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日前,《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》對外發(fā)布。氫能定位的確認被外界敏銳捕捉到——“未來(lái)國家能源體系的重要組成部分”,使氫能成為一種更加確定的“必選項”。
同樣令人心動(dòng)的是一個(gè)新市場(chǎng)的開(kāi)啟:規劃提出,到2025年,燃料電池車(chē)輛保有量將達到約5萬(wàn)輛,可再生能源制氫量實(shí)現10~20萬(wàn)噸/年的規模。 當天發(fā)出的還有一則“限令”。國家發(fā)改委高技術(shù)司副司長(cháng)王翔對外說(shuō)明:將“嚴禁不顧本地實(shí)際,盲目跟風(fēng)、一哄而上,防止低水平重復建設,避免造成基礎設施和資源浪費”。
前期準備是否充足、基礎水平如何,從一定程度上成為城市能否在能源新風(fēng)口下?lián)肀Мa(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇的關(guān)鍵因素。
已有城市率先取得“通行證”。2020年,財政部等5部委聯(lián)合發(fā)布通知,將以城市群為依托展開(kāi)燃料電池汽車(chē)示范應用。數十座城市隨即組成近20個(gè)城市群加入“戰局”,一時(shí)間“硝煙”四起。 去年9月,京津冀、上海、廣東三個(gè)城市群率先獲批,今年1月河北、河南兩個(gè)城市群跟上,示范城市群3+2格局初步確定。
能源產(chǎn)業(yè)的“造富”神話(huà)從未淡出大眾視野。上一個(gè)走上風(fēng)口的電動(dòng)汽車(chē),從廣泛步入大眾視野到眼下一片紅海尚不足十年。就連基礎薄弱的不知名城市都在加碼,與新能源汽車(chē)發(fā)生關(guān)聯(lián)。 而隨著(zhù)新能源汽車(chē)領(lǐng)域“頭部陣營(yíng)”逐漸成型,與之緊密相關(guān)的氫能及燃料電池汽車(chē)行業(yè),正在續寫(xiě)這則能源故事的下半場(chǎng)。
早在2002年,燃料電池作為國家級研發(fā)重點(diǎn),被納入“十五”電動(dòng)汽車(chē)“三縱三橫”研發(fā)布局,然而,直到2014年,氫能才正式從前沿技術(shù)突入全產(chǎn)業(yè)鏈攻關(guān)研發(fā)。
但氫的價(jià)值從未被質(zhì)疑。
數據顯示,氫的發(fā)熱值是除核燃料外所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的,為14.2萬(wàn)千焦/千克,是汽油發(fā)熱值的3倍。
此外,與其他燃料相比,氫燃燒最清潔,燃燒產(chǎn)物僅為水和少量氨氣。中國有大量富余氫氣,2019年產(chǎn)量約為2000余萬(wàn)噸,是世界最大的制氫國,但用于氫能產(chǎn)業(yè)尚不足1%。
2011年,在民營(yíng)經(jīng)濟活躍的廣東,一顆火種被點(diǎn)燃。當時(shí),作為國內無(wú)油空氣壓縮機產(chǎn)業(yè)的重要生產(chǎn)者,位于佛山的廣順電氣有限公司為尋找新的應用市場(chǎng),在南海區小鎮丹灶注冊成立子公司廣順新能源。 同年,廣順新能源參與聯(lián)合共建的“燃料電池及氫源技術(shù)國家工程研究中心華南中心”暨廣東省廣順新能源動(dòng)力院士工作站揭牌,為“無(wú)中生有”的佛山再添一把火。
業(yè)內有一種說(shuō)法,對于氫燃料電池而言,空壓機是“肺”,電堆則是“心臟”。從全球燃料電池產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看,組成電堆的一些核心零部件依然需要進(jìn)口,甚至還存在“卡脖子”現象。而作為電堆的“芯片”,膜電極的產(chǎn)業(yè)化水平,將決定一個(gè)“氫能之都”的命脈。
2013年末,佛山迎來(lái)新的機會(huì )——為扭轉區域間發(fā)展不平衡局面,廣東作出珠三角對口幫扶粵東西北地區的部署,佛山對口幫扶云浮市。兩年后,在佛山(云?。┊a(chǎn)業(yè)轉移工業(yè)園區,時(shí)任佛山副市長(cháng)、對口幫扶云浮市指揮部總指揮許國指著(zhù)一片山間畫(huà)了一個(gè)圓,提出一個(gè)大膽的問(wèn)題,“咱們在這兒干氫能可不可以?”
