Tại Diễn đàn Phát triển Ngành Công nghiệp Năng lượng Hydro - Triển lãm Ngành Công nghiệp Năng lượng Mới lần thứ 10 năm 2025 do Công ty TNHH Thông tin và Công nghệ SMM (SMM) tổ chức, Giáo sư Ngô Hiểu Hoa từ Trường Ô tô và Giao thông Đại học Tây Hoa đã chia sẻ về chủ đề "Phân tích Kinh tế Sử dụng Năng lượng Hydro trong Phương tiện Thương mại Tế bào Nhiên liệu." Bà nhấn mạnh rằng công nghệ năng lượng hydro đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi sang giao thông ít carbon, mang lại giá trị độc đáo. Nó thể hiện ưu điểm đáng kể trong việc di chuyển đường dài, vận chuyển nặng, khả năng thích ứng với nhiệt độ thấp và nạp nhiên liệu nhanh, với lợi ích kinh tế và môi trường đã xuất hiện trong các tình huống như logistics cảng, vận tải hàng hóa giữa thành phố và giao thông công cộng. Tuy nhiên, những thách thức như chi phí sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro cao, mạng lưới cơ sở hạ tầng nạp hydro chưa hoàn thiện, và nhu cầu cải thiện tỷ lệ địa phương hóa công nghệ cốt lõi hiện đang cản trở tính cạnh tranh về chi phí so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống và xe thương mại điện thuần túy. Với sự đột phá trong công nghệ sản xuất hydro xanh quy mô lớn và chi phí hệ thống tế bào nhiên liệu liên tục giảm, kinh tế chu kỳ sống của xe thương mại tế bào nhiên liệu hydro dự kiến sẽ đạt bước nhảy vọt trong 5-10 năm tới.
Phân tích Kinh tế Sử dụng Năng lượng Hydro trong Phương tiện Thương mại Tế bào Nhiên liệu
An ninh Năng lượng Quốc gia và Chiến lược Trung hòa Carbon Cấp bách Cần Năng lượng Mới
Năng lượng hydro được công nhận toàn cầu là yếu tố then chốt trong quá trình chuyển đổi năng lượng và con đường quan trọng để đạt mục tiêu trung hòa carbon. Xe sử dụng tế bào nhiên liệu, hình thức sử dụng năng lượng hydro quan trọng nhất, được đưa vào kế hoạch phát triển ngành công nghiệp năng lượng hydro quốc gia.
Năng lượng hydro và xe sử dụng năng lượng mới là ngành công nghiệp mới nổi chiến lược ở tỉnh Tứ Xuyên và sẽ trở thành trụ cột mới của hệ thống công nghiệp hiện đại Tứ Xuyên.
Tứ Xuyên là nhà sản xuất năng lượng sạch lớn của Trung Quốc, nhưng việc sử dụng năng lượng sạch vẫn chưa đủ, khiến việc tích hợp trở thành thách thức khoa học quan trọng.
Ngành công nghiệp năng lượng hydro và xe sử dụng tế bào nhiên liệu là giải pháp then chốt cho vấn đề này. Đặc biệt, việc áp dụng rộng rãi xe thương mại tế bào nhiên liệu sẽ đóng vai trò quyết định trong việc giải quyết các vấn đề trên.
Năm 2024, lượng điện dư thừa và bị bỏ qua ở Tứ Xuyên vượt quá mười tỷ kWh. Theo kế hoạch ngành công nghiệp năng lượng hydro, bằng cách tập trung vào công nghệ chuyển đổi thủy điện thành hydro và phát triển công nghệ chuyển đổi thủy điện thành hydro quy mô lớn, tiềm năng sản xuất hydro từ năng lượng tái tạo có thể đạt 500.000 tấn/năm, làm phong phú đáng kể phương pháp tích hợp nguồn năng lượng tái tạo.
"Kế hoạch Hành động Tứ Xuyên để Thúc đẩy Phát triển và Ứng dụng Toàn bộ Chuỗi Công nghiệp Hydro (2024-2027)" (Chuan Ban Fa [2024] Số 48) yêu cầu "tiếp tục mở rộng ứng dụng xe sử dụng tế bào nhiên liệu hydro."
Xe thương mại ở Trung Quốc đóng góp gần 75% vận tải hàng hóa, và lượng khí thải carbon của chúng chiếm 77% tổng lượng khí thải giao thông đường bộ.
Tế bào nhiên liệu hydro, đáp ứng nhu cầu vận chuyển nặng và đi xa, là lựa chọn không thể tránh khỏi cho việc điện hóa xe thương mại.
Ứng dụng xe thương mại chủ yếu là hoạt động, vì vậy rất nhạy cảm với kinh tế và tuổi thọ của hệ thống năng lượng.
Phân tích Chi phí Xe Thương mại Tế bào Nhiên liệu Hydro so với Xe Động cơ Đốt Trong và Xe Điện Thuần túy
Khi giá hydro giảm đến mức mà chi phí vận hành thấp hơn so với diesel hoặc xe điện, xe sử dụng tế bào nhiên liệu hydro được coi là có nền tảng công nghiệp để thay thế quy mô lớn các xe hiện tại, và mô hình hoạt động thương mại quy mô lớn của tế bào nhiên liệu hydro trở nên khả thi.
Khi giá nhiên liệu hydro giảm dưới 20 nhân dân tệ/kg, nó sẽ có sức hấp dẫn mạnh mẽ trên thị trường cuối cùng xe thương mại.
