氢能的潜力
撰文 / 马晓蕾
编辑 / 张霖郁
来源 / Autonews，作者：PETE BIGELOW
如果你在德国斯图加特City Walk，不防去博世的旗舰工厂转一转，在这里，过去与未来的分野一目了然。
你会看到左手边是一条生产高压柴油泵的装配线，在这家工厂114年的历史中，高压柴油泵一直是主打产品。
右手边是一条短走廊，通向博世今年6月开始生产氢燃料电池动力模组的区域。也在这栋大楼里，这家全球最大的供应商正在组装电解器部件的原型，电解器是用于制造绿氢的工业设备，计划在三年内批量生产。
“博世深谙制氢之道，”该公司董事会主席斯特凡·哈同（Stefan Hartung）表示，“博世正与氢一起成长。”
到2026年，博世将在氢能技术领域投资26亿欧元，这一发展态势凸显了氢能作为一种可行的清洁能源在全球不断增长的前景。
博世斯图加特附近工厂的工人正在组装燃料电池模组。该模组将在Nikola Tre燃料电池半挂车上首次亮相▼
丰田、宝马、戴姆勒卡车等多家公司都看好氢燃料电池和氢能发动机，将其作为实现交通脱碳的一种手段。这两种应用模式的副产品都是水。
博世预计，到2030年，氢能技术的收入将超过50亿欧元。此外，根据咨询公司麦肯锡5月份的一份报告，到2030年，将有2930亿美元的投资推动超过1040个与氢有关的项目。
极光能源研究公司（Aurora Energy Research）的分析师在10月份撰文指出，建设氢能版图的热潮类似于19世纪全球铁路网络的建设。
最丰富的元素
氢是世界上储量最丰富的元素，氢气提取也只需简单的化学反应，既不需要获取电池原材料所需的艰苦采矿，也不需要获取传统化石燃料带来的地缘政治问题。
这一点对欧盟很有吸引力，在俄乌爆发冲突后，欧盟努力摆脱对俄罗斯石油的依赖。2022年，欧盟实施了“REPower ”计划，目标是在2023年末生产1000万吨可再生氢气，同时减少1000万吨进口氢气。
氢气在推动能源独立方面的作用与其在阻止气候变化方面的潜力不谋而合。根据国际能源机构（International Energy Agency）的数据，交通领域约占全球碳排放量的25%，而交通业91%的能源依赖于石油。
氢能是减少化石燃料使用的关键。根据全球咨询公司高德纳1月份发布的一份报告，到 2030 年，氢将成为20国集团国家中增长最快的能源资源。
该报告的作者写道：“人们对氢的兴趣曾在20世纪末达到顶峰，不久后又逐渐消退，但现在这种兴趣又卷土重来了。”
宝马公司在慕尼黑国际汽车展上展出的iX5氢动力原型车。作为试点项目的一部分，该公司已向客户提供了约 80 辆这种汽车▼
在交通领域的应用中，氢比纯电动车更具优势。丰田氢动力总成和燃料电池业务部主管斯蒂芬·赫布斯特（Stephan Herbst）说，氢元素的能量密度是目前标准锂离子电池的七倍。
笨重的电池可能会妨碍有效载荷，这是商用车运行中的一个重要考虑因素，而氢气罐的重量很小。车主不需要充电基础设施。电动车电池充电需要数小时，而燃料电池只需要3到4分钟。
宝马公司氢技术项目总负责人于尔根·古尔德（Juergen Guldner）表示：“我不必为了充个电就去喝20分钟的卡咖啡。”
氢的痛点
然而，几十年来，氢能的推广之路阻碍重重。
它能带来环境效益的前提是必需由可再生能源生产，这一点目前还没有实现。高德纳发现，目前96%的氢气生产是通过蒸汽甲烷转化，这是一种依赖化石燃料的工艺。
与汽油和柴油相比，氢的价格依旧很昂贵。根据国际清洁交通理事会的数据，目前氢气价格约为每公斤11欧元。根据麦肯锡5月份的报告，尽管这一价格有望下降，但成本最低和最高的地区之间仍将存在15倍的差距。
嘉宾和合作伙伴齐聚德国霍福尔丁新加氢站开幕式。该加氢站在运营初期每天将为10辆公共汽车和卡车提供多达300公斤的氢气▼
然而，最大的挑战还是在整个新生的生态系统中建立信心与承诺。
如果潜在车主连个加氢站都找不到，汽车制造商就不愿意制造汽车。同样，如果没有客户，氢气生产商也不愿加大力度。
“如果你连客户都没有，就不会有人给你投钱。”赫布斯特说。
目前，各国政府正在解决这一难题。
今年7月，德国更新了国家氢战略，预计到2030年氢需求量将增至95至130 太瓦时。这一数字是2020年制定的战略预期的两倍。
同月，欧盟颁布了一项名为《替代燃料基础设施条例》的法律。该法规要求强大的充电桩和加氢站网络。
