北京2022年冬奧會于近日落下帷幕，一則新能源應(yīng)用新聞引人注目：冬奧會期間，組委會在延慶賽區(qū)和張家口賽區(qū)投入700余輛氫燃料大巴車，提供交通服務(wù)保障。
這是氫能源日益廣泛應(yīng)用的一個縮影。近年來，中國氫燃料電池膜電極等核心技術(shù)不斷取得突破，氫能源全產(chǎn)業(yè)鏈布局日漸清晰。隨著氫燃料電池在汽車領(lǐng)域逐步實現(xiàn)從0到1的跨越，同樣以內(nèi)燃機產(chǎn)品為主要驅(qū)動力的工程機械行業(yè)，也勢必將迎來一場動力變革。這股氫能源“旋風(fēng)”，將給社會帶來哪些改變？發(fā)展?jié)摿τ卸啻螅?/div>
萬億氫能風(fēng)口來襲
在碳中和的背景下，氫能已成全球很多國家實現(xiàn)脫碳目標(biāo)的重要方案，是解決氣候問題的關(guān)鍵拼圖。
根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書2020》，當(dāng)前我國氫氣產(chǎn)能約每年4100萬噸，產(chǎn)量約3342萬噸，是世界第一產(chǎn)氫國。
《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書》顯示，到2030年，中國燃料電池車輛保有量達200萬，行業(yè)產(chǎn)值突破萬億元。在“氫能熱”大潮裹挾下，目前我國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)集群已然形成，整個產(chǎn)業(yè)鏈布局初見雛形，產(chǎn)業(yè)正迅速駛?cè)?ldquo;快車道”。
業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，氫氣作為重要的工業(yè)原料以及清潔燃料，在未來幾十年里將形成競爭的格局。國際能源署（IEA）署長法提赫·比羅爾表示，當(dāng)前全球原油經(jīng)濟大幅震蕩，“綠色氫氣”作為節(jié)能減排目標(biāo)的新興領(lǐng)域，正在成為行業(yè)焦點。現(xiàn)在，國際上有不少國家已經(jīng)開始了對綠色氫氣的探索，我國也開展了12個風(fēng)電制氫項目和7個光伏制氫項目。歐盟前段時間擬定的“綠色協(xié)議”中也已將“清潔氫氣”制定為了“優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域”。
從環(huán)境和生態(tài)的角度來看，通過風(fēng)電、光伏等可再生能源制氫，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)“零碳排放”，獲得真正潔凈的“綠氫”，還能夠?qū)㈤g歇、不穩(wěn)定的可再生能源轉(zhuǎn)化儲存為化學(xué)能，促進新能源電力的消化，由此帶來的生態(tài)環(huán)境效益和經(jīng)濟效益是難以估量的。
工程機械領(lǐng)域加速布局
工程機械是出了名的“油老虎”。在國家能源轉(zhuǎn)型升級與環(huán)保的雙輪驅(qū)動下，加快工程機械的節(jié)能減排已經(jīng)成為行業(yè)的目標(biāo)任務(wù)。氫燃料電池具有零排放零污染的優(yōu)勢，同時能適應(yīng)高強度連續(xù)作業(yè)，被認(rèn)為是最有前景的替代動力解決方案之一。
近年來，已有不少企業(yè)開始嘗試將氫燃料電池應(yīng)用于工程機械，氫能叉車、塔式起重機、挖掘機、雪地美容機等設(shè)備均有成功應(yīng)用。
2020年11月，徐工集團在bauma CHINA上發(fā)布首款氫燃料電池渣土車，該車搭載的是國鴻氫能提供的鴻途G110燃料電池發(fā)動機；12月，中聯(lián)重科發(fā)布全球首臺氫燃料環(huán)衛(wèi)抑塵車，該車搭載的是額定功率為63kW的燃料電池系統(tǒng)，由湖北海億提供；同月，三一重工氫燃料電池工程車暨全球首臺氫燃料電池攪拌車下線，該車搭載重塑科技PRISMA鏡星110kW燃料電池系統(tǒng)。
同時，不少國內(nèi)外企業(yè)紛紛布局氫燃料重卡。在海外，美國尼古拉、日本豐田、韓國現(xiàn)代等車企推出氫燃料重卡；在國內(nèi)市場，解放、東風(fēng)、紅巖、陜汽、江鈴、大運等車企也已開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。
政策風(fēng)向變化及氫燃料電池本身具有一定優(yōu)勢，是企業(yè)陸續(xù)在氫燃料電池工程機械領(lǐng)域展開布局的最大動因。此外，作為“生產(chǎn)資料”，氫燃料電池在運營成本上甚至低于純電動裝載車。這也讓氫燃料電池有望成為工程機械領(lǐng)域動力轉(zhuǎn)型的方向之一。
氫燃料電池的機遇與挑戰(zhàn)
雖然氫燃料電池工程機械的潛在市場是巨大的，但是企業(yè)真要吃到這塊“蛋糕”依然有很多障礙。
首先，技術(shù)成熟度關(guān)系到氫燃料電池產(chǎn)品的使用成本。目前國內(nèi)氫燃料電池發(fā)動機使用壽命最好在2萬小時左右，假設(shè)每天工作時長為10小時，全生命周期為5年半，而實際情況是，理想狀態(tài)的工程機械是24小時不停運營的。這意味著要完全滿足工程機械市場需求，氫燃料電池系統(tǒng)壽命還要再提升。
其次，工程機械需要較大功率，而國內(nèi)大功率系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，尚需一定時間的驗證。
其三，氫燃料電池工程機械購置成本、用氫氣成本仍然很高。與柴油發(fā)動機維保十分便利相比，目前氫燃料電池工程機械設(shè)備維保時效性也很難做到。
其四，較好的加氫站建設(shè)網(wǎng)絡(luò)是氫燃料電池工程機械推廣的先決條件。目前國內(nèi)還沒有建立起相對完善的加氫站做基礎(chǔ)配套。
客觀來看，氫燃料電池工程機械設(shè)備的優(yōu)勢已經(jīng)開始被注意到，氫燃料電池工程機械市場的初苗也已經(jīng)“冒頭”，但整個行業(yè)存在的耐久性和成本疑慮、儲運氫和加氫基礎(chǔ)設(shè)施焦慮等諸多瓶頸仍待“破冰”。
未來，氫能將成為全球能源戰(zhàn)略布局的重中之重。隨著政策逐步推進，環(huán)保審核愈發(fā)嚴(yán)格，氫燃料電池在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用前景依然可觀。
