氫風徐來：福田汽車探路“零碳”商用車
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2022-06-24
離2022年春節(jié)只剩下10天的時候,，楊彪帶著一支39人,、平均年齡28歲的團隊，來到了京城西北的延慶,。對于他們中的不少人來說,，接下來的挑戰(zhàn)不止是第一次在外過年,，而是16天后將要召開的北京冬奧會。往后的63天,，他們將接受“閉環(huán)”管理,，參與延慶賽區(qū)的通勤和貨運保障工作。
楊彪團隊隸屬于北汽福田汽車股份有限公司(以下簡稱福田汽車）,。這家國有控股企業(yè)共計派出1600余輛客,、卡車服務于冬奧會，而楊彪團隊的工作更具挑戰(zhàn)性,，因為需要他們保障的212輛車,，是首次規(guī)模化投入運行的“新物種”,，有著不一樣的“內(nèi)心”——動力既非來源于汽柴油,，也不是蓄電池，而是氫,。
所謂“氫能源”汽車,，一般指的是氫燃料電池車。其工作原理可簡單理解為：通過吸取大氣中的氧氣,，在燃料電池反應堆里與氫氣進行化學反應,，從而提取電離子，再升壓為車輛驅(qū)動用的電力,。
低溫狀態(tài)下難以啟動和電力衰減,，一直是新能源汽車的“攔路虎”，這也是楊彪最為擔心的事,?！把討c和張家口賽區(qū)地處山區(qū)，加上極寒天氣,，通行環(huán)境比較復雜,，最怕出現(xiàn)‘打不著火’和‘趴窩’的現(xiàn)象。但最終氫燃料電池汽車經(jīng)受住了考驗,，爬得了山路,、跑得了長距離，在低至零下二十幾度的氣溫下依舊平穩(wěn)運行,。我們圓滿完成了零失誤,、零故障、零風險的‘三零’工作目標,?！?/p>
早在2008年北京奧運會，3輛福田氫燃料客車就展開了示范應用,。14年后的冬奧會,，在延慶和張家口兩地部署的氫燃料車總數(shù)增加到了515輛,，創(chuàng)下氫燃料汽車服務國際賽事規(guī)模最大、車型數(shù)量最多的紀錄,。福田汽車歷經(jīng)跨越雙奧周期的探索,，使得氫成為冬奧客貨運的主力能源，氫燃料汽車實現(xiàn)了規(guī)?；瘧煤彤a(chǎn)業(yè)化突破,。
①
在元素周期表中排位第一的氫，作為能源的誘惑力顯而易見,。它是最輕的氣體,，也是最豐富的資源，在宇宙的普通物質(zhì)中,，氫的含量大約占了75%,。此外，氫的發(fā)熱值極高,，是汽油的3倍,、焦炭的4.5倍，是一種僅次于核能的能量來源,。最關鍵的是,，當氫通過氧氣助燃時，它會產(chǎn)生無害的水蒸氣,，而不是二氧化碳，其實際的溫室氣體排放量為零,，因此被譽為“終極清潔能源”,。
“為冬奧賽事提供保障工作的福田歐輝客車，排出的尾氣是水蒸氣,，是完全的‘零碳’排放,。以BJ6122車型為例，如果按每輛車每天行駛400公里計算,，每輛氫燃料客車可減少的碳排放量大約有231公斤,。”福田汽車研發(fā)副總裁鹿政華說,。
鹿政華介紹,，這款福田歐輝客車配備150KW大功率燃料電池發(fā)動機和70MPa氫系統(tǒng),采用了世界領先的干膜技術燃料電池及氫-電-碰撞多重耦合技術，車輛裝載全氣候耐極寒動力電池,，可實現(xiàn)零下30度極寒低溫啟動和零下40度低溫存放和停機自動保護,。同時，加注一次氫氣僅需10-15分鐘,，即可續(xù)航600公里,，能為賽事提供長時間,、多頻次的接駁服務。
“這次冬奧會的示范應用,，說明中國氫燃料電池汽車的關鍵技術已經(jīng)取得突破,，并且在某些應用場景中已達到世界領先水平?！鼻迦A大學車輛與運載學院教授楊福源說,。
早在2018年，全國政協(xié)副主席,、原科技部部長萬鋼便在《人民日報》撰文指出：在量大面廣的遠程公交,、城市物流、長途運輸?shù)仁袌?，純電動汽車尚不能滿足需求,，應及時把產(chǎn)業(yè)化重點向燃料電池汽車拓展。
商用車是氫燃料電池汽車應用的首選場景,。作為燃油消耗和污染大戶的商用車,，以僅占20%的汽車保有量消耗了51%的汽柴油，同時制造了56%的道路交通碳排放,。汽車行業(yè)想要為國家已定的“2030年前碳達峰,、2060年前碳中和”的目標貢獻力量，商用車的低碳轉(zhuǎn)型至關重要,。
過去幾年,，電動汽車在與氫能汽車的競爭中搶得先機。大型汽車制造商大多推出了電動車型,，其中一些還承諾今后只生產(chǎn)電動汽車,。并且各國政府也紛紛斥巨資建設充電網(wǎng)絡。但是,，對于長途客貨運等化石燃料消耗巨大且不太容易接入電源的運輸系統(tǒng)而言,，氫能可能是降低碳排放的關鍵所在。在不遠的將來,，氫很可能取代汽柴油,，成為卡車、客車等商用汽車的最主要動力來源,。
作為國內(nèi)最早從事氫燃料電池車輛開發(fā)的企業(yè),，福田汽車于2006年聯(lián)合清華大學承接國家“863計劃”，并率先完成氫燃料電池商用車技術積累,、示范性運營,。2019年，福田汽車“氫燃料電池客車關鍵技術及應用”項目,，獲得“中國汽車工業(yè)科技進步一等獎”,。
