西安，這座擁有比亞迪、吉利等汽車生產(chǎn)基地的城市，已然成為中國新能源汽車之都的佼佼者。而今，它正瞄準(zhǔn)新能源汽車的又一前沿領(lǐng)域——?dú)淠芷嚕顒荽l(fā)。近日，西安展出的一款氫能觀光車引起了廣泛關(guān)注。這款小型觀光車雖不起眼，但其搭載的車用氫動力系統(tǒng)卻堪稱全球領(lǐng)先。值得一提的是，該動力系統(tǒng)背后的研發(fā)公司已成功構(gòu)建了包含“技術(shù)-金屬氫化物-復(fù)合儲氫材料-儲運(yùn)-回收-金屬再生”全流程的固態(tài)儲氫材料循環(huán)中試系統(tǒng)，掃清了批量制造固態(tài)儲氫材料的技術(shù)障礙。在西安，這樣的氫能項目層出不窮，預(yù)示著這座城市即將在氫能汽車領(lǐng)域引領(lǐng)行業(yè)變革。
許多人都可能好奇，既然我國電動汽車已位居全球領(lǐng)先地位，為何我們還要繼續(xù)發(fā)展曾一度落后于電動汽車的氫能汽車技術(shù)？這背后涉及兩個關(guān)鍵因素。
首先，從國情出發(fā)，我國被描述為“富煤缺油少氣”的國家，因此，自本世紀(jì)初起，我們就已經(jīng)確立了“用新能源車替代燃油車”的戰(zhàn)略。當(dāng)時，新能源的種類繁多，哪種技術(shù)更優(yōu)并無定論，所以國家決定全面推進(jìn)各類新能源項目的發(fā)展，包括電車、氫車以及甲醇產(chǎn)業(yè)。
舉例來說，工信部在山西、貴州、陜西、甘肅、上海等地都積極開展了甲醇汽車的試點(diǎn)工作。西安投放的甲醇出租車就是這一產(chǎn)業(yè)路線的顯著成果之一
2018年底，甲醇出租汽車在西安正式上線營運(yùn)，標(biāo)志著這一產(chǎn)業(yè)邁出了實質(zhì)性的一步。盡管鋰電車在成本降低方面取得了顯著進(jìn)展，從而在市場上占據(jù)領(lǐng)先地位，但氫能車和甲醇車同樣也在迅速發(fā)展，盡管它們的步伐沒有電動汽車那么快。截至2022年底，中國的氫能車保有量在全球范圍內(nèi)排名第三，僅次于韓國和美國，同時，中國的加氫站數(shù)量位居全球第一。此外，中國還是全球最大的甲醇汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國。因此，并非我國未大力推動氫能車的發(fā)展，而是在電動汽車的繁榮時期，氫能車的發(fā)展才剛剛起步并開始加速。從產(chǎn)業(yè)層面來看，氫能汽車的發(fā)展重心并不單純在于汽車本身，而是更側(cè)重于推動“氫能”這一新型能源體系的發(fā)展。
要實現(xiàn)真正的“雙碳”目標(biāo)，我們必須大力發(fā)展綠色電力，同時為化石能源發(fā)電配備“碳捕捉”技術(shù)。然而，當(dāng)前風(fēng)電和太陽能發(fā)電技術(shù)盡管有所進(jìn)步，但仍然存在間歇性和不穩(wěn)定性，這給電網(wǎng)帶來了挑戰(zhàn)。當(dāng)大量新能源并入電網(wǎng)時，供電穩(wěn)定性可能會受到影響，這時就需要化石能源發(fā)電來提供必要的靈活性。但遺憾的是，配備了“碳捕捉”技術(shù)的化石能源電機(jī)組可能會降低其運(yùn)營靈活性。
這種困境導(dǎo)致新能源與化石發(fā)電似乎陷入了一種“左右互搏”的境地。一方面，如果大量使用新能源發(fā)電，那么推廣“碳捕捉”技術(shù)在傳統(tǒng)化石發(fā)電廠中就變得困難；而另一方面，如果化石發(fā)電廠過度“綠化”，那么新能源發(fā)電的規(guī)模又可能會受到限制。
為了打破這一僵局，氫能被視為一個理想的解決方案。氫能可以作為儲能工具，將風(fēng)能和太陽能發(fā)電的多余部分轉(zhuǎn)化為氫能，在電力需求低谷時釋放，從而平穩(wěn)電力供應(yīng)的波動。此外，氫能還可以廣泛應(yīng)用于汽車、軌道交通、住宅和商業(yè)建筑等領(lǐng)域。
因此，發(fā)展氫能對于各方來說都是共贏的選擇。事實上，“兩桶油”（中石化、中石油）等能源央企已經(jīng)積極投身于氫能領(lǐng)域，將其作為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵領(lǐng)域。
制約氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸在于其運(yùn)輸和儲存的安全性問題以及高昂的成本。要攻克這些技術(shù)難題，需要強(qiáng)大的研發(fā)能力，而這正是西安在新能源領(lǐng)域所擅長的。例如，西安一九零八新能源科技公司就成功研發(fā)出了氫能觀光車的動力系統(tǒng)，其研發(fā)團(tuán)隊來自西安交通大學(xué)。公司董事長兼教授成永紅透露，自2012年起，他們便致力于相關(guān)研究中心的創(chuàng)立，以實現(xiàn)常溫常壓下的安全儲氫。張錦英教授帶領(lǐng)團(tuán)隊數(shù)年如一日地駐守辦公室，終于取得了行業(yè)震驚的技術(shù)突破。目前，該公司生產(chǎn)的氫能力電源產(chǎn)品，每公斤氫料能產(chǎn)生三度電，這一成果在國際上均處于領(lǐng)先地位。
一九零八新能源固態(tài)儲氫材料中試產(chǎn)線。圖源：西咸新區(qū)灃東新城
一個額定電壓5v、容量2萬毫安時的充電寶，其電功率約為1瓦。而這款便攜氫動力電池，能量密度高達(dá)30個這樣的充電寶。
