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醇氫電動汽車嶄露頭角 成商用車綠色轉型新路徑
2024/10/18 15:01:52 來源:中國工業報 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示:四年前,中國明確提出2030年碳達峰與2060年碳中和的目標。這意味著,在持續為減緩氣候變化影響做貢獻的基礎上,中國按下了減碳的加速鍵。在“雙碳”目標的引領下,中國交通運輸四年前,中國明確提出2030年碳達峰與2060年碳中和的目標。這意味著,在持續為減緩氣候變化影響做貢獻的基礎上,中國按下了減碳的加速鍵。在“雙碳”目標的引領下,中國交通運輸行業的綠色低碳轉型已成為國家戰略的重要組成部分。商用車作為交通運輸領域的主力軍,其新能源化不僅是中國實現碳達峰、碳中和的關鍵環節,也是推動能源結構轉型的重要抓手。
然而,商用車新能源化面臨著諸多挑戰,尤其是在技術路線選擇、基礎設施建設、經濟性等方面。日前,在2024發展論壇上,記者獲悉,醇氫電動汽車作為一種新興的新能源技術,逐漸嶄露頭角,成為商用車綠色轉型的重要路徑。
商用車新能源化進展緩慢
新能源商用車的高購置成本和運營成本成為其推廣的主要障礙。尤其是在后補貼時代,缺乏多層次、持續性的政策支持,使得商用車用戶在選擇新能源車型時更加謹慎。
近年來,中國引領著全球汽車電動化轉型,駛入電動化發展快車道。據中國汽車工業協會統計的數據顯示,今年1至8月中國新能源汽車滲透率達41.5%,乘用車銷量占比45.6%,但商用車新能源滲透率僅為15.1%,遠遠落后于乘用車。
中國電動汽車百人會副秘書長師建華在接受中國工業報記者采訪時表示,商用車作為生產資料,其體積大、重量大,對續航里程、經濟性和可靠性要求極高。在新能源發展的初期,電池技術尚未成熟,無法完全滿足商用車的實際需求。因此,商用車的新能源化技術路線并不明確,一直多種技術路線共存,包括天然氣、甲醇、電動和氫燃料電池等。這導致商用車新能源化進展緩慢,尤其是在長途干線運輸領域,氫燃料的制儲運加各環節還不能很好地支撐實際需求。
與乘用車相比,商用車的充電要求更高,充電時間更長,充電量更大。這使得現有的充電基礎設施難以滿足商用車的高頻次、長時間使用需求。此外,氫燃料電池汽車的加氫站建設和運營成本高昂,進一步限制了其在商用車領域的應用。
商用車主要用于商業運營,對經濟性的要求極為敏感。新能源商用車的高購置成本和運營成本成為其推廣的主要障礙。尤其是在后補貼時代,缺乏多層次、持續性的政策支持,使得商用車用戶在選擇新能源車型時更加謹慎。
盡管存在諸多發展瓶頸,但師建華認為,推動商用車新能源化勢在必行。據介紹,商用車是汽車和交通領域減排降碳的重點,商用車保有量12%,但是排放超過55%。商用車的新能源化對能源結構轉型起了很大作用,商用車單車燃料消耗量、使用頻率、行駛里程都高于乘用車,是交通運輸過程中、道路交通中柴油消耗的主體。商用車產業應該積極把握電動化、智能化、網聯化、低碳化的趨勢,提升全球化的競爭力。
醇氫電動汽車技術優勢明顯
醇氫電動無須高度依賴充電樁、降低整車成本,且有效解決了續航焦慮及電池自重問題,特別是在我國北方地區,是汽車新能源路徑的有效解決方案。
師建華表示,醇氫電動汽車產業已具備全球競爭的優勢,可以完全擺脫“卡脖子”風險。醇氫電動汽車自主可控的產業鏈和供應鏈也基本建成,包括核心零部件、甲醇動力總成、整車制造環節、加注設備、甲醇儲存完整的供應鏈,核心供應商體系都在國內,這使得發展甲醇更加有底氣同時更放心。
