12月23日,中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高,在中國電動汽車百人會論壇(2020)媒體溝通會上表示,基於可再生能源,氫能具有更低的儲能成本,優於電池儲能。
歐陽明高認為,氫能是新能源技術體系的重要組成部分,與化石能源相連意義不大。通過電解水制氫,是解決可再生能源不穩定性的重要途徑之一。
“氫能的合理性取決於可再生能源轉型中的大規模能量儲存。”歐陽明高介紹說,小規模、短週期的能量儲存可以使用電池,但是大規模、長週期能量儲存需要氫能。尤其是中國西北部地區的集中式光伏電站和風電場,需要大規模、長週期的儲存。另外,氫能是多元化利用需求。不僅車要用,將來工業原料、農業的化肥、甚至醫學、鍊鋼、取暖等等都要用。
歐陽明高表示,今年隨著歐洲氫能路線圖等相關規劃的出臺,多家大型國際能源企業開始積極介入氫能。“例如BP、殼牌、西門子、法國EDF等大型能源公司。因為歐洲出臺了面向低碳轉型、全方位技術的一攬子計劃,還有氫能和燃料電池的專項。”
歐陽明高進一步分析表示,在可再生能源體系下,氫能具有三大優點:
一是儲氫比電池儲電價格低。一公斤氫可發電34度,儲能電池最低為800元。儲氫壽命長,儲能電池迴圈約在900次左右,按1元/計算,就是1000元/千瓦時。儲氫1千瓦時約為100元左右。另外,車載的情況有所不同,由於體積限制,有時會下降3—5倍;二是儲氫與儲電有互補性。電池是高頻雙向調節,氫能是低頻調節,這兩個是互補;三是氫能作為商品的屬性更好。例如,現在日本可以從澳洲購買氫能,而不能直接從澳洲購買電。
構建全鏈條成本優勢
儲能對於新能源產業發展具有重要價值。歐陽明高認為,一種儲能方式好不好,關鍵在於可再生能源生產、運輸、儲存全鏈條成本。
“可再生能源發電電價將極其便宜,儲能的成本反而會佔很高的比例。為什麼有了氫燃料電池,還要制氫?只要電的成本足夠低,制氫效率低一點,但是儲存的成本可能高好幾倍。”
當前,圍繞氫能儲運存在多種爭議。長管拖車被認為“不經濟”,而管道運氫的建設成本太高,歐陽明高認為,通過創新模式,或許將解決儲運難題。
“現在在探索長途輸電、當地制氫,比如把西部的電輸到北京,在北京當地制氫,現在已經在試點了。”
2019年是中國氫能元年,與此同時,當前氫能在應用、能效等方面也面臨多種質疑。對此,歐陽明高表示應客觀看待。
交通作為氫能的主要應用領域之一,公眾擔心燃料電池汽車興起,會造成全球鉑資源稀缺。歐陽明高分析說,雖然與汽車內燃機相比,燃料電池用鉑量較大。但是燃料電池已經從每千瓦1克鉑,下降到0.3克,下一步目標是0.1克,不斷接近大型商用車的柴油機的催化轉化器,“所以這不是需要特別擔心的問題。”
能效方面,歐陽明高表示,新能源汽車只有轉型為真正的可再生能源,優勢才會凸顯。新能源汽車利用化石能源,只是過渡階段,未來一定會發展為可再生能源,並且會推動新能源的轉型。所以基於可再生能源,動力蓄電池和氫能成為儲能的優先選擇,純電動汽車、燃料電池汽車成為智慧低碳能源系統的互動終端,新能源汽車的優勢才會凸顯。
歐陽明高進一步分析說,當可再生能源的比例超過50%,可再生能源發電的成本達到0.1元,儲能成本在可再生能源制、運、儲全鏈條綜合成本中佔比50%—70%,燃料電池的效率提高至60%-80%,燃料電池汽車將具有較高的技術經濟性。
“可再生能源發電比例超過50%不會太遙遠,根據國家能源革命規劃目標,2035年就達到了。可再生能源發電成本目前的目標是2毛錢,比如青海的“2毛錢戰略”,將來可以降低到1毛錢。現在燃料電池汽車發電效率是50%,提高到60%-80%而且可以高溫執行,是可行的,技術經濟性非常高。所以發展燃料電池汽車的挑戰,是氫能燃料電池全鏈條的技術經濟性。這需要科學技術的新突破,戰略思維的新理念,商業化的新模式。”
明確定位 把握市場突破口
值得注意的是,根據日本氫能燃料電池乘用車技術路線圖,2025年,燃料電池+氫瓶+電池的價格將達到5萬元,目前可行駛500公里的動力電池約為4萬元。這意味著至少在2025年之前,500公里續航的氫燃料汽車暫時還無法與純電動比較。
與純電動汽車相比,氫燃料電池汽車在使用空間、能耗和維保費用等方面目前也存在短板。
對此,歐陽明高認為,應明確氫燃料電池汽車與純電動汽車的定位。尤其是在商用車領域,面臨氫運輸、車載儲氫和加氫站等三大挑戰。雖然儲氫比儲電成本低,但是氫能體積能量密度較低。此外,當前加氫站建設成本較高,安全要求也很高。
此外,純電動汽車的成本主要為電池和電機,而氫燃料電池汽車的固定成本還包括燃料電池。
歐陽明高認為,由於儲電比儲氫成本更高,所以里程越長,氫燃料電池汽車的使用收益越大。儲氫隨著里程的累計增長,可以抵消燃料電池成本,找到發展的平衡點。
“這個平衡點對乘用車來講是500公里左右,商用車是200-300公里左右。所以氫燃料電池動力系統更適合於長途、大型、高速過載,應用於重型車、柴油車。”
根據歐陽明高主持制定的中國氫燃料電池汽車技術路線圖,2022年冬季奧運會將是中國氫能產業發展的關鍵節點。“冬奧會的氫能示範是全球最大規模的氫能燃料電池示範專案,把這件事做好,氫能汽車後面的發展就會比較順利。燃料電池發動機的成本也在快速下降,跟5年前比已經降了一半,路線圖制定的是今後5年要降一半以上。”
歐陽明高指出,氫能產業的出路在於創新,技術、經濟性是全球面對的共同挑戰,棄風棄光棄水地區、副產氫產量較高的地區、以及寒冷的北方地區將有望成為市場的突破口。
在棄風棄電棄水和副產氫富餘的地方。儘量在當地使用,或者低成本、高安全儲氫瓶能夠覆蓋的里程範圍,比如35兆帕的氫瓶目前價格較低,已經具備經濟性。
在溫度較低的北方地區。燃料電池有40%-50%是廢熱,理論上一公斤氫可行駛100公里、發電34度,因為燃料電池效率是50%,排成了廢熱,所以在北方可以用來取暖,純電動汽車在北方反而需要耗費電能供暖。
“找到一個市場的突破口,要重點突破,然後示範帶動,以點帶面,這樣一個過程我們才能走穩,否則會大起大落。”歐陽明高表示。