撰文 / 涂彥平
編輯 / 劉寶華
設(shè)計 / 師玉超

如果說2008年北京奧運會是我國電動汽車首個大規(guī)模展示舞臺，2022年北京冬奧會則是氫能大顯身手的陣地。

不管是出現(xiàn)在開幕上的氫燃料火炬，還是穿梭于各個比賽場館的氫燃料汽車，不管是為場館提供綠色電源的氫燃料電池發(fā)電車，還是執(zhí)行電力巡檢任務(wù)的氫能無人機，都使得這一屆冬奧會充滿了“氫”的元素。

根據(jù)北京冬奧組委公布的數(shù)據(jù)，本次冬奧會賽事將示范運行超1000輛氫燃料汽車，是全球最大的一次燃料電池汽車示范。

世界首款高壓儲氫火炬

歷屆奧運會火炬使用的燃料，包括鎂、天然樹脂、橄欖油、丙烷等。2020年日本東京奧運會是個例外，首次使用氫氣作為主火炬燃料來源，不過接力火炬只有部分使用氫氣，更多還是用的丙烷。

繼2020年東京夏季奧運會之后，2022年北京冬奧會第二次使用氫氣作為火炬燃料，并且不管是主火炬還是境內(nèi)接力火炬都是由氫氣作燃料。

火炬“飛揚”是世界首款高壓儲氫火炬，運用了液體火箭發(fā)動機的氫能技術(shù)。它的內(nèi)核從上到下依次是氣瓶、控氫閥和燃燒器，為中國航天科技集團六院研制，其中控制閥和燃燒器由11所研制，氣瓶由101所研制。

本次開幕式上沒有主火炬點燃的動作，而是由兩名運動員將最后一棒“飛揚”火炬直接插到“大雪花”主火炬臺中央，由“大雪花”和“飛揚”火炬共同組成主火炬。

根據(jù)航天科技集團的信息，最后一棒“飛揚”火炬有兩套燃燒系統(tǒng)：一套系統(tǒng)是手持火炬的氫燃燒系統(tǒng)，由內(nèi)部氫氣瓶供氣，負責(zé)完成火炬?zhèn)鬟f動作；另一套系統(tǒng)與鳥巢體育場上方的執(zhí)行機構(gòu)相連，用于開幕式主火炬表演。

當天在開幕式上，主火炬的氫燃料存放在35兆帕儲氫罐中，而儲氫罐固定在執(zhí)行機構(gòu)里，通過威亞系統(tǒng)懸掛在鳥巢場地45米高的暗處。儲氫罐中的氫氣可供主火炬燃燒至少8小時。

因為氫氣燃燒時火焰是淡藍色，接近透明，為了讓觀眾看到火焰，研制團隊在火炬出口處安裝了格柵，并在表面噴涂堿金屬。當溫度達到650℃以上時，火焰的顏色看上去就比較明顯了。

另外，“飛揚”火炬的外殼由中國石化下屬上海石化研發(fā)的碳纖維復(fù)合材料制作，解決了氫燃燒時的高溫難題。

2月4日開幕式當晚，在主火炬點燃后，位于鳥巢和水立方之間頒獎廣場上的火炬臺以及位于張家口和延慶的火炬臺也被依次點燃。

其中，主火炬的氫氣由中國石化下屬燕山石化提供，三個賽區(qū)的火炬臺由中石油提供。而且，張家口的太子城火炬臺所用的氫氣是綠氫，這也是冬奧歷史上首次用綠氫點燃的火炬。

可以說，這次冬奧火炬是集合了航天科技集團、中石油、中石化三大央企的力量才“飛揚”起來的。

2008年北京夏季奧運會，李寧點燃的火炬一小時大概消耗5000立方米燃氣,為此鳥巢專門配了一個燃氣站。而此次北京冬奧會主火炬產(chǎn)生的碳排放量大概僅是2008年的1/5000。

沒有熊熊燃燒的火焰，氫火炬的一點“微火”充分體現(xiàn)了科技和綠色兩個辦奧理念。

超過1000輛氫燃料電池車

2008年北京夏季奧運會召開前，3輛戴姆勒-克萊斯勒燃料電池大巴就開始在北京中關(guān)村地區(qū)進行示范運行，路線全長為8.19公里。這是我國第一個燃料電池公共汽車示范運行項目。此外，上海大眾提供的20輛帕薩特領(lǐng)馭氫燃料電池轎車也投入了那次奧運服務(wù)。