據遠程新能源商用車集團首席科學家、醇氫生態公司總經理劉漢如介紹,依托吉利在甲醇領域近20年的技術積累,遠程新能源商用車從商用車使用場景出發,打造醇氫電動特色戰略技術路線。醇氫電動是在電動化的基礎上,把甲醇作為液態的氫直接替代傳統的氫燃料電池系統用于發電供電,實現了純電動車輛充電補能方式更加便捷更經濟實用的升級發展。對比純電動,醇氫電動無須高度依賴充電樁、降低整車成本,且有效解決了續航焦慮及電池自重問題,特別是在我國北方地區,是汽車新能源路徑的有效解決方案。對比氫燃料,醇氫電動是氫燃料可以不依賴補貼的商業化技術應用,是更加符合國情更可持續的新能源技術路線。
醇氫電動汽車的高效率增程器在線補電可解決里程焦慮、電池自重問題,并降低整車成本,同時大幅度降低排放,數據顯示,與國六柴油車相比,醇氫電動車輛的PM污染物排放降低了98%,一氧化碳排放下降了88%,氮氧化物排放下降了82%。這不僅有助于改善空氣質量,還能有效減少溫室氣體排放,助力實現“雙碳”目標。
天津市濱海新區公共交通集團有限公司第三分公司副經理郭鋼認為,進入到新能源公交車后補貼時代,醇氫電動車是公交車乃至商用車電動化的升級與發展,基于經濟環保性及可持續性優勢,有效彌補了純電動和氫燃料應用短板,豐富了汽車電動化技術路線,有助于解決中國能源安全和交通領域減排問題,推動醇氫電動生態商業化持續落地。醇氫電動技術應用場景廣泛,不僅適用于城市公交、出租車等短途運輸場景,還能廣泛應用于干線物流、短途運輸、城市配送、工程用車等多個領域。
特別是在商用車領域,醇氫電動技術展現出強大的競爭力。例如,搭載醇氫電動動力鏈的礦卡已在新疆礦區累計運營時間超過210萬小時,運營里程接近3000萬公里,燃料成本相比傳統柴油動力節省了45%,運行效率提升了20%以上。
在經濟性方面,醇氫電動技術同樣表現出色。以重卡為例,每升甲醇可以發2.2度電,折合電價在1元/kWh以內,比燃油車的成本降低了32%。此外,醇氫電動技術在補能基礎設施建設上也更具優勢,現有成品油的調配、儲存、運輸和加注等基礎設施稍加改造即可成為甲醇燃料加注的基礎設施,大大降低了建設和維護成本。
醇氫電動汽車的發展得到了國家和地方政府的大力支持。2023年9月,《M100車用甲醇燃料》國家標準開始實施。2023年12月,發改委修訂發布《產業結構調整指導目錄(2024年本)》,增加“電解水制氫和二氧化碳催化合成綠色甲醇”。
今年以來,國家發展改革委、交通部、財政部陸續發文,聚焦老舊營運貨車、城市公交車等報廢更新,出臺一系列以舊換新補貼實施細則,這些政策正加速醇氫電動汽車的廣泛應用,推動商用車行業的綠色轉型。截至9月初,國家部委及各省市已出臺30多個支持醇氫汽車推廣應用的政策文件。
目前,醇氫電動汽車已經在多個省市開始推廣應用,特別是在山西、貴州、浙江等地區,地方政府在購車、行駛權、路權、加注站等方面給予了政策支持。此外,醇氫電動汽車已經進入《享受車船稅減免優惠的節約能源使用新能源汽車車型目錄》和《減免車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》,進一步降低了用戶的購車成本。
在政策的助推下,包括中國重汽、陜汽重卡、一汽解放及濰柴和玉柴在內的商用車和零部件企業,紛紛入局甲醇能源,在甲醇重卡及相關動力鏈領域開展探索,甲醇汽車或迎來發展拐點。
