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近日,全國政協(xié)常委、中國科學(xué)院院士、新能源動(dòng)力系統專(zhuān)家歐陽(yáng)明高在《中國企業(yè)家》雜志社舉辦的“第二十屆中國企業(yè)領(lǐng)袖年會(huì )暨第二十二屆中國企業(yè)未來(lái)之星年會(huì )”上做了主旨演講。主要包括以下幾方面內容:
要實(shí)現“碳中和”的目標,必須推進(jìn)新能源革命。
預計2035年左右,電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)將發(fā)展成為年銷(xiāo)量2500萬(wàn)輛,全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值近10萬(wàn)億的大產(chǎn)業(yè)。
關(guān)于鋰離子電池的未來(lái)應用,不僅是電動(dòng)車(chē),儲能也是一個(gè)重要方向。大型鋰離子電池儲能電站的安全問(wèn)題是一個(gè)挑戰,但有技術(shù)解決方案。
氫能汽車(chē)為先導,將帶動(dòng)綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,成為一個(gè)更大的戰略性產(chǎn)業(yè)。
新能源智能汽車(chē),既是智能終端也是智慧能源的儲能方式,就像手機是移動(dòng)的信息網(wǎng)一樣,電動(dòng)汽車(chē)將成為移動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)。
汽車(chē)行業(yè)的智能化技術(shù)變革,吸引了幾乎所有的信息與互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商介入智能汽車(chē)行業(yè),這也是一個(gè)大的風(fēng)口。
預計電動(dòng)汽車(chē)的大規模普及,會(huì )帶來(lái)基于車(chē)網(wǎng)互動(dòng)的智慧能源生態(tài),形成萬(wàn)億級的智慧能源產(chǎn)業(yè)。
新能源汽車(chē)與新能源革命將帶來(lái)工業(yè)革命與經(jīng)濟轉型。未來(lái)二三十年,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、交通裝備產(chǎn)業(yè)和能源化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)將發(fā)生百年未有之大變局。
新能源汽車(chē)正進(jìn)入大規模產(chǎn)業(yè)化的新階段,預計未來(lái)10~15年左右發(fā)展成為一個(gè)10萬(wàn)億規模的大產(chǎn)業(yè)。本文在梳理世界主要發(fā)達國家和地區氫能汽車(chē)發(fā)展現狀及政策實(shí)踐的基礎上,研究認為主要發(fā)達國家和地區已將氫能汽車(chē)發(fā)展納入國家氫能經(jīng)濟發(fā)展整體戰略,并進(jìn)入降低成本、提高性能和大規模商業(yè)化推廣準備階段。相比之下,我國氫能汽車(chē)技術(shù)起步晚、發(fā)展缺乏整體規劃,仍存在產(chǎn)業(yè)鏈不完備和供應鏈關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新不足等問(wèn)題。未來(lái)我國氫能汽車(chē)發(fā)展應借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗,完善頂層設計,明確氫能發(fā)展定位,完善氫能產(chǎn)業(yè)標準體系;針對制氫等環(huán)節碳排放強度高問(wèn)題,加強可再生能源制氫政策扶持力度;圍繞氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈,重點(diǎn)做好氫儲運、加注等環(huán)節的瓶頸問(wèn)題基礎研究;以問(wèn)題為導向開(kāi)展針對性國際合作,推動(dòng)國內示范與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
