2 0 18長三角氫能燃料電池汽車科普巡遊活動期間，一輛氫能燃料電池物流車在江蘇如皋發車
發展氫能是尋求解決能源、資源和環境危機,推動能源革命的有益探索。近年來,全球氫能產業興起,美、日、韓、德等國家均出臺相應政策,將發展氫能產業提升到國家能源戰略高度。氫能可廣泛應用到三次產業多個領域,在我國交通領域應用成為突破口。
經過多年積累,我國氫燃料電池汽車產業初具產業化條件,商業化應用正在開啟。
氫燃料電池汽車初具產業化條件
近年來,國家《能源技術革命創新行動計劃2016-2030》《「十三五」國家戰略性新興產業發展規劃》和《「十三五」國家科技創新規劃》都將氫能發展與燃料電池技術創新提升到國家戰略高度,列為重點發展方向。
我國已經初步掌握氫燃料電池堆及其關鍵材料、動力系統、整車集成和氫能基礎設施等核心技術,基本形成氫能研發、製備、儲運、應用等完整產業鏈,且產業鏈上下遊協作意識增強,不同環節企業戰略合作行動顯著增加。雖與國際領先梯隊存在一定差距,但已經初步具備產業化條件。隨著技術進步,我國燃料電池汽車進入商業化導入期,可在低速短程和遠距離運輸方面與純電動汽車互為補充。
三大產業集群引領發展。地方政府和企業積極探索氫能產業發展,形成了珠三角、長三角、京津冀等主要氫能產業集群,並逐漸輻射到周邊地區。在珠三角地區，佛山雲浮氫能產業園目前達到年產5000輛燃料電池汽車和2萬臺燃料電池電堆的產能,並基本完成產業鏈布局,產業集群效應初顯。長三角地區以上海為中心,江蘇如皋的「氫經濟示範城市」、浙江台州的「氫能小鎮」建設項目正在推進,安徽六安相關技術已接近世界先進水平。京津冀以北京、天津、張家口等城市為核心,以服務2022年冬奧會為契機,打造我國北方氫能產業示範基地。
近年來,大型央企開始關注氫能並強勢進入,行業發展定位普遍較高,且計劃布局全產業鏈。與中小型民企相比,大型石油化工企業氫氣來源廣、資金雄厚、擁有龐大的加油站網絡及運營經驗,對促進燃料電池汽車發展優勢明顯。
地方政府布局燃料電池汽車產業速度也明顯加快，促進了產業發展。
直面四大瓶頸,「加氫焦慮」待破解
——關鍵材料和核心技術尚未自主。近年來,我國發布一系列政策引導鼓勵氫能產業發展,在關鍵零部件和技術開發方面已有所突破。液氫儲罐已經實現國產化,最大容積可達300立方米,已掌握氦製冷循環設備核心技術。但關鍵零部件主要依靠進口,燃料電池的關鍵材料包括催化劑、質子交換膜以及炭紙等材料大都採用進口材料。關鍵組件製備工藝急需提升,膜電極、雙極板、空壓機、氫循環泵等和國外存在較大差距。關於氫品質、儲運、加氫站和安全的標準較少,氫氣品質檢測和氫氣洩漏等重要測試裝備欠缺,權威檢測認證機構仍未形成。
——加氫基礎設施建設不足。從國內外看,「加氫焦慮」是氫燃料電池汽車發展的重要制約因素。我國氫燃料電池汽車尚處起步階段,運營車輛較少,加氫站的建設運營無法通過規模經濟效應平衡收支,導致建設運營模式不夠成熟,加氫設備產業化能力不足、成本偏高。而基礎設施不足又反過來影響氫燃料電池汽車推廣應用。目前,我國實際運營和在建加氫站多為示範性或為示範性汽車提供加注服務,暫未實現商業化運營。