甲醇能源首先在我國是自主可控的,是國家能源安全能夠起到有力的保障作用。我國的能源結構是富煤貧油少氣,甲醇是一種應用廣泛的有機化工基本原料,具有燃燒高效、排放清潔、可再生、使用安全便捷等特點,有希望成為替代柴油、破解能源安全和雙碳難題的“超級燃料”。中國甲醇的產能比較豐富、來源比較廣泛,不依賴進口,而且經濟體量也是巨大的。去年中國甲醇的產能接近1.1億噸,占全球甲醇產能的60%,是最大的甲醇生產國和使用國,因此在能源可控和安全方面甲醇還是一個很好的選項。
甲醇汽車技術具備了領先性,基本完成了產業鏈和供應鏈的建設。目前甲醇燃料自身的毒性、腐蝕、溶脹、低溫啟動、發動機耐久性等問題,已經通過技術攻關基本得到了解決。
在商用車部分場景方面,可以突破現有的新能源技術路線局限性。在商用車領域,綜合續航里程、可靠性、經濟性、場景適應性等因素,純電動和氫燃料電池技術仍然還存在著一定的局限性,多種技術路線共存的電動車為主的方向,還是符合國情和產業發展的規律。業內認為,內燃機未來一定時間內是不能被完全替代的,甲醇不僅為內燃機提供了清潔、可靠、可行的技術方案。同時,醇氫電動技術路線也能夠有效地彌補其他新能源技術路線的不足,成為商用車新能源化重要的路徑之一,特別適合商用車的發展。
醇氫電動汽車在部分場景下也具備一定的經濟性優勢,有望成為高寒、高原地區新能源技術的最優解。特別是在商用車領域,醇氫電動汽車能夠發揮優勢、技術領先的優勢,同時經濟性也能夠得到充分發揮,更適合經濟運行發展的需要。
甲醇也是補能高效的清潔能源,可以快速實現基礎設施的配套,在常溫下甲醇是液態的,它的物理性質與汽柴油比較接近,儲存、運輸都比較便利,現有的成品油調配、儲存、運輸和加注等基礎設施可以降低成本,高效率地改造成為甲醇加注的基礎設施,基于廣泛豐富的汽柴油加油站更容易過渡到甲醇的加油站。相比較于百萬級的換電站和千萬級的加氫站的建設成本,甲醇站具有明顯的經濟優勢。據記者了解,目前全國已經布局了340多座營業中的甲醇加注站,預計到今年年底甲醇加注站會增加到400座以上,高效燃燒、排放清潔、低成本的加注站也容易快速起到推動經濟運行的良好作用。
醇氫電動汽車產業規模超百億元
預計到2030年,全球可再生甲醇產能將達到2700萬噸,其中中國將占據重要地位,可能達到全球的二分之一。
醇氫電動汽車產業規模化也將會促進產業升級及技術創新應用。商用車年產量的規模是400萬輛左右,如果醇氫電動汽車在商用車中間有5%左右規模的替代,就會促進產業鏈上下游企業的營收,每年可產生價值超過百億元的規模。
同時,醇氫電動汽車的技術和制造工藝與傳統內燃機也比較接近,整車企業和傳統供應鏈企業轉型難度要小一些,轉型成本也低一些,可以減少對傳統產業造成的沖擊,利于產業轉型升級的穩定性。發展醇氫電動汽車為車載甲醇重整制氫、車載二氧化碳捕集技術發展和應用提供了廣闊平臺,能夠實現低碳化發展、經濟性發展。
同時,綠色甲醇也是低碳環保的,是綠電消納有效的途徑。先期的甲醇可能還不是那么綠色,進一步發展帶動起來綠色甲醇也會應用到我們的產業鏈中。甲醇具有綠色可再生的屬性,綠色甲醇可以實現二氧化碳的資源化利用,是煤化工產業低碳化發展的方向,也是一種理想的新型清潔可再生燃料。綠色甲醇有望成為風光電最佳載體,可以實現就地制氫、制甲醇,解決風光電的波動性和間歇性,并網困難等問題也能得到緩解和解決,形成氫電醇無縫地轉化。中國的綠色甲醇技術相對成熟,具備產業化條件,綠色甲醇也正在規模化利用和開發。全國范圍也正在布局綠色甲醇生態。目前是傳統煤制甲醇為主,應該有條件和有希望逐步用低碳過渡到零碳,未來也應該構建氫電醇一體化綠色甲醇的生態。