許國后來(lái)回憶,當時(shí),佛山“踏遍千山萬(wàn)水”引進(jìn)巴拉德前副總裁、技術(shù)總監古睿智和離職專(zhuān)家達斯丁等人,在古睿智推動(dòng)下,國鴻氫能消化吸收巴拉德生產(chǎn)線(xiàn)技術(shù),2016年與巴拉德共建全球產(chǎn)能最大的9SSL燃料電池電堆系統半自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。該合作中,巴拉德為合資公司生產(chǎn)的電堆供應膜電極組件。 巴拉德是燃料電池界名副其實(shí)的“元老”。本田、大眾、奔馳、豐田和福特等眾多車(chē)企的第一代燃料電池汽車(chē)均基于巴拉德的燃料電池電堆而開(kāi)發(fā)。
佛山邁出爭奪燃料電池產(chǎn)業(yè)“心臟”的第一步。后被任命為佛山市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導小組副組長(cháng)的許國總結此段經(jīng)歷時(shí)指出,佛山發(fā)展氫能,起點(diǎn)肯定不高,“完全靠某種機緣和人的智慧靈光一閃地迸發(fā)”。 資料顯示,2019年前,全國燃料電池電堆行業(yè)主要依賴(lài)進(jìn)口,巴拉德憑借自產(chǎn)膜電極,占據國內膜電極市場(chǎng)“頭把交椅”同時(shí),核心技術(shù)國產(chǎn)化之路也擺在了“氫能之都”候選城市面前。 武漢理工大學(xué)學(xué)科首席教授、佛山仙湖實(shí)驗室學(xué)術(shù)委員會(huì )副主任程一兵曾一針見(jiàn)血地指出,能源革命是以科技和創(chuàng )新引導的革命,引領(lǐng)能源革命,首要的是高科技人才。然而,人才是佛山最大的短板。 佛山的短板,恰是武漢的優(yōu)勢。
2004年,科技部在“863”計劃內安排武漢理工大學(xué)開(kāi)展CCM(Catalyst coated Membrane,催化劑直接涂敷在膜上)型膜電極的研發(fā)。2006年,課題組率先在國內研發(fā)成功膜電極組件,并于同年成立武漢理工新能源有限公司,推動(dòng)成果轉化。
2007年,武漢理工大學(xué)教授潘牧作為中國代表赴美制定燃料電池國際標準,盡管尚未完全實(shí)現產(chǎn)業(yè)化,仍立馬被美國訂購一空。數年后,潘牧透露的具體數字是,當時(shí)就已占據美國燃料電池備用電源用膜電極90%的市場(chǎng)。
接下來(lái)是長(cháng)達10年的蟄伏期。2017年,理工新能源副總經(jīng)理田明星在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)曾指出,由于十年如一日專(zhuān)注于膜電極技術(shù)研發(fā)與創(chuàng )新,公司研發(fā)投入高,“日子過(guò)得其實(shí)比較艱難”。但結果不俗——理工新能源在全球膜電極市場(chǎng)占有率排名全球第六,僅次于美國戈爾、3M等知名公司。
潘牧曾總結到,武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)以及武漢理工大學(xué)是我國燃料電池技術(shù)研發(fā)和人才培養方面的重要力量,武漢地區這些高校十幾年堅持燃料電池技術(shù)研發(fā),才為產(chǎn)學(xué)研合作奠定堅實(shí)基礎,“這是一條重要經(jīng)驗”。
3月31日,武漢出臺支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意見(jiàn),明確貫徹落實(shí)“碳達峰碳中和”戰略,加快推進(jìn)全市能源結構清潔轉型,明確培育一批氫能重點(diǎn)企業(yè),建設一批氫能與燃料電池研發(fā)、檢測、認證機構,打造氫能產(chǎn)業(yè)集群和燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集群。
新的力量也在涌動(dòng)。
2019年,蘇州擎動(dòng)科技有限公司自主研發(fā)的國內首套“卷對卷直接涂布法”膜電極生產(chǎn)線(xiàn)正式投產(chǎn),成本比進(jìn)口產(chǎn)品降低一半。
