1国内外氢燃料电池航空器地面服务设备的发展现状
1.1国外氢燃料电池航空器地面服务设备的发展现状
根据氢能首席观察的统计,目前全球已有22座机场已引入或即将开展氢能应用示范。这些机场分布在全球12个国家,美国和日本各以4座拔得头筹,德国3座位居第二,英法各两座位居第三。最早的示范应用可追溯到2005年,57%的示范应用是近三年开展的。而且这些应用主要集中在燃料电池公共交通方面,机场地面支持设备才刚刚开始。
其中,美国洛杉矶国际机场引入了一家名为HyPoint Energy的氢燃料电池公司提供的氢燃料电池公交车,为机场提供低碳交通服务;而阿姆斯特丹史基浦机场则计划在2024年前将所有燃油车替换为氢燃料电池车。此外,日本东京羽田机场也于2019年引入氢燃料电池巴士,成为亚洲首个使用氢燃料电池巴士的机场。
1.2国内氢燃料电池航空器地面服务设备的发展现状
目前国内氢燃料电池航空器地面服务设备的应用现状还处于刚起步状态。
一些国内机场已经开始探索氢燃料电池技术在航空器地面服务设备方面的应用。例如,上海浦东机场已经开展了氢能燃料电池车辆的示范运营项目,并计划在未来逐步推广使用;北京首都国际机场也已经引进了一批氢燃料电池公交车,用于为旅客提供低碳出行服务。今年1月,北京市首宗纯氢站项目——大兴机场临空区加氢站(纯氢站)项目挂牌成交。临空区液氢加氢站建成后,加注能力将达到3吨/天,可满足每日约300辆氢燃料车辆加氢需求。
一些航空器地面服务设备制造商也在储备相应的技术,但由于缺乏相应的标准,产品没有进入民航局公告目录。
浙江吉鑫祥叉车制造有限公司于2021年研发了氢能行李牵引车,中国东方航空设备集成有限公司于2022年成功研发了氢燃料清水车、行李牵引车。牵引车依托纯电动底盘为载体,最大牵引额度可达25吨,通过不断优化精进牵引车驱动电机控制系统,安全性和动力性进一步提高。民航协发机场设备有限公司的氢能源机场摆渡车在其廊坊分公司生产基地于2022年正式下线。据了解,这款摆渡车为业内首台氢能源机场摆渡车,续航里程达400公里以上。整车可载客100余人,每次补充氢能源只需10至15分钟。
2国内氢燃料电池航空器地面服务设备发展中存在的问题
目前没有机场进行示范,缺乏相应的政策文件和配套补贴。氢能基础设施建设相对落后,地面服务设备技术储备相对不足,电池生产成本居高不下。
2.1 缺乏政策支持和补贴
目前,国内对于氢燃料电池航空器地面服务设备的发展缺乏相应的政策支持和补贴。这导致企业在研发和生产氢燃料电池航空器地面服务设备时面临较大的经济压力,限制了产业的发展速度。政府需要出台更多的政策,以鼓励购买氢燃料电池航空器地面服务设备,推动产业的快速发展。
2.2 基础设施建设滞后
机场的氢能基础设施建设相对落后,加氢站的数量和分布不能满足使用要求。这使得氢燃料电池航空器地面服务设备在使用过程中面临加氢不便的问题,限制了其市场推广。政府和机场需要加大基础设施建设投入,提高加氢站的覆盖率,为氢燃料电池航空器地面服务设备的普及创造良好的条件。
2.3 储氢技术有待提高
目前,国内氢燃料电池航空器地面服务设备的储氢技术贮备相对不足,技术力量薄弱,存在储氢密度低、储存时间短等问题。这不仅增加了氢燃料电池航空器地面服务设备的成本,还限制了其在机场的应用。
3.4 电池成本高企
据统计,氢燃料电池系统占据整车成本的50%,而氢燃料电池(电堆)占据了氢燃料电池系统成本的60%。这使得氢燃料电池航空器地面服务设备的成本相对较高,不利于其在市场上的普及。降低电池成本是提高氢燃料电池航空器地面服务设备市场竞争力的关键。上游企业需要加大技术创新力度,提高生产效率,降低电池成本。同时,政府可以通过补贴等方式,降低购买氢燃料电池航空器地面服务设备的成本负担。
3氢燃料电池航空器地面服务设备发展的策略
3.1加强政策引领,促进氢能基础设施完善
目前,我国储氢技术相对比较落后,面对氢气具有易燃、易爆、易泄露的特性,要不断提高各类储氢技术的效率,降低储氢过程中的成本,提高安全性。首先,要加强政策驱动,逐步建立科学合理的产业补贴政策。不断推进加氢站基础设施建设,完善加氢站建设的相关政策,细化更新各类标准。
3.2加快标准先行,清除合规风险