2008年在北京示范運營的戴姆勒-克萊斯勒燃料電池大巴▼

2020年東京夏季奧運會投入600余輛氫能源車，包括100輛豐田氫燃料巴士以及500輛MIRAI氫動力轎車。

相比以上兩屆奧運會，2022年北京冬奧會投入的氫燃料汽車數(shù)量大大提升，總計超過1000輛，其中乘用車145輛，巴士及客車749輛，還有107輛服務(wù)于殘障人士的福祉車，涉及北汽福田、豐田汽車、中國一汽、吉利商用車、宇通看出、蘇州金龍、中通客車、中國重汽等多家車企。

根據(jù)豐田中國的官方數(shù)據(jù)，作為奧運會和殘奧會全球合作伙伴中唯一汽車企業(yè)，本屆冬奧會期間，豐田一共提供了2205輛汽車，大多數(shù)為一汽豐田和廣汽豐田在售車型，包括混合動力車、純電動車等，其中還包括140輛第二代MIRAI和105輛柯斯達氫擎。

豐田第二代MIRAI▼

MIRAI是2014年豐田推出的世界首款量產(chǎn)氫燃料電池車型，目前在世界已累計銷售超1萬輛。第二代MIRAI于2020年底推出，功率密度較初代提高1.5倍，儲氫質(zhì)量效率提升5%，此次作為奧運貴賓車使用，也是首次大規(guī)模導(dǎo)入中國市場。

豐田柯斯達氫擎▼

柯斯達氫擎則是專門為北京2022 年冬奧會和冬殘奧會設(shè)計開發(fā)，在延慶、張家口地區(qū)作為運動員班車串線運營。它由豐田中國研發(fā)中心進行研發(fā)，在四川一汽豐田進行生產(chǎn)，——這也是豐田汽車首次在海外實現(xiàn)氫燃料電池技術(shù)從研發(fā)到生產(chǎn)的全流程本土化。

北汽福田歐輝BJ6122氫燃料客車▼

北汽福田提供了515輛氫燃料客車，在為本次冬奧會提供保障的氫燃料大客車中占比高達60%以上。其中，福田歐輝BJ6122氫燃料客車主要承擔了本次北京冬奧會賽區(qū)的部分接駁工作。根據(jù)福田的官方信息，該車每百公里可減少排放的二氧化碳數(shù)量大約有57.86公斤。

宇通提供了185輛氫燃料客車服務(wù)冬奧，包含公交、大巴兩種類型。根據(jù)其官方信息，宇通氫燃料客車加氫時間為8-10分鐘，續(xù)駛里程超過500公里，可實現(xiàn)-30℃低溫啟動，百公里氫耗4.3千克。

80臺由吉利四川商用車有限公司研發(fā)生產(chǎn)的12米吉利星際氫燃料電池城市客車也投入奧運服務(wù)，百公里耗氫6.5千克。

中國一汽紅旗H5燃料電池汽車▼

中國一汽提供了5輛紅旗H5燃料電池汽車用于冬奧服務(wù)。車輛搭載了一汽自主研發(fā)的50kW級燃料電池發(fā)動機，設(shè)計最高車速160公里/小時，百公里氫耗0.82千克，續(xù)駛里程520公里，可實現(xiàn)-30℃低溫啟動。

中國重汽黃河X7氫燃料電池雪蠟車▼

中國第一臺具有完整知識產(chǎn)權(quán)的雪蠟車——黃河X7氫燃料電池雪蠟車也正式投入使用。

過去，雪蠟車是國內(nèi)裝備的空白，我國冰雪運動隊參加比賽，只能租用國外車輛或集裝箱式板房。中國重汽集團等企業(yè)在不到一年的時間里完成了雪蠟車研制，不僅擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，還申報了包括21項發(fā)明專利在內(nèi)的81項專利、24項技術(shù)突破。

這款雪蠟車由一輛主車、輔助車和備用牽引車頭組成。主車中國重汽黃河X7牽引車的動力驅(qū)動來自濰柴氫燃料電池系統(tǒng)，并全新定制開發(fā)了車載光伏發(fā)電系統(tǒng)。

中國商飛氫燃料電池?zé)o人機▼

此外，國家電網(wǎng)自主研發(fā)的國內(nèi)首臺氫燃料電池發(fā)電車為國家速滑館提供綠色電源，中國商飛3架氫燃料電池?zé)o人機為冬奧提供電力巡檢和運力保障。