公司負責人介紹,運用國際上最先進(jìn)的膜電極制造工藝,生產(chǎn)線(xiàn)全面達產(chǎn)后年產(chǎn)膜電極將達到10萬(wàn)片,滿(mǎn)足3000多輛汽車(chē)的需求。這推動(dòng)了長(cháng)三角膜電極國產(chǎn)化的進(jìn)程。
渤海灣同樣入局。2020年,東岳集團在淄博的150萬(wàn)平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線(xiàn)一期工程投產(chǎn),使其成為能夠滿(mǎn)足車(chē)用氫能燃料電池商用技術(shù)要求、實(shí)現量產(chǎn)的,全球兩家質(zhì)子交換膜生產(chǎn)公司之一。
質(zhì)子交換膜是膜電極最關(guān)鍵的組成部分,也是曾逼得多個(gè)汽車(chē)巨頭研發(fā)中途離場(chǎng)的難題,如今卻成為淄博這座山東“腰部”城市的新籌碼。
對于燃料電池汽車(chē)而言,攻克核心技術(shù)還遠不是競爭的全部。
2020年,國家層面以城市群為單位開(kāi)展的燃料電池汽車(chē)示范應用的做法,令城市間競爭的火藥味愈加濃烈。
在為示范城市群提出的目標中,4年左右示范期內“符合技術(shù)指標的車(chē)輛推廣規模應超過(guò)1000輛”的安排,極易讓外界聯(lián)想到2009年科技部等部委推出的“十城千輛節能與新能源汽車(chē)示范推廣應用工程”。 雖然二者存在諸多本質(zhì)差異,但應用提速確已不容等待。
2015年,曾有人注意到,理工新能源制造的膜電極產(chǎn)品九成出口到國外。對于“墻內開(kāi)花墻外香”的尷尬,潘牧解釋?zhuān)瑖鴥壬儆袇⑴c氫燃料電池研發(fā)汽車(chē)企業(yè)是重要原因。 而這造成的一個(gè)結果是,國外車(chē)企基本上垂直整合膜電極產(chǎn)業(yè)鏈、自產(chǎn)自用,國內膜電極產(chǎn)品在車(chē)用領(lǐng)域應用很不充分,特別是耐久性有待驗證。
接力棒傳至汽車(chē)制造大市手上。
2017年,上海印發(fā)《上海市燃料電池汽車(chē)發(fā)展規劃》。業(yè)內普遍認為,這是國內城市出臺的第一份針對燃料電池汽車(chē)的規劃。規劃提出的目標是,到2020年,上海燃料電池汽車(chē)運行規模將達到3000輛。 上海一度代表國內燃料電池汽車(chē)的最高水平。2003年,國內第一輛燃料電池汽車(chē)“超越一號”率先在上海研制完成。
據此前上海經(jīng)信委總工程師張宏韜介紹,上海上汽集團、申龍、萬(wàn)象等車(chē)企基本實(shí)現燃料電池汽車(chē)車(chē)型全覆蓋,國家明確的8大核心零部件基本布局完整。2022年2月數據顯示,上海已推廣燃料電池汽車(chē)1483輛,占全國21%。
在上海引領(lǐng)下,長(cháng)三角地區燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)蔚然成風(fēng)。2019年,中國汽車(chē)工程學(xué)會(huì )就曾發(fā)布《長(cháng)三角氫走廊建設發(fā)展規劃》,在第一階段的近期發(fā)展規劃(2019~2021年)中,將上海、蘇州、南通、寧波、嘉興、湖州等城市定位為積極發(fā)展氫能與燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的先行城市。
北京的政策紅利更為突出。2008年奧運會(huì )期間,北京曾投放23輛燃料電池車(chē),并建設一座日加氫200千克的加氫站。
但此后,北京對于燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)卻呈現出較為謹慎的姿態(tài)。直到2020年,《北京氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》才姍姍來(lái)遲,將2023年的目標定為“力爭推廣氫燃料電池汽車(chē)3000輛”。 、
今年冬奧帶來(lái)了巨大的流量風(fēng)口。有統計顯示,冬奧期間,超過(guò)1250輛不同類(lèi)型的燃料電池汽車(chē)投入賽事,京津冀地區車(chē)企借勢擴大生產(chǎn)線(xiàn)、攻克技術(shù)難題。
這一次,北京不再“單兵作戰”——同為冬奧舉辦地的張家口,2019年就曾在北京發(fā)布《氫能張家口建設規劃(2019~2035年)》,將氫能產(chǎn)業(yè)定為城市發(fā)展的重要支柱。 相比之下,珠三角顯得缺少更強的“向心力”。
