地球知識局

文字 | 緋紅之豬

制圖 | 果栗乘 校對 | 朝乾 編輯 | 果栗乘

眾所周知，中國在電動車領(lǐng)域碾壓日本，但日本也有自己以為的大招，那就是曾被寄予厚望的氫能源汽車。

早在當年路線之爭的時候，日本就壟斷了氫能汽車的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈，但僅僅十年時間，中國在這個日本幾乎獨門壟斷的領(lǐng)域也開始發(fā)力。

雖然日本的技術(shù)仍然領(lǐng)先，但是受限于市場體量和應(yīng)用，在氫能源汽車的實際應(yīng)用上其實遙遙落后于我國。

以加氫站的建設(shè)為例，日本截至2023年底僅建成166座加氫站，遠遠低于預(yù)期。加氫難問題，成為制約日本氫能源汽車發(fā)展的瓶頸。

加氫站分布比較集中，且大多分布在大城市周圍▼

歐美日韓強推氫能源，卻讓消費者買單的做法，被現(xiàn)實無情打臉。根據(jù)日本汽車經(jīng)銷商協(xié)會（JADA）數(shù)據(jù)，24年日本氫能源乘用車銷量僅有697輛。

相比之下，中國卻選擇了一條“悶聲發(fā)大財”的路子，以大巴、卡車為代表的商用車作為試點先行。到2023年，中國氫能源汽車銷量約5800輛，占全球總銷量近4成，悄咪咪地來到世界第一。

為什么是重卡？

這兩年，中國新能源汽車大殺四方，市場卷得昏天黑地。不過在一個細分領(lǐng)域，新能源汽車卻依舊難以撼動燃油車，那就是重卡。

原因也不難理解，重卡做純電版，電耗實在太高。為了保證續(xù)航，必須配備超大電池能量的動力電池。不僅充電巨慢，還會顯著增加車重與電耗，最終變成面多加水、水多加面的困境。

用氫燃料電池重卡逐漸取代燃油重卡，不僅沒有上述痛點，好處更是多多：重卡的行程軌跡固定，便于以高速公路的節(jié)點建設(shè)加氫站，形成“由點到線”的覆蓋。

去年，中石化建成了橫跨京津冀魯蘇滬的“京滬氫能交通走廊”，兩輛49噸氫能重卡從北京出發(fā)，經(jīng)過53小時、1500公里的旅途，成功抵達上海。

京滬氫能走廊也是目前全球最長的氫能走廊

（圖：中國石化）▼

這是我國首次長距離、跨區(qū)域的氫能源汽車運輸測試，此前還已建成了京津、成渝、滬嘉甬、濟青和漢宜高速的氫能交通走廊。

另一個好處是在環(huán)保上：重卡一直是二氧化碳與各種污染物的排放大戶，1輛49噸柴油重卡的碳排放就相當于40輛燃油小轎車。

截至21年，我國3億汽車保有量中，重卡以850萬輛的小體量，就占到全部二氧化碳排放量的一半。重卡領(lǐng)域普及氫能源，對我國的減碳計劃起到立竿見影的效果。

前面提到日本推廣氫能源汽車撲街，最關(guān)鍵的還是車貴、加氫難。而我國的解決之道是對購買氫能源重卡、建設(shè)加氫站、加氫以及高速費進行補貼或減免。

以某國產(chǎn)品牌49噸重卡為例，柴油版售價40~50萬元、純電版近百萬，而氫能源版本則高達150萬。

但國家與各地方政府的補貼額度相加近110萬元，這樣一來，氫能源重卡的實際價格已基本與燃油版持平。

除了買車，高速費也是重卡TCO（全生命周期擁有成本）的大頭。目前，已有陜西、山東、吉林、四川和內(nèi)蒙古鄂爾多斯等地免除氫能源重卡高速費。

其實有些地區(qū)不僅對氫能源重卡免高速費

還有購車補貼算下來更便宜▼

加氫這塊也有相應(yīng)補貼，一般來說，跑同等距離下加氫費用是柴油的2~3倍，補貼的目的則是盡可能讓兩者相當，吸引用戶換車。

氫氣是你不似你

氫能源汽車加氫貴，除了加氫站建設(shè)費用高外，主要是制氫、運氫、儲氫的成本目前還很高。

氫氣密度實在太低，一輛20兆帕的長管運氫車只能運約350公斤氫氣，跑一百公里光運輸成本就高達10元/千克。隨著距離增加，運輸成本將顯著上升。

給氫氣降溫液化，密度高了一次運輸?shù)牧坎痪痛罅藛幔繂栴}是氫氣的沸點僅為-253℃，需要設(shè)計復(fù)雜的絕熱系統(tǒng)儲存，成本依然很高。