鹿政華表示,，不同的技術路線適用不同的場景，續(xù)航500公里以上的城間中長途客運和中長途干線物流,，是氫燃料電池商用車首選場景,。一方面，商用車的體積,、載荷較大,，采用氫燃料電池汽車可以減少額外負擔的電池重量；另一方面,，氫燃料加注時間短,、續(xù)航里程長，在運輸距離較長的商用場景下具有比較優(yōu)勢,。此外,，商用車的行駛路線相對確定，更容易布局加氫站,。
目前,，福田汽車已推出輕卡、中重卡到客車的全系列氫能源商用車,，覆蓋城市物流,、冷鏈、環(huán)衛(wèi),、中長途客運和物流等多種應用場景,。“我們對于氫燃料商用車的銷售目標,，是2023年達到4000輛,，2025年達到1.5萬，2030年累計實現(xiàn)20萬輛,。”鹿政華說,。
②
集中在冬奧會期間展示氫燃料電池汽車,，一方面體現(xiàn)了中國對擴大氫能源應用場景的決心，另一方面也讓外界對氫燃料電池汽車的前景充滿了想象,。但必須承認,，氫能源汽車的發(fā)展仍處在早期階段，其產(chǎn)業(yè)化道路面臨諸多挑戰(zhàn),。
圖注：福田氫燃料電池汽車助力“綠色冬奧”
此前最不看好氫能源汽車的人,，當屬特斯拉創(chuàng)始人馬斯克。他曾在社交網(wǎng)絡發(fā)帖,，運用諧音梗把Fuel cells(燃料電池)稱為Fool sells(愚蠢交易),。
氫的氣候友好程度,，取決于它從哪里來，即生產(chǎn)氫氣采用的是何種能源,。以生產(chǎn)過程是否排放二氧化碳為標準,，技術人員將氫氣分成灰氫、藍氫和綠氫,。
灰氫是通過煤炭,、石油等燃燒產(chǎn)生的氫氣，生產(chǎn)過程有著巨大的碳足跡,。藍氫同樣使用化石能源生產(chǎn),，但是過程中產(chǎn)生的二氧化碳被捕獲或再利用。綠氫則來自用可再生電力將水分解成氫原子和氧原子,，因此完全沒有碳足跡,。
目前，我國氫氣主要來自化石能源,，尤其是煤炭,，氫源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“以煤為主”的特點，綠氫比例僅占1%,。
對氫能源汽車持反對意見的人士由此認為,，氫的制備過程存在大量能源損失和污染物排放，再去制造所謂零碳排放的氫燃料汽車,，這種模式可謂“多此一舉”,。基于當前氫源結(jié)構(gòu)發(fā)展氫能,，不僅與能源轉(zhuǎn)型,、節(jié)能減排的初衷南轅北轍，還將造成“越發(fā)展,、越耗能,、越污染”，甚至還會出現(xiàn)“生產(chǎn)地污染,、消費地清潔”的現(xiàn)象,。
福田汽車黨委副書記吳海山認為：目前電力的重要來源是火力發(fā)電，純電動汽車所采用的能源,，也很難稱得上完全清潔,。國家未來將加大水、風,、光發(fā)電的比例,，用清潔電力再制氫，這是可持續(xù)發(fā)展的一個重要方式和途徑。
簡而言之,，氫是一種清潔燃料,，但前提是它必須以清潔的方式生產(chǎn)。隨著可再生能源更多的應用于氫氣制取,，及氫氣運輸技術的提升,，氫能源汽車的全生命周期碳排放將繼續(xù)降低。
實際上,，國家政策層面對更清潔的氫能源早已做出安排,。今年3月，國家發(fā)改委印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》,，明確了氫能源行業(yè)的發(fā)展目標,，其中最重要的兩點是：到2030年，形成較為完備的氫能源產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新體系,、清潔能源制氫及供應體系,；到2035年，形成氫能源產(chǎn)業(yè)體系,，構(gòu)建涵蓋交通,、儲能、工業(yè)等領域的多元應用生態(tài),。
對于氫能源行業(yè)來說,，這一規(guī)劃具有里程碑意義。這意味著氫成為了國家能源體系的重要組成部分以及重點發(fā)展方向,。
根據(jù)國際氫能委員會預測,，到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求,，創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值,。屆時,，氫燃料電池汽車將在全球車輛保有量中占據(jù)20%至25%,，成為與汽油、柴油,、蓄電池并列的終端能源體系消費主體,。
吳海山說，對于福田汽車而言,冬奧會更像是一次大練兵,。“我們此前提出了‘以新能源為契機,、再造一個新福田’,。福田氫燃料電池汽車通過在冬奧會的多型號、多場景集中展示,，相信在未來市場上,，能夠快速占領制高點,。”（財富中文網(wǎng)）
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