原文來(lái)源：中國能源報
作者：朱妍
氫能重卡兼具清潔性、可行性
在京津冀及周邊地區、汾渭平原等區域，柴油車(chē)污染是長(cháng)期存在的突出問(wèn)題。按照生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)改委等10部委及中國鐵路總公司聯(lián)合印發(fā)的《柴油貨車(chē)污染治理攻堅戰行動(dòng)計劃》，到2020年，排放達標率要實(shí)現明顯提高，初步形成綠色低碳、清潔的交通運輸體系。
除了對現有車(chē)輛實(shí)施清潔改造、環(huán)保升級，能否從源頭直接杜絕排放？日前，中國工程院院士干勇就此提出“柴改氫”的思路，建議開(kāi)創(chuàng )氫能“重卡時(shí)代”，優(yōu)先發(fā)展氫能源商用物流車(chē)?！拔覈鴼淠馨l(fā)展目前主要靠交通領(lǐng)域應用帶動(dòng)，氫能及燃料電池相關(guān)技術(shù)取得了快速發(fā)展。在重型柴油車(chē)密集的港口、碼頭、工業(yè)園區等區域，改用氫能重卡替代柴油車(chē)，既可減輕污染排放壓力，也具備實(shí)現規模效益的可能性?！?/p>
生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國移動(dòng)源環(huán)境管理年報（2019）》顯示，汽車(chē)是移動(dòng)源污染排放的主要貢獻者。其中，柴油貨車(chē)使用強度高、單車(chē)排放大，保有量只占全國總量的7.9%，一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物及顆粒物（下稱(chēng)“四種污染物”）的排放量，卻分別占到汽車(chē)排放總量的10%、18.8%、60%與84.6%以上。
“在港口、碼頭、工業(yè)園區等特殊區域，重型柴油車(chē)密集，尾氣排放對霧霾顆粒物的貢獻達到77.8%以上?！备捎路Q(chēng)，上述區域應率先考慮使用氫能重卡。
選擇氫能重卡作為“替代者”，首先源于其清潔性。中科院大連化學(xué)物理研究所燃料電池部部長(cháng)邵志剛表示，從原理來(lái)看，車(chē)輛所用的氫燃料電池與汽車(chē)內燃機類(lèi)似，只需保持氫與氧的供應，即可源源不斷產(chǎn)生電能。燒的是氫、產(chǎn)出的是電、排出水，無(wú)需經(jīng)過(guò)“燃燒”環(huán)節，沒(méi)有氮氧化物等污染物，更不用擔憂(yōu)尾氣排放等。
同時(shí)，氫燃料汽車(chē)更適合長(cháng)距離、重載量的物流運輸，在上述區域具備應用基礎。干勇說(shuō)，港口貨物吞吐量大、往來(lái)密集，柴油車(chē)數量多且使用頻率高。若改為氫能重卡，氫能消耗量大，便于集中布局大型加氫站，可有效降低加氫等運營(yíng)成本。此外，沿海港口附近多建有大型鋼鐵及聯(lián)產(chǎn)焦化企業(yè)，副產(chǎn)氫來(lái)源有保障，加上便捷的交通條件，氫源運送便利，也易于規劃建設氫能輸送網(wǎng)絡(luò )，可進(jìn)一步提高氫能綜合利用的經(jīng)濟效益。
“應用氫能重卡，將使港口從霧霾重災區變?yōu)榍鍧嵤痉秴^，大大減輕污染壓力。以唐山為例，當地鋼鐵產(chǎn)能超過(guò)1億噸，占河北省的55%，煤炭、鐵礦石及鋼鐵等物品運輸總量約6億噸/年。全市煉焦產(chǎn)能約為3600萬(wàn)噸，可提純氫氣約50億立方米，足夠供應3萬(wàn)輛重卡。若全部實(shí)施柴改氫，四種污染物的減排量，分別占當地機動(dòng)車(chē)總排放的6.5%、12%、36%和55%?！备捎路Q(chēng)。
性能要求嚴，目前替代成本偏高
記者還了解到，由于汽運行業(yè)存在大量個(gè)體從業(yè)者，每輛柴油貨車(chē)就對應1個(gè)家庭，每?jì)奢v車(chē)可能就是一家個(gè)體運輸企業(yè)。在替代過(guò)程中，成本是又一個(gè)關(guān)鍵因素。使用者可否承受？
中國工程院院士、氫能與燃料電池重大咨詢(xún)項目負責人彭蘇萍表示，燃料電池車(chē)用氫成本需控制在40元/公斤，才能真正具備競爭力。中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高認為，氫燃料終端消費價(jià)格降至每公斤30元，才能與柴油重卡競爭。而據多位人士證實(shí)，現階段，實(shí)際成本還達不到上述水平。
佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院副研究員趙吉詩(shī)告訴記者，氫能重卡的載重量往往高達數10噸，運輸單程動(dòng)輒數百、上千公里，應用場(chǎng)景較為復雜。相比客車(chē)、轎車(chē)等其他類(lèi)型的燃料電池汽車(chē)，其對壽命、功率、電堆、動(dòng)力系統等要求更高，穩定性、可靠性也需更有保障?！叭魧⑻Ц叩某杀巨D嫁到運營(yíng)者或企業(yè)身上，對方一定難以接受。在現行條件下，成本仍是氫能重卡推廣的一道門(mén)檻?！?/p>
另有專(zhuān)家表示，局限不僅在于車(chē)輛自身。氫能重卡的動(dòng)力系統功率大，導致氫耗較高，需配備更大密度的儲氫裝置。但受到儲氫技術(shù)整體發(fā)展制約，車(chē)載儲氫瓶目前還不能滿(mǎn)足運營(yíng)需求，成本相對偏高?！坝捎跉淠苤乜ǖ挠脷淞看?，氫氣使用成本在運營(yíng)中占比較大，必須保證氫氣供應、儲運的經(jīng)濟性?！?/p>
干勇認為，在提升技術(shù)、裝備水平的同時(shí)，通過(guò)規模效益，可以使氫能重卡的運營(yíng)成本降至與柴油貨車(chē)相當的水平，降成本具備可行性?！鞍凑彰寇?chē)運輸30噸貨物、運距1000公里計算，單車(chē)次消耗柴油250公斤。以國內主要海港的運量為基數，一個(gè)月60%的貨物由公路運輸，估算約1600萬(wàn)車(chē)次，消耗柴油400萬(wàn)噸，折算氫氣為240萬(wàn)噸/月。短途運輸可改用鐵路，解決方案還是柴改氫?！?/p>
提升全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的經(jīng)濟性
根據國際氫能理事會(huì )預測，到2030年，氫能將為大約1000萬(wàn)-1500萬(wàn)輛汽車(chē)及50萬(wàn)輛卡車(chē)提供動(dòng)力。不同于韓國、日本等國，以乘用車(chē)作為當前銷(xiāo)售的主要增量，我國燃料電池汽車(chē)主要是商用車(chē)。在多家企業(yè)，氫能重卡已被列為發(fā)展對象。
山東重工集團董事長(cháng)、濰柴動(dòng)力董事長(cháng)譚旭光認為，山東作為產(chǎn)氫大省，廢氫、可回收的氫每年約有100萬(wàn)噸，至少可支撐10-12萬(wàn)輛氫燃料汽車(chē)運行。而山東又是一個(gè)高速公路物流樞紐的聚集地，基于現有技術(shù)的場(chǎng)景應用及成本的現實(shí)性，濰柴集團確立了在200公里以?xún)韧斗艢淙剂想姵剀?chē)的計劃。經(jīng)過(guò)近10年思考，重型車(chē)一定要走燃料電池路線(xiàn)，在城市間和中長(cháng)途車(chē)上，氫燃料電池有望快速發(fā)展。目前，集團的燃料電池發(fā)動(dòng)機功率達到150千瓦，并應用在重型汽車(chē)上，兩萬(wàn)臺套燃料電池基地已示范投產(chǎn)。
“綜合來(lái)看，氫燃料電池動(dòng)力系統更適合長(cháng)途、大型高速重載車(chē)輛替代柴油機，市場(chǎng)競爭力主要在溫度較低的北方地區。此外，輪船、飛機、作業(yè)機械等都是柴油機，用途極其廣泛?！睔W陽(yáng)明高提出，氫能進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵，在于燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)經(jīng)濟性。
上述專(zhuān)家也稱(chēng)，氫能重卡發(fā)展與技術(shù)成熟度密切相關(guān)，目前符合其系統性能的大功率燃料電池技術(shù)仍待完善，成本也因此下不來(lái)。實(shí)現氫能重卡批量化生產(chǎn)及示范運營(yíng)，不僅要解決成本問(wèn)題，技術(shù)可靠性也要在測試中不斷提升。
在趙吉詩(shī)看來(lái)，技術(shù)及成本問(wèn)題尚未突破之前，短期可考慮補貼、獎勵等方式，激發(fā)使用積極性?！跋啾炔裼拓涇?chē)，氫能重卡的用戶(hù)需付出更高成本。比如能不能像碳市場(chǎng)一樣，少排放可獲益、多排放有成本，讓那些為減排作出貢獻的人獲得相應鼓勵，在一定程度上彌補成本上升?！?/p>
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