——氫燃料電池車輛商業化推廣模式沒有建立。從制氫環節來看,現有制氫技術大多依賴煤炭、天然氣等一次性能源,經濟性、環保問題依然突出。利用可再生能源制氫存在效率低、綜合成本高等問題。從儲氫環節來看,儲氫密度、安全性和儲氫成本之間的平衡關係尚未解決,離大規模商業化應用還有一段距離。從用氫環節來看,燃料電池汽車仍發展緩慢,技術尚不成熟。建設加氫站所需關鍵零部件沒有量產的成熟產品,導致建設成本過高。以上諸多問題極大制約了我國氫能汽車商業化運行進程。
——專項規劃和政策體系尚未形成。我國雖從戰略層面肯定氫能及燃料電池產業發展,但專項規劃和政策體系缺位,產業發展方向、目標和重點尚待明確。氫氣仍歸為危化品管理,主管部門不明確,加氫站審批難度大,對產業發展形成較大制約。
發力四大問題,氫燃料電池汽車方能跑得歡
——協調好氫燃料電池汽車與電動汽車的關係。氫燃料電池汽車與純電動汽車不是相互排斥的,在不同應用場景下二者可互為補充。氫燃料電池汽車具有零排放、續航裡程長、加注時間短等特點,是適應市場需求的最佳選擇。燃料電池汽車能滿足零下30攝氏度高寒地區的使用需求。應適時將新能源汽車產業化重點向燃料電池汽車拓展,在運輸需求大及環保要求高的區域,優先開展氫燃料電池汽車示範應用。
——統籌產業發展空間和潛力。目前,氫能在我國熱度很高,但產業發展尚待明確時間表和路線圖。應認真研究氫能技術和產業發展趨勢,科學預判技術突破和試驗示範方案的時間節點、商業化應用的發展規模和生產成本等,為政策制定提供參考依據。
——財政資金應重點發力基礎研究。為使燃料電池產業化擁有足夠的技術支撐,迫切需要加強燃料電池的材料新體系及其電化學機理過程研究,政府資金應在基礎研究環節集中發力,儘快突破核心技術和關鍵材料瓶頸。
——防範產業無序競爭和產能過剩風險。據不完全統計,目前地方政府規劃的氫燃料電池電堆總產能超過1500兆瓦,氫燃料電池汽車產能總計近萬輛。我國氫能產業化尚處於起步階段,市場容量有限,短時間內這些產能很難充分釋放,一旦規劃實施有可能馬上面臨產能過剩風險,對此應高度警惕。
順應能源結構調整趨勢,根治「談氫色變」
強化頂層設計引導,儘快研究制定氫能產業發展專項規劃。順應我國能源結構優化調整趨勢,結合我國氫能產業發展實際情況,確定氫能產業發展戰略導向。儘快出臺專項規劃,明確氫能產業發展方向、目標和重點。
積極扶持技術研發和自主創新。針對關鍵技術不成熟、成本高等突出問題,積極支持基礎研究,強化車用氫能技術研發,加快車用氫能制氫、儲存、運輸、加注及安全方面技術研發。不斷完善氫能產業體系,對產業薄弱環節加強政策支持和引導,鼓勵自主創新,加大對企業氫能研究相關投入的補助,激發企業主體作用。
健全行業監管體系和標準體系。結合行業發展形勢,從國家層面明確行業主管部門和協作部門。構建符合中國氫能技術發展趨勢的氫能技術標準體系,加強對氫能源利用管理、規範技術要求和產品認證等綜合標準研究。
推動擴大示範應用。目前,普通民眾對氫能不夠了解,存在顧慮甚至「談氫色變」。為消除認知差異,推動擴大示範應用項目必不可少。燃料電池公交車和物流車技術門檻較低,且在推廣應用宣傳方面更有優勢,可成為燃料電池汽車的突破口。
規劃建設產業基地。為更好地指導全國氫能發展,探索氫能產業政策體系,建議選擇經濟基礎好、環保要求高和產業配套強的地區,建設若干國家級「氫能和燃料電池應用示範區」,加強宣傳和示範,引導和提高公眾對氫能的接受度。(作者系中國國際經濟交流中心信息部副部長、研究員 景春梅)