一、氫能及氫燃料電池汽車(chē)概述
因使用傳統化石能源作為動(dòng)力燃料,交通運輸業(yè)的溫室氣體和污染物排放給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大壓力。政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )(IPCC,Intergovernmentail Panel on Climate Change) 第五次評估報告顯示,2010年運輸部門(mén)溫室氣體直接排放量約占全球總排放量的14%,位居第四?!吨腥A人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》顯示,2014年我國交通運輸部門(mén)二氧化碳(CO?)直接排放量約占能源活動(dòng)二氧化碳排放量的9.18%,占總排放量的8.98%。此外,移動(dòng)源已經(jīng)成為我國空氣污染的重要來(lái)源,汽車(chē)是機動(dòng)車(chē)大氣污染排放的主要貢獻者。按汽車(chē)車(chē)型分類(lèi),貨車(chē)的氮氧化物(NOx)和顆粒物(PM)排放量明顯高于客車(chē),其中重型貨車(chē)是主要貢獻者。減少交通運輸業(yè)的排放對于遏制全球變暖、減少環(huán)境污染具有重要意義。
隨著(zhù)全球能源結構加快向低碳化轉型,氫能作為清潔的二次能源受到各方關(guān)注。2017年,國際氫能委員會(huì )預測,在全球氣溫上升控制在2℃目標下,到2050年,使用氫能可以實(shí)現20%的二氧化碳減排量。交通運輸行業(yè)是最大的氫能終端,其氫能需求量約占總需求量的1/3,可以實(shí)現交通運輸行業(yè)減排目標的30%。國際能源署(IEA International Energy Agency)2019年發(fā)布的《氫能的未來(lái):抓住今天的機會(huì )》 認為,氫能正處在爆發(fā)式發(fā)展前期,未來(lái)有望在重卡、船舶等“難減排領(lǐng)域”得到大規模應用,實(shí)現這些領(lǐng)域的深度脫碳。
氫能汽車(chē)以氫作為燃料提供動(dòng)力,分為兩類(lèi):一類(lèi)是以?xún)热紮C燃燒氫氣作為動(dòng)力的氫內燃機汽車(chē);另一類(lèi)是氫或含氫物質(zhì)與空氣中的氧氣在燃料電池中反應,產(chǎn)生電力推動(dòng)電動(dòng)機,由電動(dòng)機推動(dòng)的氫燃料電池汽車(chē)。目前汽車(chē)行業(yè)普遍探索的是氫燃料電池汽車(chē)(Fuel Cell Electric Vehicles,FCEVs)的研發(fā)應用。
相比于傳統化石能源汽車(chē),氫能汽車(chē)具有能源獲取便利、環(huán)境友好等優(yōu)勢。從能源資源獲取手段上看,目前絕大部分氫氣都來(lái)自天然氣重整和煤制氣。理論上,氫氣來(lái)源渠道有多種,其中包括電解水制氫,不受傳統能源資源儲備限制。從環(huán)保性能上看,氫氣是常見(jiàn)燃料中熱值最高的能量載體,熱值為142KJ/g,是汽油的3倍、煤炭的5倍。除此之外,氫能是清潔的二次能源,作為動(dòng)力燃料的產(chǎn)物為水,其使用環(huán)節不會(huì )帶來(lái)污染物和溫室氣體排放。即便使用未實(shí)施碳捕獲的天然氣制氫,氫燃料電池汽車(chē)的溫室氣體排放量也比傳統內燃機汽車(chē)的溫室氣體排放量少20%~30%。
相比于其他新能源汽車(chē)(如鋰電池汽車(chē)),氫能汽車(chē)有能源轉化效率高、續航里程長(cháng)、加注燃料時(shí)間短等優(yōu)勢,能夠滿(mǎn)足長(cháng)行駛里程需求,對高里程汽車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)來(lái)說(shuō)更經(jīng)濟。此外,鋰電池汽車(chē)在電池生產(chǎn)過(guò)程中需要耗費較多的能源和資源,從整個(gè)生命周期來(lái)看,氫能汽車(chē)節能效果更好。
此外,氫能的終端應用還可以與可再生能源發(fā)展協(xié)同增效。氫能可以實(shí)現大規模的能量存儲。國際可再生能源署認為,氫能在各終端部門(mén)的應用有助于可再生能源的大規模消納和高比例發(fā)展,能夠推動(dòng)能源轉型進(jìn)程。