全球甲醇行業協會中國區首席代表趙凱表示,預計到2030年,全球可再生甲醇產能將達到2700萬噸,其中中國將占據重要地位,可能達到全球的二分之一。此外,甲醇作為氫載體的潛力也不容忽視。甲醇不僅可以通過氫氣轉化為氫能,其理論儲氫量比液氫高40%,使其在常溫常壓下成為理想的氫載體,適用于燃料電池及分布式氫氣生產。美國能源部的研究表明,甲醇在長途運輸中的經濟性和可行性也使其成為理想選擇。甲醇在國際上也得到了全球的認可。綠色甲醇已經被多個國家列入碳中和發展主要的技術路線,很多國家都在尋求綠色甲醇的能源資源化應用,并且布局綠色甲醇生產。E-fuel是歐洲認可的綠色新能源技術路線,甲醇就是E-fuel的主要類型之一,有了國際標準的認可,醇氫電動汽車進入國際市場的門檻會低一些,受到的制約就會少一些,對于國際化的發展能夠帶來一些機遇。而且船舶、航空等多個領域都在積極推動綠色甲醇的發展應用,預計未來10年綠色甲醇可以達到萬億級的產業規模。在交流過程中,有些航運的船都在用,而且大規模用,已經在實踐中了。
醇氫電動汽車推廣存在瓶頸
加大綠色甲醇產業的支持力度,在條件成熟的地區開展試點示范工作,通過試點帶動整體產業的發展,來推動醇氫電動汽車的長遠發展。
“醇氫電動汽車發展仍面臨著產業定位和支持政策待加強、基礎設施建設不足、標準體系不健全、產業生態有待優化等問題,有待政府、行業、企業合力突破制約醇氫電動汽車發展的瓶頸。”
對此,師建華提出建議:首先要明確醇氫電動汽車的新能源汽車定位,享受國家新能源汽車發展的政策支持;其次明確甲醇加注站主管部門,加快基礎設施建設,保障甲醇汽車醇氫電動汽車的發展;再次,完善和優化相關標準體系,使它更加規范,良性、有序、健康發展;另外,加大綠色甲醇產業的支持力度,在條件成熟的地區開展試點示范工作,通過試點帶動整體產業的發展,來推動醇氫電動汽車的長遠發展。
中國產業發展促進會生物質能產業分會常務副秘書長劉洪榮表示,綠色甲醇產業發展仍面臨多項挑戰,特別是在關鍵技術、原料合成處理、碳氫比調整和催化劑效率方面亟須突破。標準建設在產業發展中至關重要,目前已有多項國家、行業和地方標準,但缺乏專門針對綠色甲醇的標準。
清華大學車輛與運載學院教授、清華-殼牌清潔交通能源中心主任帥石金認為,中國的能源綠色轉型是不可逆的,未來低碳、零碳和電動化將成為趨勢,而綠色甲醇作為常溫常壓的液態燃料,前景廣闊。不過甲醇的來源和碳足跡核算是關鍵,成本問題也需要關注。
甲醇汽車綜合成本較柴油車、純電動汽車具備優勢,但綠色甲醇當前還不具備技術經濟性。為推動甲醇汽車的發展,中國汽車技術研究中心首席專家、中國汽車戰略與政策研究中心副主任劉斌建議:一是明確國家綠色甲醇的定義,從原料來源、生產工藝、碳排放量來進行劃分,推動綠色甲醇的發展,建立中國的低碳、綠色甲醇的標準;二是能耗是甲醇汽車減碳的關鍵因素,為此要進一步降低醇耗,提升效率;三是繼續完善加注站的新建改建標準;四是將電與低碳燃料相結合,實現優勢互補。
澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學創新創業學院院長劉科建議,中國在制定綠色甲醇標準時,應考慮自身資源稟賦,不應盲目跟隨歐洲等地的標準,因為這可能導致成本上升。要打造符合中國特色的綠色甲醇標準體系。(記者 祁曉玲)
轉自:中國工業報
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