用氢推动印度长途汽车的未来

用氢推动印度长途汽车的未来
By Poonam Nagar Koti
Aug 25, 2021
8 分钟读

了解为什么与电动汽车相比,氢能提供一种有吸引力、高效的脱碳选择。

专家将车辆电气化视为全球制定的零排放战略的关键要素。自 2015 年根据国家电动汽车任务计划 (NEMMP) 启动(混合动力和)电动汽车的更快采用和制造 (FAME) 计划以来,印度也开始了积极的电动汽车计划。 在 FAME 激励措施下,印度已经节省了大约 2380 万升燃料和 59847 吨二氧化碳减排.

虽然印度在两轮和三轮细分市场取得了相当大的进展,在某种程度上,在汽车方面,它在重型卡车和公共汽车方面的进展几乎没有。部分原因是城市和高速公路缺乏足够的公共汽车和卡车充电基础设施。但这也是因为运行电动巴士或卡车所需的大电池显着降低了这些车辆的重量,限制了它们的行驶里程和效率。

印度正专注于将液化天然气 (LNG) 作为中型和重型车辆的替代燃料。建造液化天然气加气站的势头已经在聚集,因为这是减少排放的可行选择之一。氢同样为印度难以电气化的长途车辆脱碳提供了一种有吸引力且有效的选择。在减少重型车辆排放方面,氢气也优于液化天然气。 LNG 可以将车辆排放量减少约 20%,而氢气是一种零碳燃料。燃料电池电动汽车 (FCEV) 吸引了需要快速加油的客户。 FCEV 具有较低的车辆重量和较小的动力总成体积。它们可以长距离行驶,在大多数温度下都能正常工作,并且可以承载重物,而且碳排放量为零。

国际燃料电池汽车发展

全球氢燃料电池汽车市场 与 2019 年的水平相比,到 2026 年将以 66.9% 的复合年增长率增长.许多公司正在努力进行研发,以实现燃料电池汽车技术的先进突破。欧洲、中国和加利福尼亚州已经制定了卡车排放法规。因此,原始设备制造商 (OEM) 和运营商面临着更换柴油动力系统的压力。

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印度的绿色氢

绿色氢是一种可持续燃料,通过可再生能源通过称为水电解的成熟技术选项分解水 (H2O) 制成。绿色氢支持国家可持续能源目标和深度脱碳战略。

鉴于印度可再生能源电价创历史新低,印度从 2030 年起被列为绿色氢净出口国。 到 2030 年,印度以每公斤 1.5 的绿色氢生产可以扰乱全球能源和化工sands娱乐场。它还可以解决 20% 以上的问题的印度总排放量。

印度在氢燃料电池经济中的地位

在 2021-2022 年的预算演讲中,印度财政部长提议发起一项国家氢能任务 (NHEM),以利用绿色能源生产氢气。正如 NITI Aayog 报道的那样,到 2030 年,这项新举措将使印度能源进口减少超过 1600 亿美元,并将有助于将可再生能源产能增长加速到目前水平的五倍,也是到 2030 年。

NHEM 的最终目标是将印度转变为整个价值链中氢能和燃料电池技术制造的全球中心,并使其与印度制造和 Atmanirbhar Bharat 计划保持一致。为了实现这一目标,印度必须首先开发数量和设施来支持新兴的氢市场,并展示氢的利基应用(如运输和工业),并促进对氢燃料电池制造的政策支持。

虽然印度最近可能宣布了 NHEM,但自 2006 年以来,国家氢能路线图已经到位,以弥合氢能不同领域的技术差距。即使在 14 年后,氢动力汽车仍停留在原型阶段。那么,印度需要什么才能使氢燃料长途汽车成为普遍现实?

成本是最大的障碍

在考虑低碳转型时,从长远来看,总拥有成本是最大的挑战。如果我们将氢燃料巴士或卡车与其他选项进行比较,它们的价格范围较高。这凸显了降低车辆和运维成本以实现脱碳目标的重要性。下面我们代表了 250 公里范围内每公里的总拥有成本,考虑了车辆的资本成本、里程、燃料和维护成本、电池更换成本、年度融资和偿还贷款金额。请注意,CNG、LNG 和柴油公交车的债务偿还时间表被列为五年,而由于公交车的资本支出较高,电动和氢气类别的债务偿还时间表被认为是八年。对于电动巴士,我们考虑了 320 千瓦时电池更换电池前的七年时间,根据全球电动汽车展望,在七年时间里,电池成本将降至每千瓦时 190 美元。