事實(shí)上,在剛開(kāi)啟氫能事業(yè)的2014年,佛山有關(guān)方面曾考察紐約灣區、舊金山灣區和東京灣區,發(fā)現三大灣區早已悄然布局氫能產(chǎn)業(yè)。緊隨上海之后,佛山于2018年出臺《佛山市氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2018~2030年)》,提出2020年各類(lèi)氫能產(chǎn)品推廣應用累計超過(guò)5500套。
但佛山的“一頭熱”,難以帶動(dòng)整個(gè)珠三角的“齊頭并進(jìn)”。業(yè)內有一種觀(guān)點(diǎn)是,盡管廣州在佛山帶動(dòng)下逐漸進(jìn)入狀態(tài),但同樣有完整產(chǎn)業(yè)能力的深圳在啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)建設上步伐并不夠快,以珠三角為整體推動(dòng)燃料電池汽車(chē)發(fā)展的進(jìn)程尚處于初期階段。
眼下,作為規劃引領(lǐng)者的上海,再次謀劃對原有規劃 “升級”——在前不久召開(kāi)的政府常務(wù)會(huì )議上,原則同意了《上海氫能產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期規劃(2022~2035)》。
外界認為,燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展深入,愈加離不開(kāi)上游的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。對于上海而言,燃料電池產(chǎn)業(yè)是一個(gè)系統工程,系統考慮不可或缺;而氫能更是一個(gè)有巨大空間的生態(tài)圈,更多想象空間等待被進(jìn)一步打開(kāi)。
有關(guān)氫能強鏈建圈的做法,突出體現在各地打造的“氫能小鎮”上。在2019年高工產(chǎn)研氫電研究所曾統計發(fā)現,全國當時(shí)已存在超過(guò)22個(gè)氫能主題產(chǎn)業(yè)園區,但由于國內氫能產(chǎn)業(yè)尚處發(fā)展初期,大部分園區基礎比較薄弱,至少需3~5年才能形成規模。
在更多情況下, 城市以一己之力難以做到“全覆蓋”。
2021年,佛山曾因“氫荒”走進(jìn)大眾視野。一組數據顯示出佛山的尷尬:佛山氫燃料電池汽車(chē)總量大概在1500輛左右,但真正跑起來(lái)不到1/3;佛山每日氫需求量在16~18噸,盡管佛山投入運營(yíng)加氫站有16座,居于全國前列,但氫供應只有5噸。
山東則與此相反:作為氫能大省,山東年產(chǎn)氫氣260萬(wàn)噸,居全國首位。截至2021年2月,山東省建成投入使用加氫站11座,日供氫能力達到6.7噸,可滿(mǎn)足500輛氫燃料電池公交車(chē)運行使用,但截至2020年末,山東氫燃料電池汽車(chē)僅269輛。
補短板從尋求合作開(kāi)始。
擁有核心技術(shù)的淄博,同樣也是氫氣重要產(chǎn)地。數據顯示,淄博氫氣年產(chǎn)量約48萬(wàn)噸,占18.46%,且供氫成本持續穩定在35元/公斤左右,具有一定的價(jià)格優(yōu)勢。這讓淄博成為城市群建群的“??汀薄谝雅鷱偷?個(gè)城市群中,除河南城市群,其余均將淄博納入其中。
盡管上海制氫能力富余,年產(chǎn)氫量(含副產(chǎn)氫)合計超過(guò) 13 萬(wàn)噸,理論上可支撐約 18 萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)的運營(yíng),但在上海都市圈的名單中,仍能找到山東淄博、寧夏寧東能源化工基地、內蒙古鄂爾多斯等重要氫產(chǎn)地,互利合作、共謀發(fā)展的意味更加鮮明。
合作還在于合力解決氫能發(fā)展掣肘。由于極易燃易爆而被列入“重點(diǎn)監管的危險化學(xué)品名錄”,氫氣的儲存、使用、經(jīng)營(yíng)和運輸都受到非常嚴格的管理,特別是運輸和儲存安全性,一直是懸于氫能產(chǎn)業(yè)上方的“達摩克利斯之劍”。這些問(wèn)題,很難由氫氣生產(chǎn)方獨立解決。
業(yè)內認為,示范城市群的批復還將繼續。城市間的合縱連橫尚未完結,新的明星城市亦在醞釀當中。