Hiện nay, thách thức trong việc áp dụng quy mô lớn tế bào nhiên liệu hydro nằm ở chi phí mua và sử dụng cao!!!
Chi phí Sử dụng Cao
Cấu trúc Hệ thống Năng lượng và Quản lý Năng lượng Xe Thương mại Tế bào Nhiên liệu Hydro
Vượt qua thách thức kiểm soát để duy trì đầu ra tối ưu dưới tải phức tạp thực tế trong hệ thống năng lượng nhằm đạt hiệu quả vận hành xe
(1) Công nghệ Quản lý Năng lượng Thông minh Dựa trên Học tăng cường cho Hệ thống Năng lượng
Làm rõ cơ chế tiêu thụ năng lượng dưới điều kiện vận hành phức tạp của xe.
Xây dựng mô hình vĩ mô, trung vi và vi mô của hệ thống và bộ phận xe thương mại tế bào nhiên liệu hydro để kiểm soát.
Phát triển phương pháp thiết kế quản lý năng lượng thông minh dựa trên học tăng cường cho xe thương mại tế bào nhiên liệu hydro.
(2) Công nghệ Thiết kế Phù hợp Tham số Hệ thống Năng lượng Dựa trên Tối ưu Hóa Đa Mục tiêu
Tiết lộ cơ chế cạnh tranh đa mục tiêu trong thiết kế phù hợp tham số hệ thống năng lượng.
Đề xuất phương pháp lựa chọn tham số hệ thống năng lượng dựa trên phân tích lý thuyết Pareto tối ưu và phương pháp giải nhanh toàn cục tối ưu dựa trên tối ưu hóa lồi, giải quyết thách thức áp dụng phương pháp tối ưu hóa phi tuyến phức tạp trong kỹ thuật thực tế.
Phát triển hệ thống năng lượng xe thương mại tế bào nhiên liệu hydro với tham số phù hợp và tham số kiểm soát tối ưu.
(3) Công nghệ Dự đoán Tuổi thọ Tế bào Nhiên liệu Trên Xe Dựa trên Dữ liệu
Trích xuất tham số đặc trưng suy giảm tuổi thọ cho xe và các tình huống ứng dụng dữ liệu lớn.
Cân nhắc cơ chế hành vi kết hợp của nguồn năng lượng, phát triển mô hình dự đoán ngắn hạn tuổi thọ tế bào nhiên liệu trên xe dựa trên dữ liệu.
Để đáp ứng nhu cầu kiểm soát và đánh giá hiệu suất lâu dài, phát triển mô hình dự đoán suy giảm tuổi thọ dài hạn cho tế bào nhiên liệu trên xe sử dụng tỷ lệ mất công suất tương đối làm chỉ số sức khỏe.
Vượt qua thách thức kiểm tra chính xác hiệu suất hệ thống năng lượng để đạt kiểm tra chính xác và đánh giá định lượng
Công suất hấp thụ tổng hợp điện cơ vượt 650 kW, với sai số công suất tuyệt đối không vượt quá 3,25 kW.
(1) Phương pháp Kiểm tra và Đánh giá Hiệu suất Tổng hợp cho Hệ thống Năng lượng Xe Thương mại Tế bào Nhiên liệu Hydro
Hệ thống Đánh giá Hiệu suất Tổng hợp cho Hệ thống Năng lượng Xe Buýt Tế bào Nhiên liệu
Phương pháp đánh giá định lượng: Sử dụng Quá trình Phân tích Hierarchical để xác định ma trận hệ số đánh giá chủ quan, phương pháp Hệ số Biến đổi để tính toán hệ số đánh giá khách quan, và lý thuyết trò chơi để xác định trọng số kết hợp.
Xây dựng hệ thống đánh giá hiệu suất tổng hợp cho hệ thống năng lượng xe thương mại tế bào nhiên liệu hydro.
(2) Nền tảng Kiểm tra Hiệu suất Bốn Trạng thái cho Hệ thống Năng lượng Xe Thương mại Tế bào Nhiên liệu Hydro
Xe Thương mại Tế bào Nhiên liệu Hydro - Cơ hội và Thách thức Đồng tồn
Ưu điểm: Công nghệ năng lượng hydro đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi sang giao thông ít carbon, mang lại giá trị độc đáo.
Nó thể hiện ưu điểm đáng kể trong việc di chuyển đường dài, vận chuyển nặng, khả năng thích ứng với nhiệt độ thấp và nạp nhiên liệu nhanh, với lợi ích kinh tế và môi trường đã xuất hiện trong các tình huống như logistics cảng, vận tải hàng hóa giữa thành phố và giao thông công cộng.
Thách thức: Chi phí sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro cao, mạng lưới cơ sở hạ tầng nạp hydro chưa hoàn thiện, và nhu cầu cải thiện tỷ lệ địa phương hóa công nghệ cốt lõi hiện đang cản trở tính cạnh tranh về chi phí so với xe sử dụng động cơ đốt trong truyền thống và xe thương mại điện thuần túy.
Với sự đột phá trong công nghệ sản xuất hydro xanh quy mô lớn và chi phí hệ thống tế bào nhiên liệu liên tục giảm, kinh tế chu kỳ sống của xe thương mại tế bào nhiên liệu hydro dự kiến sẽ đạt bước nhảy vọt trong 5-10 năm tới.
Nhấn vào đây để xem báo cáo đặc biệt về Triển lãm Ngành Công nghiệp Năng lượng Mới 2025 (lần thứ 10)