总拥有成本图 3

印度燃料电池卡车的发展

印度低端商用车市场正以每年 15% 的速度增长;今天,全国超过 65% 的货物是通过卡车运输的,这表明 其负载从铁路显着转移到卡车运输部分.因此,印度卡车运输部门有机会向氢燃料电池卡车过渡,这种卡车将产生零有害污染物、仅排放水蒸气并产生零发动机噪音。然而,在将氢燃料卡车引入印度市场之前,我们需要了解成本动态,因为总拥有成本对于做出这样的决定很重要。

总拥有成本图 2

到 2030 年,燃料电池中型卡车 (MDT) 和重型卡车 (HDT) 可能成为电池驱动电动汽车的低成本替代品。对远程能力的需求主要推动了这一说法,对于 MDT 和 HDT 细分市场,这可能转化为非常大的 600 至 900 kWh 电池。这种尺寸的电池既昂贵又笨重,并且会降低车辆的有效载荷,这也可能需要很长的充电时间,即使使用高容量快速充电器(目前为 200 至 250 kW,未来可能更多)。为了 燃料电池卡车 (FCT) 为了与竞争对手保持相同的成本,他们必须主要关注两个主要成本组成部分:泵中氢燃料的价格以及动力总成和车载氢气罐方面的车辆成本。

氢能委员会估计,到 2030 年,每公斤氢气成本降低 4.00 至 5.00 美元将是成本竞争力的关键。额外的支持将来自印度氢气生产成本的降低和分销成本的降低。我们可以看到,在氢站规模和利用率增加的推动下,通过降低零售氢成本,分销成本有所下降。

此外,氢燃料电池和氢罐的高成本推动了动力总成的成本,这反过来又使 FCT 的成本约为可比柴油卡车成本的三倍。大规模制造的作用将有助于缩小这一差距,制造商可以通过每年仅 10,000 辆卡车的年产量实现显着的动力总成成本降低(约 60%)。

 

印度的燃料电池巴士

 

2018 年,塔塔汽车公司在印度石油公司 (IOC) 的支持下推出了印度第一辆燃料电池巴士 (FCB)。快进到 2020 年 12 月,IOC 已启动采购 15 个 FCB 以在德里-NCR 地区运营。同样,NTPC Ltd. 将在列城和德里提供 10 辆氢气巴士。印度公交车运营商的关键决策标准是公交车的前期成本、运营运营成本以及一系列其他重要参数,如加油时间和燃料可用性。成本最终是公交车运营商行为的决定性因素。

总拥有成本图

上图显示了总拥有成本的细分,同样,成本竞争力将需要扩大 FCB 组件的制造和氢价值链。这将需要公交车站的加氢站每天能够提供数千公斤的氢气。如上所示,主要成本贡献者是“其他”类别,即非动力总成、车辆组装和维护。为了在印度开发FCB市场,制造商需要更多地专注于通过研发降低“其他”类别的成本。

一种中间解决方案是混合氢气-CNG (压缩天然气) 巴士。据估计,您需要四家每天生产 100 吨的工厂来为 5,500 辆公共汽车提供燃料,这意味着前期成本为 33 亿卢比。成本并不高,如果我们可以进一步减少氮氧化物排放,那么这种方法可以在两到三年内扩展到​​德里的整个公交车队。在接下来的 8-10 年内,经过第九轮和第十轮的 CGD 网络招标,印度公司表面上将再建设 8,181 个 CNG 站连接。此外,石油和天然气监管委员会为即将到来的第 11 轮招标提议了 44 个新的地理区域。利用这个机会,目前用于分配 CNG 的基础设施可以轻松地为新车提供混合 H-CNG 燃料,确实这样做会非常具有成本效益。

立即采取行动的必要性

现在迫切需要采取行动支持印度的氢燃料长途运输。电动汽车、踏板车和人力车可享受补贴和融资计划。我们知道卡车和巴士运营商关注总拥有成本,但了解成本细分同样重要,这样我们才能利用正确的理解并开始在主要成本贡献者方面采取行动。除了在印度开发氢友好环境以采用和升级 FCT 和 FCB,监管机构还应通过提供激励措施鼓励运营商,例如 FCB 和 FCT 的公共采购,以及对卡车和公共汽车的车队法规的实施。这需要制定具有明确目标、标准和基础设施建设的基于氢的部门路线图,以减少气候影响,克服市场失灵并鼓励印度长途运输部门脱碳的先行者。

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  1. Poonam Nagar Koti, 气候变化专家,温室气体 (GHG) 评估和减缓

    Poonam 是一位气候变化专家,在气候相关研究和政策分析、综合评估能源建模和发展项目的温室气体评估方面拥有近 5 年的经验。 查看生物