剛剛落幕的東京奧運(yùn)會(huì)期間，日本在全世界面前推出了一場(chǎng)氫能“秀”。從奧運(yùn)火炬、奧運(yùn)村，到賽事接駁大巴、加氫站，氫能源被廣泛應(yīng)用。這種新興能源擁有無(wú)污染、充能快、泛用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，一些學(xué)者和行業(yè)人士認(rèn)為它是未來(lái)的能源答案。顯然，深耕氫能產(chǎn)業(yè)并長(zhǎng)期領(lǐng)先的日本，希望借此盛會(huì)，推動(dòng)世界能源變革。
中國(guó)的氫能產(chǎn)業(yè)起步雖不如日、美、德等國(guó)早，近年來(lái)仍形成了良好快速的發(fā)展態(tài)勢(shì)。2019年，氫能源首次出現(xiàn)于國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告。當(dāng)下，京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、山東半島及川渝地區(qū)已初步形成產(chǎn)業(yè)集群與示范應(yīng)用場(chǎng)景。在上海自貿(mào)區(qū)臨港新片區(qū)，氫能產(chǎn)業(yè)被寫進(jìn)了日前發(fā)布的《十四五規(guī)劃》，產(chǎn)業(yè)鏈體系已基本建立。
但事情并非一帆風(fēng)順。奧運(yùn)會(huì)那廂熱鬧著，日本著名汽車廠商本田悄悄終止了氫燃料電池汽車的生產(chǎn)。奔馳母公司戴勒姆于更早些時(shí)候亦宣布，停止開(kāi)發(fā)氫燃料電池乘用車。成本高、有危險(xiǎn)、制氫過(guò)程同樣有污染……針對(duì)氫能的質(zhì)疑聲從來(lái)沒(méi)有停息過(guò)。特斯拉和大眾的首席執(zhí)行官甚至公開(kāi)表示，看衰氫燃料電池的應(yīng)用前景。
氫，還能用嗎？要怎么發(fā)展？這個(gè)產(chǎn)業(yè)到底是投資的黑洞，還是明天的希望？
高成本并非無(wú)法解決
“當(dāng)然要發(fā)展，而且要把關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢握在中國(guó)人自己手中。”上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院教授、上海氫晨新能源科技有限公司總經(jīng)理易培云說(shuō)。
氫晨是一家由上海交大孵化，臨港新片區(qū)管委會(huì)、臨港集團(tuán)、申能集團(tuán)共同支持的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，專注于大功率、高密度燃料電池電堆研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。氫晨自主研發(fā)生產(chǎn)的額定150kw的燃料電池電堆，在功率、可靠性、成本各方面都處于世界領(lǐng)先水平。而電堆，正是氫燃料電池最為核心的部件，就好比傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。
成本問(wèn)題，是橫亙?cè)跉淠苌逃寐涞厍暗囊坏捞靿q。制氫、運(yùn)氫成本高得出奇，燃料電池車輛的生產(chǎn)成本也居高不下。但在易培云看來(lái)，這并非無(wú)法解決。
“從2019年到現(xiàn)在，我們每個(gè)電堆的成本從100多萬(wàn)降到了30萬(wàn)，降了70％多。兩年后，還能再降一半。”他說(shuō)，“隨著技術(shù)進(jìn)步以及規(guī)?；慨a(chǎn)鋪開(kāi)，不僅是零部件領(lǐng)域能降低成本，制氫、運(yùn)氫這兩個(gè)當(dāng)下的大頭支出也能有效削減。”
制氫過(guò)程的綠色化，同樣有助于降低成本。
除了產(chǎn)量不穩(wěn)定的化工副產(chǎn)品制氫，電解水制氫是當(dāng)下通用的解決方案。但在外行眼中，用電分解水，再把制得的氫氣拿去發(fā)電，只會(huì)徒增轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損耗。況且，一開(kāi)始用來(lái)分解水的電若是火電一類，也難稱得上“清潔能源”。