关于加氢站，《条例》绘制了一个蓝图，即在欧盟主要高速公路上每隔200公里就建一个加氢站，同时为乘用车和卡车提供服务。
根据总部设在布鲁塞尔的氢能理事会（Hydrogen Council）的数据，全欧洲已经有大约275个加氢站在运营。到2030年，新法规将把这一数字增加到650个。
燃料电池和电解器催化剂制造商Pajarito Powder公司首席执行官汤姆·史蒂芬森（Tom Stephenson）说，这足以满足大量用户的需求，能够解决续航焦虑。
尽管氢在卡车领域的潜力被讨论得最多，但宝马和丰田认为乘用车的潜力也不容忽视。
两家公司合作开发燃料电池已有十年之久。2023年，宝马在全球主要市场部署了一支由约80辆iX5氢动力跨界车组成的测试车队，为在2030年实现批量生产做准备。
丰田在出租车队中部署了Mirai燃料电池汽车。目前，柏林约有115辆Mirai可通过Uber使用，并计划增至200辆。汉堡部署了30辆，巴黎计划部署500辆Mirai。
归根结底，这些只是宏大愿景下的一小部分。丰田公司高管在今年7月表示，他们希望到2030年在欧洲销售20万辆氢动力汽车和卡车。
Mirai仍是这些计划的基石。“乘用车对于扩大规模至关重要，”赫布斯特说。
尽管如此，就地面运输应用而言，卡车制造商及其供应商对氢的热情依然高涨。博世预计，2030 年售出的重型卡车中将有20%采用氢燃料。该公司的燃料电池模组将率先为Nikola的半挂车提供动力。
博世燃料电池交通解决方案业务高级副总裁托马斯·温特里希（Thomas Wintrich）表示：“燃料电池的优势众所周知。突破性进展将体现在成熟度上。”
一切都刚开始
小的进步看似微不足道，实则有大用处。
9月初一个阳光明媚的早晨，位于慕尼黑东南约20公里处的巴伐利亚小镇霍福尔丁（Hofolding）新建了一座加氢站。
该加氢站开始每天为慕尼黑和埃伯斯贝格的10辆Solaris燃料电池公交车提供燃料。不久之后，每天可为25辆卡车或公共汽车提供燃料。
巴伐利亚州的经济、交通和能源官员称赞霍夫丁站是为全德国和欧洲服务的典范。
与电动汽车相比，氢气在运行上的一个新颖之处体现了其多功能性。该站不使用固定式储氢装置，而是用移动拖车装满在电解槽生产的绿氢，然后运到这里替换用完的拖车。
据该项目的合作伙伴之一HY2B Wasserstoff公司称，每辆拖车可装载1250千克氢气，相当于为695辆中型电动汽车充满电所需的能量。如果卡车和公共汽车的燃料依赖于电池，那么在农村地区就很难找到充足的电力。
古尔德纳说：如果有两辆卡车、两辆公共汽车和汽车想要充电，那么随便一个服务区都需要配备20兆瓦或30兆瓦的电力。
这只是电网面临的挑战中的一部分。
太阳能和风能等可再生能源根据天气条件提供间歇性能源。这种不可预测性对电网的稳定性造成了困扰，尤其是当可再生能源提供的电力份额越来越大时。
博世打算大规模生产电解槽的堆栈，电解槽利用电力将水分离成氢气和氧气。该效果图描绘了以风能为动力的电解槽▼
氢气再次提供了一种解决方案。当太阳能和风能可用时，它们可以为电解槽提供电力，电解槽可以制造氢气。然后角色互换，氢气可以储存起来，在可再生能源不足时用来为电网供电。
参与Hofolding项目的移动工程公司Hynergy的总经理托比亚斯·布鲁纳（Tobias Brunner）说：“对于可再生能源系统的概念来说，氢是必须的。”
布鲁纳曾是宝马公司的高管，他认为交通业将是第一个大规模采用氢能的行业，部分原因是他预计总拥有成本将很快与柴油竞争。
先行者身份可能会为传统运输公司（如汽车制造商和供应商）提供重塑自我、加入新能源生态系统的机会。
一些公司正在争当先行者。
丰田与其Woven Planet子公司合作开发了保温杯大小的便携式储氢罐，为家用电器供电。通用成立了通用能源部门，将Ultium电池平台用于家庭储氢应用。博世正在推出用于氢生态系统各个方面的产品，包括生产、储存、配送和使用。
燃料电池模组只是一个开始，同样，目前正在费尔巴哈进行原型开发的电解槽组件也是一个开端。
博世预计，电解市场的年增长率将高达60%，其中欧洲的增长率最快。到2030年，该公司预计全球市场规模将达到152亿欧元。博世的温特里希说：“这是一个超大规模的市场，而这仅仅是一个起点。”