針對運氫的諸多痛點，我國同時搞了好幾條低成本運氫路線，其中一條是先制氫氣，再把氫氣做成氨氣。氨氣液化運輸?shù)郊託湔竞?，現(xiàn)場高溫催化制成氫氣與氮氣的混合氣。

相比氫氣，氨氣在運輸上的優(yōu)勢太多了：液氨安全不容易泄漏、常溫下加壓即可液化，用普通的鋼瓶就能大量運輸。作為重要化工原料，氨氣已被廣泛用于化肥、化纖、軍事等領(lǐng)域，我國的產(chǎn)能極為龐大。

22年9月，我國首座“氨現(xiàn)場制氫加氫一體站”在福建福州市長樂區(qū)建成，實現(xiàn)了氫氣現(xiàn)加現(xiàn)做。一輛氫能源巴士10分鐘就能加好氫氣，續(xù)航400多公里。如果這個技術(shù)成熟能鋪開全國，我國氫能源汽車的發(fā)展又能上一個新臺階。

以氨作為氫氣的儲能載體

通過氨在線制氫、分離純化、升壓加注

（圖：紫金礦業(yè)）▼

另一條路線是固態(tài)儲氫，即用易得的金屬鎂與氫氣反應(yīng)生成二氫化鎂。二氫化鎂是可以在常溫常壓下運輸，加熱到400℃后即分解生成氫氣。

二氫化鎂在儲氫方面最大的優(yōu)勢，是每立方米可儲氫高達110千克，且制氫后剩余的鎂還能重復(fù)利用。我國是一個產(chǎn)鎂大國，24年原鎂產(chǎn)能高達136萬噸，獨占全球原鎂產(chǎn)能的近80%。

早在23年，上海交大氫科學(xué)中心牽頭研發(fā)了一種40尺集裝箱大小的鎂基固態(tài)儲運氫裝置，單次最多能運1噸的氫氣，是主流20兆帕長管運輸車的近3倍。

鎂基固態(tài)儲氫反應(yīng)過程簡單

無三害物質(zhì)產(chǎn)生

可回收且對環(huán)境友好▼

前面提到，把氫氣裝管子里用車運成本太高，但是鋪設(shè)更大、更長的管子運氫，成本一下就降下來了，這就是管道輸氫。

目前我國正在搞“西氫東送”，即用西部地區(qū)豐富的風電、水電、光伏等可再生能源制氫，再通過管道輸送到用氫量大的東部地區(qū)。

23年4月，我國首條“西氫東送”管道開工，這條從內(nèi)蒙古烏蘭察布到北京、全長400余公里的管道建成后，將擁有10萬噸/年的運力。

巴陵—長嶺氫氣輸送管線

是目前國內(nèi)已建成的最長氫氣輸送管線

（圖：中國石化）▼

這條管道更大的意義在于環(huán)保：當前，京津冀地區(qū)主要使用化石能源制氫，也就是所謂的“灰氫”、“藍氫”，還是不夠環(huán)保。

內(nèi)蒙古得天獨厚的風、光資源，非常有利于生產(chǎn)環(huán)保的“綠氫”，再輸送到京津冀地區(qū)，構(gòu)建從制氫到用氫的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

內(nèi)蒙古烏蘭察布市輝騰錫勒草原上的能源基地

（圖：圖蟲創(chuàng)意）▼

氫能源，我們必須要搞

我國致力于氫能源發(fā)展，歸根結(jié)底是為了降低碳排放，實現(xiàn)“碳達峰”、“碳中和”目標，在可預(yù)見的未來徹底扭轉(zhuǎn)以化石能源為主的能源消費結(jié)構(gòu)，變?yōu)榭稍偕茉礊橹鳌?/p>

