立體交通網絡發展需要,以就近消納原則布局氫氣儲運網絡,鼓勵現有加油(氣)站、充電站增加加氫功能,優先在骨干高速公路、國道沿線建設加氫站,選址應盡可能靠近終端用戶。
重點開展固態儲運運輸示范、高壓氣態儲氫長管拖車運輸,補充開展液氫短途運輸示范,根據氫燃料電池車規模化發展程度適時推進管線摻氫輸運網絡建設,主動爭取新型柔性輸氫管道建設項目,逐步構建高密度、低成本、多元化的氫能儲運體系。
四 培育“高速公路+光伏發電+氫儲能”一體化應用新模式
公路沿線光伏開發具有極大潛力,但公路交通系統對光伏發電的消化吸收有限,需要拓展光伏發電其他消納利用模式。對我省現有交通基礎設施所擁有的光資源發電潛力進行評估:我省高速公路年發電量為85.22億千瓦時,國道及省道道路系統年發電量約為16.53億千瓦時,合計約103.75億千瓦時,超過2019年河南省交通運輸、倉儲和郵政耗電量83.82億千瓦時。光伏發電傳統消納模式是自發自用余量上網,但隨著公路沿線大規模分布式光伏建設,大量光伏發電上網對電網穩定性產生較大影響。
將電解氫技術與“光伏+公路”集成,探索培育“高速公路+光伏發電+氫儲能”一體化應用新模式,在拓展綠氫供給渠道的同時,為公路沿線光伏發電的消納提供了新路徑,對保持公路沿線光伏發展的可持續性、推動發展交通+新能源具有重要意義。氫能具有調節周期長、儲能容量大的優勢,在服務區等區域利用光伏余電開展氫能源綜合利用示范,能夠有效推動氫能的分布式生產和就近利用。同時還可以因地制宜布局氫燃料電池熱電聯供系統,利用氫—電轉換優勢,為周邊區域提供電能及高品質熱源,助力解決偏遠區域能源供給問題。
結論
交通運輸行業是氫能最有可能率先實現規模化應用突破的領域。積極推動氫能在交通運輸領域的應用,是推動交通運輸行業清潔、可持續發展的重要途徑。
參考文獻:
[1]張軒,王凱,樊昕曄,鄭麗君.電解水制氫成本分析[J].現代化工,2021,41(12):7-11.DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2021.12.002.
[2]張磊,謝南宏,曹田田,胡銘全,江寧.氫能在交通領域的應用及燃料電池汽車成本分析[J].石油石化綠色低碳,2022,7(04):1-5+30.
[3]部分資料來自“氫云鏈”、“氫能聯盟CHA”公眾號推文
責編:史健 | 審核:李震 | 總監:萬軍偉
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-11-01
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31
頭條 22-10-31