加氫3分鐘,續(xù)航600公里,零下30℃照樣跑,這匹綠色黑馬正在悄悄改變我們的出行方式。
2022年北京冬奧會期間,一批藍(lán)白相間的氫燃料電池車成為賽場外的一道風(fēng)景線。它們搭載著“氫騰”燃料電池系統(tǒng),在零下30攝氏度的嚴(yán)寒中穩(wěn)定運(yùn)行,承擔(dān)了賽區(qū)80%-90%的運(yùn)力保障任務(wù)。
這些車輛每次加氫僅需10分鐘,續(xù)航卻超過600公里,真正實(shí)現(xiàn)了“零排放”——只排放水,是名副其實(shí)的“終極環(huán)保車”。
北京冬奧會創(chuàng)下了一個紀(jì)錄:成為歷屆冬奧會中清潔能源車輛占比最高的一屆,達(dá)到84.9%。而氫燃料電池汽車無疑是這場綠色出行革命的主角。
賽事期間,共有超過1000輛氫燃料電池汽車投入服務(wù),其中816輛作為主運(yùn)力穿梭于三個賽區(qū)之間。這一規(guī)模使北京冬奧會成為全球氫燃料電池汽車最大規(guī)模的集中示范運(yùn)營場景。
為什么冬奧會會選擇氫燃料電池汽車?答案是嚴(yán)苛的環(huán)境考驗(yàn)。
延慶和張家口賽區(qū)氣溫低、坡度陡,海拔落差近2000米,對車輛性能提出了極高要求。純電動汽車在寒冷環(huán)境下掉電快,功率密度相對較低,而氫燃料電池汽車恰好在低溫、大功率情況下表現(xiàn)優(yōu)異。
福田汽車的工程師們早在2019年底就在內(nèi)蒙古海拉爾完成了極寒測試,確保車輛能適應(yīng)冬奧賽場的極端條件。
氫燃料電池汽車并非全新概念。早在2008年北京奧運(yùn)會,就有3輛氫燃料電池汽車示范運(yùn)行。但當(dāng)時的技術(shù)成熟度與現(xiàn)在不可同日而語。
本屆冬奧會使用的氫燃料電池客車實(shí)現(xiàn)了-30℃低溫啟動和-40℃極寒存放,解決了新能源汽車在北方地區(qū)冬季使用的痛點(diǎn)。
這一突破得益于國家電投氫能公司等企業(yè)研發(fā)的“氫騰”燃料電池系統(tǒng),其電堆額定功率達(dá)到115KW,且材料全部實(shí)現(xiàn)自主化。
福田汽車獨(dú)家研發(fā)的“U度”綜合熱管理技術(shù)堪稱“節(jié)能高手”。它能將氫燃料電池產(chǎn)生的廢熱循環(huán)利用,為車內(nèi)采暖和前風(fēng)窗除霜除霧。
當(dāng)燃料電池功率達(dá)到75%時即可實(shí)現(xiàn)全余熱供暖,使整車能耗降低7.6%。這項(xiàng)國內(nèi)首創(chuàng)的技術(shù)不僅降低了運(yùn)營成本,還為車輛在極寒環(huán)境下的舒適性提供了保障。
為確保真正實(shí)現(xiàn)零碳出行,本屆冬奧會采用了“綠電制綠氫”的方案。北京環(huán)宇京輝公司利用光伏、風(fēng)能等可再生能源制取氫氣。
該公司每天向冬奧會供應(yīng)約1.5噸氫氣,僅2月4日至14日期間,北京和延慶賽區(qū)的312輛氫燃料電池汽車就累計(jì)使用氫氣42.04噸。
冬奧會的大規(guī)模示范運(yùn)營為氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)提供了寶貴的驗(yàn)證機(jī)會。國家電投氫能公司總經(jīng)理張銀廣坦言:“服務(wù)冬奧會要求非常嚴(yán)苛,實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和實(shí)際運(yùn)營場景存在差異,我們在產(chǎn)品可靠性、耐低溫、抗震方面克服了諸多挑戰(zhàn)。”
這次集中展示不僅驗(yàn)證了技術(shù)的可靠性,還探索了商業(yè)模式的創(chuàng)新。張銀廣透露,此次服務(wù)冬奧會的車輛不再單純依賴政府采購,而是通過搭建社會化平臺吸引社會資本參與。通過材料國產(chǎn)化和技術(shù)創(chuàng)新,整車價格降低了三分之一以上,接近鋰電池汽車的水平。
冬奧會的示范效應(yīng)已經(jīng)顯現(xiàn)。在張家口市,氫燃料電池公交車已從單一線路擴(kuò)展至市區(qū)16條公交干線。目前,該市已有440多輛氫燃料電池公交車上路運(yùn)營,累計(jì)安全運(yùn)行里程超過6000萬公里,服務(wù)乘客1.6億人次。
盡管氫燃料電池汽車在冬奧會期間表現(xiàn)出色,但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣仍面臨挑戰(zhàn)。目前全國燃料電池汽車保有量剛剛突破1萬輛,與純電動汽車的1310萬輛相比仍有較大差距。
中國雖已是全球最大的制氫國,但氫氣儲運(yùn)成本較高。目前主要采用高壓氣態(tài)長管拖車運(yùn)輸,管道運(yùn)輸仍是短板。
值得期待的是,“西氫東送”輸氫管道示范工程已啟動建設(shè),這條起于內(nèi)蒙古烏蘭察布市、終點(diǎn)位于北京燕山石化的管道,全長400多公里,是中國首條跨省區(qū)大規(guī)模長距離純氫輸送管道。
氫燃料電池汽車正從公交車擴(kuò)展至更多場景。上海氫通能源集團(tuán)與徐工集團(tuán)聯(lián)合打造了全球最大噸位的260噸氫能礦卡,長14.748米,滿載重量超過405噸。
在燃料電池乘用車領(lǐng)域,現(xiàn)代汽車集團(tuán)在廣州建設(shè)首個海外氫燃料電池系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)基地,豐田也在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)落地燃料電池項(xiàng)目。
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到2025年燃料電池車輛保有量達(dá)到約5萬輛。各地也紛紛出臺支持政策,北京計(jì)劃到2025年推廣氫燃料電池汽車突破1萬輛,建設(shè)加氫站74座。
張家口市的氫燃料電池公交車司機(jī)孫曉麗們已經(jīng)習(xí)慣了這種新型交通工具:“現(xiàn)在的公交車密封性更好,駕駛起來更加輕松,不用再像以前需要提前打火熱車,冬天也很少出現(xiàn)故障。” 冬奧會結(jié)束后,這批“氫騰”客車?yán)^續(xù)在各地服務(wù),成為流動的綠色遺產(chǎn)。
技術(shù)的進(jìn)步永無止境。上海氫通能源集團(tuán)開發(fā)的“氫采300”燃料電池系統(tǒng),已實(shí)現(xiàn)-40℃極寒啟動,壽命可達(dá)25000小時。隨著國產(chǎn)化推進(jìn)和政策支持,氫燃料電池汽車有望在2035年達(dá)到百萬輛級規(guī)模。