“那要是用光伏、風(fēng)能發(fā)電呢？”易培云舉了申能集團(tuán)在內(nèi)蒙古的制氫項(xiàng)目的例子：一些礦區(qū)經(jīng)過(guò)多年開(kāi)采，很難再用作其他開(kāi)發(fā)用途。申能與當(dāng)?shù)睾献?，承包礦區(qū)建設(shè)光伏、風(fēng)能發(fā)電設(shè)備，用可再生能源發(fā)電制氫。多余的電力還能并網(wǎng)，以優(yōu)惠的價(jià)格賣給當(dāng)?shù)厥褂?，同時(shí)抵消一部分制氫成本，實(shí)現(xiàn)雙贏。
至于安全問(wèn)題，學(xué)界業(yè)界的普遍共識(shí)倒與大眾“談氫色變”的態(tài)度截然不同。美國(guó)落基山研究所首席科學(xué)家埃默里·洛文斯（amory lovins）指出，氫氣的擴(kuò)散程度是天然氣的4倍，是汽油煙霧的12倍，因此泄漏的氫氣會(huì)迅速擴(kuò)散，遠(yuǎn)離源頭。易培云說(shuō)，一旦發(fā)生氫氣泄漏，系統(tǒng)會(huì)立刻監(jiān)控到，并鎖閉氫瓶，相比鋰電池起火更可預(yù)測(cè)、可控制。
“任何被使用的能源都是純度較高、能量密集的，使用時(shí)都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。”清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)高文勝表示，關(guān)鍵在于建立準(zhǔn)入門檻，推動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)政策的制定與實(shí)施。
氫能技術(shù)將迎來(lái)跨越式發(fā)展
與這些終究能被解決的“瑕疵”相比，氫能在多領(lǐng)域的巨大優(yōu)勢(shì)更值得關(guān)注。
同化石燃料比，它無(wú)污染、可持續(xù)。同電能比，它可規(guī)?；鎯?chǔ)運(yùn)輸，能作為國(guó)家的能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備。氫燃料電池與鋰電池比，泛用性強(qiáng)，可在嚴(yán)寒等極端環(huán)境正常使用；能量密度高，可用于驅(qū)動(dòng)重型車輛、大型船只，乃至商用飛機(jī)。
“鋰電池受能量密度制約，靠電機(jī)帶動(dòng)輪船，首先得裝幾噸的電池，從體積和質(zhì)量看都不現(xiàn)實(shí)。而用燃料電池，3000噸的船只，只要并聯(lián)4個(gè)小小的電堆，輸出功率就足夠了。”易培云說(shuō)。
臨港肩負(fù)“打造世界級(jí)先進(jìn)制造業(yè)集群、突破關(guān)鍵核心技術(shù)”的重要任務(wù)，早在多年前就在該領(lǐng)域有所布局，并于2017年引入了上海氫晨。去年7月24日，中日（上海）地方發(fā)展合作示范區(qū)揭牌后，產(chǎn)業(yè)鏈加速集聚。目前園區(qū)已落地20多家企業(yè)，形成加氫站、電堆、雙極板、膜電極、系統(tǒng)、空壓機(jī)、儲(chǔ)氫瓶、碳紙、pem電解槽、檢測(cè)、整車產(chǎn)業(yè)鏈體系，國(guó)家補(bǔ)貼的8大核心零部件已落地7種。
在產(chǎn)業(yè)招商過(guò)程中，已成長(zhǎng)為國(guó)內(nèi)電堆龍頭企業(yè)的氫晨起了重要作用。吸引了上游的治臻、唐峰、嘉資，下游的中車、康明斯等企業(yè)。強(qiáng)吸引力的源頭，在于氫晨在高密度電堆的裝配制造方面領(lǐng)先的核心技術(shù)。
用通俗的話來(lái)解釋，電堆由數(shù)百塊極板堆疊而成，而囿于工藝與成本限制，它們的尺寸往往存在誤差。疊不齊，就會(huì)影響電堆輸出功率與穩(wěn)定性。氫晨運(yùn)用大數(shù)據(jù)與智能制造手段，將尺寸接近的極板精準(zhǔn)匹配，制造出功率密度高、冷啟動(dòng)快、抗振性能好、適合于大批量制造的電堆。以h2150f型電堆為例：其由400層極板堆疊而成，直線度卻能控制在國(guó)際領(lǐng)先的0.3毫米內(nèi)。
值得一提的是，正是臨港新片區(qū)在科創(chuàng)平臺(tái)方面的積極布局，催生了這樣一批前沿技術(shù)。上海智能制造研究院常務(wù)副院長(zhǎng)習(xí)俊通教授介紹，氫晨的電堆裝配制造技術(shù)正是依托交大的平臺(tái)，今后平臺(tái)也會(huì)在研發(fā)環(huán)節(jié)繼續(xù)發(fā)力，更好地賦能產(chǎn)業(yè)。8月16日，又有一批與知名高校院所共建的科創(chuàng)平臺(tái)集中入駐臨港科技城。易培云認(rèn)為，臨港的氫能產(chǎn)業(yè)將在幾年內(nèi)迎來(lái)技術(shù)跨越式發(fā)展，進(jìn)一步降低綜合成本、開(kāi)拓應(yīng)用場(chǎng)景。
