美国、日本、韩国、欧盟均采取了较大的政策力度加码氢能源产业,力争领跑该赛道。安倍晋三曾郑重宣布:日本要领先于全世界,到2050年全面建成氢能源社会;美国政府对氢能进行数十亿美元的投资补贴;而欧洲以补贴方式促进氢能高速发展。
在我国,氢能已正式出现在十四五规划“前瞻谋划未来产业”中,从2019年以来,国家已颁布了多达25项的氢能政策,北京市牵头申报的京津冀氢燃料电池汽车示范城市群也已获批。
北京冬奥会中,氢能发挥了“科技名片”的作用,奥运火炬,以氢燃料“微火”传递着绿色发展的理念,1000辆氢能源汽车,30多个加氢站,是全球最大的一次氢能源汽车使用示范。无论从国外,还是国内,氢气正从非主流动力转变为主流动力。
从储量上来看,氢是宇宙中含量最多的元素;从热值上看,氢气的热值约为140MJ/kg,高达煤炭、汽油等传统燃料的3倍以上。
氢气的应用方式主要有两种,一是以燃烧产生热量,二是送入燃料电池发电。
前者是作为可燃气体,通过内燃机燃烧使用,充分利用了氢气热值极高还环保的特点,但氢气易爆,此种方式危险性大,具体应用并不广泛。
后者是以氢燃料电池方式进行应用,是让氢气和氧气以一种非燃烧的形式,发生氧化还原反应释放出电能,然后通过电动机来实现车辆的驱动,安全性高应用场景广泛。
国际氢能委员会预测,到2050年,氢能将占全球能源需求的18%,市场规模将达到2.5万亿美元。
氢从来源上可分为三种:蓝氢,灰氢、绿氢。化石能源制氢通过裂解煤炭或者天然气获得氢气,称为“蓝氢”;工业副产品制氢,是对焦炭、纯碱等行业的副产物进行提纯获取氢气,称为“灰氢”;利用风能、太阳能等可再生能源或者核能产生的电力,电解水产生的氢气被称为“绿氢”。
以电解水为主要制取方式的绿氢能源则更为环保,而且氢能源车辆在使用中也只会排放水,所以不论是制取还是使用对环境的污染都几乎为0。 “绿氢”才能实现真正的零碳排放。但目前,全球仅有 4%的氢气来自电解水制氢,但专家预测,随着技术的进步,未来,生产廉价的绿氢没有“技术障碍”。
氢能源车作为深度脱碳的使者,未来的终极动力,正向我们快步走来。“氢能源蓝海”、“十万亿赛道”,不仅仅是口号。
央企和龙头企业已经认识到发展氢能的重要性。丰田、现代、长安、长城、宝马、红旗、上汽等国内外车企都在发展氢能源,未来,氢能源产业也能走出来多个象宁德时代,比亚迪那样的企业。
氢能,具有绿色、持续、永恒的生命力,是可持续的二次能源,是真正未来动力,是未来资本市场最关注的新能源细分赛道之一。但这一新能源要更深入物流视野成为物流主流新动力,将涉及到了顶层战略、核心技术、应用场景等诸多关键环节,任重而道远。
三、氢能,在物流上的应用猜想
氢能以其无以比拟的优势,充当着液态火箭燃料,潜艇固态燃料,制成液氨驱动着集装箱船,但对于相对普通的,大众化的物流适用吗?
氢能以高能源密度、高燃烧热值、长续航里程,短充气时间,最清洁能源等完美动力标签,在物流场景中的应用将极为广泛,尤其是在重卡长途运输上。
在公路运输、铁路运输、航空运输和海运水运中,公路运输的碳排放占比77%,而脱碳最关键的一环是重卡,重卡造成的碳排放和环境污染远远高于其他车型。
氢能源车这几年的落地,更多在重卡上,长途重载的重型汽车,才是氢能源比电动车优势明显的领域。液氢技术逐步成熟,氢燃料电池汽车将在货运的应用上克服了重载长续航等挑战,氢燃料电池重卡的动力性能和续航能力将在干线或支线重载长途物流领域发挥极大的优势。
目前国内已推出多款氢能源重卡车型,2020年9月,北汽福田32T氢燃料电池重卡车型发布,搭载了109KW大功率氢燃料电池发动机;江铃重汽在2020年3月向上海智迪交付首批10台江铃威龙氢燃料电池重卡,采用了95KW燃料电池系统。
冷链配送是氢燃料电池车应用场景中很重要的一个场景,氢气产生能量的过程是和氧气发生化学反应,这个过程只产生水,所以它的碳排放是零。冷链物流的仓储搬运环节的物流设备,为保证“鲜活如初”需要无污染、无排放的能源动力,氢能最为合适。
此外,氢燃料电池、在港口、矿区运输,铁路运输、船运和航空领域都拥有先天优势,将逐步得到推广。
目前,氢能在物流上的应用,主要有两大痛点:一是成本高,二是配套设施不健全。
目前,获取氢能源的方法大多是太阳能超级电容裂解水。这种方式获取氢气所需时间较长且设备成本较高,但专家预测,未来十年,在拥有廉价可再生能源的国家,绿色氢的价格将下降 70%。
氢燃料电池电堆和核心零部件技术门槛较高,氢燃料电池汽车的八大关键零部件——电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空压机和氢气循环系统的企业都需有较大的技术发展。