氫氣的制儲運加

這次北京冬奧會也是氫氣的制備、儲存、運輸、加注的一次集中練兵。

為保障1000多輛氫燃料電池汽車在奧運期間有足夠的氫氣供應(yīng)，中石油、中石化等能源企業(yè)在北京市和張家口市配備了多個加氫站。

中石化下屬燕山石化生產(chǎn)的氫氣供應(yīng)4座冬奧加氫站——北京慶園街加氫站、北京王泉營加氫站、北京燕化興隆油氫合建站、河北崇禮西灣子加氫站。自2022年1月25日正式服務(wù)北京冬奧會至2月10日，燕山石化已累計出廠氫氣115車、27.2噸。

根據(jù)中石化官方消息，2022年1月31日，北京冬奧會前夕，燕山石化還順利通過全球首個《低碳氫、清潔氫及可再生氫標準與評價》，成為國內(nèi)首家取得清潔氫認證的企業(yè)。

中石油旗下華北石化公司用時不到3個月就提前建成投產(chǎn)兩套副產(chǎn)氫項目，產(chǎn)品質(zhì)量滿足燃料電池用氫和高純氫兩個認證標準。

中石油同樣為冬奧建設(shè)了4座加氫站——昌平福田加氫站、金龍油氫合建站、崇禮北加油加氫站、崇禮太子城服務(wù)區(qū)加氫站，供氫能力達到5500公斤/日。

國家電投中關(guān)村延慶園氫能產(chǎn)業(yè)園二期項目冬奧期間預(yù)計加注氫氣10噸，加注車次735輛次。

殼牌在中國的第一個商業(yè)化氫能項目，在冬奧期間為張家口賽區(qū)燃料電池汽車供應(yīng)約50%的綠氫。

中集氫能為冬奧會提供30多臺氫氣管束式集裝箱、10多臺50MPa儲氫瓶組以及全集成加氫站設(shè)備等氫能裝備。

此外，北京環(huán)宇京輝氣體、海珀爾新能源等企業(yè)也是冬奧氫能及運輸保供單位。

河北崇禮中國石化西灣子加氫站▼

北京已建成10座加氫站，張家口已建成7座加氫站。因為可再生能源豐富，張家口的風(fēng)能、太陽能可開發(fā)規(guī)模高達8500萬千瓦，能夠為電解水制氫提供充足的綠色電力保障，可以實現(xiàn)以綠電制綠氫。

歷史的機會

在冬奧前夕，2021年12月，河北和河南兩個氫燃料電池汽車示范城市群獲批國家氫燃料電池汽車示范城市群。其中，河北示范城市群由張家口牽頭。

在此之前，2021年8月，京津冀、上海、廣東三個示范城市群入選首批國家氫燃料電池汽車示范城市群。其中，京津冀示范城市群由北京牽頭。

至此，我國氫燃料電池汽車示范城市群的“3＋2”格局已經(jīng)形成。

在4年示范期內(nèi)，國家將采取“以獎代補”的方式進行氫燃料電池的示范推廣。每個示范城市群如果完成示范期內(nèi)目標，可以拿到的燃料電池汽車推廣應(yīng)用和氫能供應(yīng)的獎勵上限為17億元，再加上額外獎勵，上限達18.7億元。

政策鋪好路之后，緊接著，2022年冬奧會和冬殘奧會為氫燃料電池汽車提供了一個絕好的示范推廣舞臺。

從2016年到2021年，我國氫燃料電池汽車年度銷量分別為37輛、1898輛、1527輛、2737輛、1177輛、1586輛，累計銷量達到8962輛，保有量尚不足萬輛。

2008年北京奧運會開啟了新能源汽車的規(guī)模示范運營，當年我國的新能源汽車銷量達到2435輛。隨后的2009年，我國開啟十城千輛新能源汽車推廣示范工程。十多年耕耘，2021年，我國新能源汽車年銷量達到了352萬輛，實現(xiàn)了飛躍式發(fā)展。

現(xiàn)在，歷史機會又來到了氫燃料電池汽車面前。

2020年我國向世界宣布了2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的承諾。2021年我國氫燃料電池示范城市群“3＋2”格局形成。2022年北京冬奧會和冬殘奧會千輛規(guī)模氫燃料電池汽車投入運營。

在雙碳目標之下，作為新能源的氫能必將受到更多重視，而汽車是氫能應(yīng)用的重中之重。雖然目前我國的氫燃料汽車滲透率尚不足0.05%，但以此次冬奧會為契機，氫燃料電池汽車迎來了它最好的時刻。