數(shù)據(jù)顯示，能源活動是我國的主要碳排放來源，其中能源工業(yè)、制造業(yè)與建筑業(yè)以及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的燃料燃燒，制造了絕大部分碳排放。

比如水泥行業(yè)是我國的碳排放大戶，占全國碳排放量約13%。水泥在熟料煅燒環(huán)節(jié)需要靠燃料燃燒提供熱量，目前的燃料主要還是煤炭。如果使用可再生的氫能源，則能顯著降低水泥行業(yè)的碳排放。

氫能源還可以使我國逐步降低對進口化石能源的依賴，實現(xiàn)能源自主。24年前十個月，我國進口原油45710萬噸，花費外匯高達2724.2億美元。

從2019年以來

我國每年進口原油都在5億噸以上▼

花外匯多是一回事，再加上進口的原油80%都走馬六甲海峽運輸。這已經(jīng)不是把雞蛋放在一個籃子里，這是整個雞窩都在一個籃子里了。

大力發(fā)展氫能源，還可以徹底重塑我國的電力系統(tǒng)，有效利用可再生能源發(fā)出的電力，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的清潔化。

24年，我國水電、核電、風電、太陽能發(fā)電裝機量持續(xù)增長，但傳統(tǒng)碳排放大戶火電還占據(jù)小一半的比例。

中國能源結(jié)構(gòu)正在向清潔能源加速轉(zhuǎn)型▼

因為風電和太陽能發(fā)電都有先天的問題，簡單說就是“旱的旱死、澇的澇死”，存在隨機間歇性。這種隨機性、間歇性會對現(xiàn)有電網(wǎng)造成沖擊，增加電網(wǎng)調(diào)峰難度。

現(xiàn)在有了氫能源，風電和太陽能發(fā)電的先天不足就有了解決方案：用風電和太陽能發(fā)出的電水解制備“綠氫”，經(jīng)儲存和輸送后用于發(fā)電接入電網(wǎng)。

這兩年，我國在烏蘭察布、鄂爾多斯、巴林左旗等地，利用當?shù)刎S富的風力、太陽能資源，上馬了一批風光電制綠氫項目，其實就是這個邏輯。

內(nèi)蒙古達茂旗天然氣摻燒綠氫示范項目

（圖：中國華電）▼

以氫能源為代表的能源轉(zhuǎn)型，注定會是一條艱辛伴隨著陣痛的道路，但我們必須要搞。從經(jīng)濟角度，氫能源產(chǎn)業(yè)鏈長，制、運、儲和用等諸多環(huán)節(jié)將會帶動產(chǎn)業(yè)升級，成為新的經(jīng)濟增長點。

氫能源可以說是一個新的賽道，賽道上的玩家也基本都在同一個起跑線上，我國持續(xù)投入有助于保持技術(shù)優(yōu)勢，提升國際競爭力。

總之，我國大搞氫能源，是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型、應(yīng)對氣候變化、推動高質(zhì)量發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇。

1、《2024年日本加氫站行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析》

2、《相比氫燃料電池重卡，純電重卡有未來嗎？》

3、《讓重型卡車“氫”裝上陣》

4、《中國石化成功探路京滬氫能交通走廊》

5、《續(xù)航突破1000公里的福田氫能重卡有什么黑科技？》

6、《國家隊出戰(zhàn)：福田氫能重卡 亮相世界智能網(wǎng)聯(lián)汽車大會》

7、《多地免收高速通行費——暢通氫能車發(fā)展賽道》

8、《為什么只有重卡才能撐起氫燃料電池的商用夢？》

9、《日本壓上國運的氫能源，出路只能在中國？》

10、《科普 | 什么是車載輸氫？》

11、《全球首臺噸級鎂基固態(tài)儲運氫車駛?cè)肷虾＝淮蠼淮笮@！》

12、《我國首條“西氫東送”管道納入國家規(guī)劃》

13、《國家能源局發(fā)布2024年1-8月份全國電力工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)》

14、《氫能有望成水泥業(yè)減碳突破口》

15、《受益于氫能政策利好，氫能車招標量已超去年全年》

16、《中國氫能源汽車全球市場份額超越韓國》

*本文內(nèi)容為作者提供，不代表地球知識局立場

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