目前,氢燃料电池航空器地面服务设备还没有相应的通用标准和产品标准,缺乏政策引导,在机场使用方面存在一定的合规风险。建议标准先行,积极开展相应产品的标准编制,比如机场旅客摆渡车和行李牵引车,这两类车辆在电动化时期有技术储备,目前机场在用的这两类车辆均已实现电动化。秉持着安全、节能、适用、环保的原则,积极探索氢燃料电池航空器地面服务设备的新标准模式。
3.3加强研发投入,降低电池生产成本
上游电池的制造成本直接导致航空器地面服务设备成本高企。目前,对于氢燃料电池的制造材料价格昂贵等一系列问题。首先,要实施财政政策、金融政策、产业组织政策和企业帮扶政策等相关政策,加强龙头企业建设、加大人才培养和引进力度,有效地加快地面服务设备制造商的自主研发能力。其次,企业要不断突破制造材料昂贵、稀缺的瓶颈,自主研发具有低成本、高稳定的新材料。
4氢燃料电池航空器地面服务设备未来发展趋势展望
目前国内氢燃料电池汽车市场处于发展初期。随着技术的不断提升和政策的支持,预计未来几年内将会有更多的氢燃料电池汽车投入市场。同时,多个省(区、市)将氢燃料电池汽车发展列入“十四五”规划,国家发改委、能源局在《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中明确“十四五”时期,燃料电池车辆保有量达到约5万辆,部署建设一批加氢站,可再生能源制氢量达到10万~20万吨/年。到2035年,实现百万辆的氢能燃料电池汽车上路行驶,形成氢能多元应用生态,可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。同时,预计今后十年燃料电池成本将大幅下降、性能稳定提升。
中国民航局发布的《关于加快推进民用航空氢能产业发展的指导意见》指出,到2030年,我国民用航空氢能产业规模将达到1万亿元以上。2022年1月,中国民用航空局副局长吕尔学在新闻发布会上表示,我国正在积极推进氢燃料电池汽车和无人机等民用航空器的研发和应用。
4.1 环保意识日益增强
在全球范围内,环保意识的增强已经成为了一种普遍的社会趋势。在这样的背景下,氢燃料电池机场地面设备作为一种低碳、清洁的交通方式将会受到越来越多的关注和支持。同时,人们对于空气质量和环境保护的需求也将促进氢燃料电池机场地面设备的市场增长和发展。
4.2 安全性能不断提高
氢燃料电池机场地面设备的安全性一直是业界关注的重点。随着技术的不断进步和应用经验的积累,氢燃料电池发动机的安全性能已经得到了显著提升。例如,一些新型的材料和技术的应用可以有效降低氢气泄漏的风险;同时,一些智能控制系统的应用也可以提高氢燃料电池发动机的稳定性和可靠性。这些技术的应用将有助于进一步提高氢燃料电池机场地面设备的安全性。
4.3 技术不断进步
随着技术的不断进步,氢燃料电池航空器地面服务设备的性能将不断提高,例如续航里程、加氢时间等指标将得到改善,从而提高其使用便利性和可靠性。此外,氢燃料电池航空器地面服务设备的成本也将逐步降低,这将促进其更广泛的应用。
4.4 成本不断降低
随着氢燃料电池技术的不断成熟和产业链的逐步完善,氢燃料电池机场地面设备的制造成本将会逐渐降低。这将有助于提高氢燃料电池机场地面设备的市场竞争力和普及率。同时,一些政府和企业也已经开始探索氢能产业的规模化发展模式,通过降低成本、提高效率来推动氢燃料电池机场地面设备的发展。
4.5 基础设施建设加速
为了支持氢燃料电池航空器地面服务设备的发展,相关基础设施的建设也将加速,包括加氢站、储氢设施等。这些基础设施的建设将为氢燃料电池航空器地面服务设备的发展提供更加完善的保障。大兴机场临空区加氢站(纯氢站)项目将为为大兴区国际氢能示范区创新发展起到积极作用。
5 结语
氢燃料电池机场地面设备作为氢燃料电池技术在交通运输领域的一种应用,具有很大的潜力和发展前景。随着全球环保意识的不断提高和能源短缺问题的日益严重,氢燃料电池机场地面设备的市场前景将会越来越广阔。然而,氢燃料电池机场地面设备的发展过程中还存在一些技术和经济上的挑战,需要相关企业和政府部门共同努力解决。未来,我们有理由相信,氢燃料电池机场地面设备将会成为推动交通运输领域绿色发展的重要力量。
作者简介: 席占勇( 1982—) ,男,河北张家口人,高级工程师,从事航空器地面服务设备和军用车辆装备检测研究