基于此，成永紅展望，借助固態(tài)儲氫技術(shù)，我國將能實現(xiàn)“西氫東運(yùn)”與“海氫陸運(yùn)”，從而將西部和海上的風(fēng)、光、水電高效轉(zhuǎn)化為氫能，有效解決我國東部和中部用電需求。
同時，另一家“西安智造”企業(yè)——陜西氫易能源科技有限公司，憑借其創(chuàng)新的“基于有機(jī)液體儲氫技術(shù)的新型氫氣供應(yīng)體系”，在第八屆“創(chuàng)客中國”高校成果轉(zhuǎn)化中小企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中脫穎而出，榮獲一等獎。
陜西氫易能源科技有限公司的氫能技術(shù)展示。圖源：氫易能源
在技術(shù)創(chuàng)新的同時，西安在氫能項目的落地方面也取得了顯著進(jìn)展。今年5月，西安迎來了兩個氫能領(lǐng)域的重點(diǎn)項目。首先是西安海擎氫能科創(chuàng)研究院，作為全國唯一布局在氫燃料領(lǐng)域的重點(diǎn)項目，成功落戶西咸新區(qū)。同時，易泰汽車科技與涇河新城簽署了合作協(xié)議，成為全國唯一一家在氫燃料領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)�；邪l(fā)和測試氫燃燒發(fā)動機(jī)的企業(yè)。
目前，西安已初步構(gòu)建起“上游制氫－中游制儲運(yùn)－下游應(yīng)用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈，匯聚了包括西交大、西工大在內(nèi)的全國知名氫能科研高校。此外，還聚集了隆基氫能、華秦新能源等綠氫制備及儲氫裝備技術(shù)的佼佼者，以及西部材料、凱立新材料等氫能源新材料研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。同時，盛世盈創(chuàng)、秦氫元等核心部件研發(fā)廠商，以及陜汽及質(zhì)子汽車、西安開沃等氫能汽車的先行者，也都在西安落戶。
隨著氫能產(chǎn)業(yè)面臨的技術(shù)難題逐漸被突破，氫能汽車正迎來其發(fā)展的黃金時期。相較于電動汽車，氫能汽車在能量轉(zhuǎn)換效率上表現(xiàn)出色，高達(dá)約50%，這顯著優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)的40%和電動汽車的20%，從而確保了其更長的續(xù)航能力。同時，氫能汽車的充電時間更短，通常僅需3至5分鐘，且無需更換電池，這一優(yōu)勢使得它在實際應(yīng)用中更加便捷。
在此背景下，陜西和西安的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局也顯得尤為緊迫。去年8月，陜西省連發(fā)三份重要文件：《陜西省“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《陜西省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動方案（2022—2024年）》以及《陜西省促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策措施》。這些文件明確提出了打造榆林－延安－西安、西安－渭南－韓城兩條城際氫能廊道的目標(biāo)，并計劃在榆林、西安、渭南等地建設(shè)相互支撐的氫能產(chǎn)業(yè)集群。
維納氫能研發(fā)的氫能產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)一數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺。圖源：西咸新區(qū)灃東新城
在打造以西安為中心的關(guān)中氫能裝備研發(fā)制造中心的過程中，西安充分利用了其作為“硬科技之都”的優(yōu)勢。與此同時，西安市發(fā)改委于去年8月16日發(fā)布了《西安市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2023—2035年）（征求意見稿）》，旨在打造“全國氫能科創(chuàng)之都”。該規(guī)劃充分發(fā)揮了西咸新區(qū)在體制機(jī)制創(chuàng)新方面的優(yōu)勢，探索氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新政策、新模式和新路徑。
進(jìn)一步而言，西安在氫能領(lǐng)域的創(chuàng)新引領(lǐng)不僅局限于西安市，更旨在釋放西安都市圈的潛能，成為轉(zhuǎn)換發(fā)展方式的重要實踐。正如科學(xué)史家托馬斯·庫恩在《科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)》中所言，每一次重大變革都是“范式革命”的結(jié)果。而在此次氫能領(lǐng)域的發(fā)展中，西安正面臨著創(chuàng)造能源領(lǐng)域“范式革命”的寶貴機(jī)遇。隨著眾多“唯一”“全球領(lǐng)先”的氫能新興企業(yè)與項目的涌現(xiàn)，我們有理由期待，更多的行業(yè)驚艷將指日可待。
來源：韓喆科技
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