應(yīng)用場(chǎng)景為王
目前，氫晨的客戶已遍布全國(guó)。在上海臨港、雄安新區(qū)、廣東佛山、江蘇南京、河南鄭州等地都有搭載氫晨電堆的重卡、公交和物流車投入運(yùn)營(yíng)。
氫晨能否成為燃料電池領(lǐng)域的寧德時(shí)代，在未來(lái)氫燃料電池汽車時(shí)代到來(lái)時(shí)，成為整車廠的主要供應(yīng)商？
臨港新片區(qū)無(wú)疑樂(lè)于見(jiàn)到本地企業(yè)成長(zhǎng)為行業(yè)巨頭。但在那一天到來(lái)前，還有哪些應(yīng)做的事？
寧德時(shí)代與鋰電池行業(yè)共同發(fā)展的這十年，或許能提供一些參考。企業(yè)在技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新與儲(chǔ)備固然重要，但電動(dòng)車能從傳統(tǒng)油車搶下一大塊曾被牢牢把持的市場(chǎng)，還要?dú)w功于不少“廠”外因素。
其一是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。試問(wèn)，如果充電樁很少，誰(shuí)還會(huì)買電車？即使是今天，西北地區(qū)等充電樁稀疏的地方，油車仍是絕對(duì)的主流選擇。同理，加氫站必須先于市場(chǎng)需求提前布局，否則其密度不夠，氫燃料電池車就無(wú)法推廣。
臨港已經(jīng)開(kāi)始布局。去年9月，臨港新片區(qū)首座油氫合建站奠基，目前已接近完工。新片區(qū)還提出，3年內(nèi)將在區(qū)內(nèi)建設(shè)14座兼具加氫、加油功能的綜合能源補(bǔ)給站。
另一方面，資金支持也有其必要性。易培云認(rèn)為，除了直接的補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)，設(shè)法降低市場(chǎng)用氫的成本更為重要。“現(xiàn)階段，加氫的價(jià)格還是高企不下，市場(chǎng)缺乏使用燃料電池汽車的動(dòng)力。末端的補(bǔ)貼能刺激市場(chǎng)增長(zhǎng)，反哺產(chǎn)業(yè)上游。”
亦或者，可以通過(guò)變通手段，以軟性的方式刺激需求。譬如，洋山港區(qū)常有貨車排隊(duì)，能否出臺(tái)相關(guān)規(guī)定，給氫能源車一條綠色優(yōu)先通道？類似的場(chǎng)景還有很多正等待臨港新片區(qū)發(fā)掘。
而對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)最為重要的，是搭建足夠多的示范應(yīng)用場(chǎng)景。“我們最渴求的就是本地市場(chǎng)。”多家企業(yè)表示，從成本角度考慮，燃料電池現(xiàn)階段最適合應(yīng)用于商用車上，臨港的優(yōu)勢(shì)就在于擁有大量的商用車應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)當(dāng)盡可能盡早開(kāi)發(fā)利用。
臨港新片區(qū)計(jì)劃到2025年落地1500輛氫燃料電池汽車，包括卡車、公交車、道路清掃車、叉車等。能否加快落地速度？能否在示范效應(yīng)較強(qiáng)的領(lǐng)域率先落地？記者從管委會(huì)建設(shè)和交通管理處了解到，未來(lái)將落地的中運(yùn)量公交線t6將采用氫燃料電池驅(qū)動(dòng)。那么，能否將目前規(guī)劃的6條中運(yùn)量公交線路都換成氫能？
毋需擔(dān)心步子邁得太大——在這個(gè)新能源汽車、智能汽車逐步取代傳統(tǒng)汽車地位的劇烈的變革期，同樣是一個(gè)充滿機(jī)遇的、巨大的窗口期。對(duì)于臨港新片區(qū)而言，抓住這個(gè)窗口，就有機(jī)會(huì)站在科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的制高點(diǎn)上，掌握全球話語(yǔ)權(quán)。
原標(biāo)題：能源革命近在眼前，上海能走出另一個(gè)寧德時(shí)代嗎？
掃描關(guān)注微信
寧德時(shí)代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...