全球氫能汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速,其銷(xiāo)售量和保有量均大幅提升。IEA數據顯示,2019年全球氫能汽車(chē)銷(xiāo)售量為12350輛,同比增長(cháng)近118%。截至2019年底,全球氫能汽車(chē)保有量近25210輛,同比增長(cháng)約125%。然而相比于整個(gè)汽車(chē)市場(chǎng),氫能汽車(chē)占比很小,尚未形成規模。2019年全球汽車(chē)銷(xiāo)量約為9032萬(wàn)輛,同比下降3%,氫能汽車(chē)銷(xiāo)售量占比僅為0.14‰。
二、氫能汽車(chē)國際發(fā)展現狀
雖然氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍在初期,但是世界主要發(fā)達國家和地區從國家或地區利益出發(fā),已將氫能利用提升到戰略高度,將之視為實(shí)現低碳能源結構和產(chǎn)業(yè)轉型、搶占技術(shù)制高點(diǎn)的重要抓手。日本、韓國、美國和歐盟等在氫能和燃料電池發(fā)展方面走在世界前列,定位于積極探索國家氫能發(fā)展,制定具體的激勵政策,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。氫能汽車(chē)作為氫能利用的重要終端,隨整體戰略推進(jìn),已進(jìn)入降低成本、提高性能和準備大規模商業(yè)化推廣的階段。
2.1日本:致力于打造氫能社會(huì ),保障能源安全
日本國土面積小、山多、人口密集,其一次能源對外依存度很高,能源安全一直是日本的核心關(guān)切之一。日本對氫能技術(shù)的研發(fā)可以追溯到20世紀70年代石油危機之后。2011年福島核事故使原來(lái)在日本電力結構中占比30%的核電停運,加速了日本氫能的發(fā)展進(jìn)程。IEA數據顯示,截至2019年底,日本燃料電池汽車(chē)保有量位居全球第四,加氫站數量最多,(113座)。
2017年12月,日本制定 “ 氫能基本戰略”,提出企業(yè)、科研機構和政府合作共建“氫能社會(huì )”的十條基本戰略。2019年3月,由日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省、國土交通省等政府部門(mén),聯(lián)合企業(yè)和研究機構組成的氫能與燃料電池戰略協(xié)議委員會(huì )發(fā)布了第二次修訂的《氫能與燃料電池戰略路線(xiàn)圖》(于2014年7月首次制定),落實(shí)“氫能本戰略”中設定的目標,制定具體的行動(dòng)目標和實(shí)現路徑,詳見(jiàn)表1日本氫燃料汽車(chē)發(fā)展目標。
氫能與燃料電池戰略協(xié)議委員會(huì )于2019年9月制定了《氫能和燃料電池技術(shù)發(fā)展戰略》,明確了日本氫能技術(shù)發(fā)展的三個(gè)方向(燃料電池、氫供應鏈、水電解及其他)和十個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域。燃料電池方向的優(yōu)先領(lǐng)域之一是車(chē)載燃料電池技術(shù),重點(diǎn)在于降低燃料電池中催化劑貴金屬(鉑)的使用量,繼而降低氫燃料電池汽車(chē)的成本。
2.2韓國:著(zhù)力發(fā)展氫能經(jīng)濟,打造增長(cháng)新引擎
韓國的能源安全、能源結構、經(jīng)濟發(fā)展狀況等內外部環(huán)境與日本類(lèi)似,存在能源對外依存度高(93%)、化石能源使用量占比高(占總能源使用量的83%)及經(jīng)濟增長(cháng)放緩等問(wèn)題。近年來(lái),韓國密集出臺氫能相關(guān)政策追趕領(lǐng)先國家,在推動(dòng)能源結構及產(chǎn)業(yè)結構轉型、降低碳排放的同時(shí),為韓國提供新的增長(cháng)引擎。
IEA數據顯示,2019年,韓國氫能汽車(chē)銷(xiāo)售量(約4100輛)位居全球第二,僅次于中國;韓國氫能汽車(chē)保有量位居全球第四位,僅次于美國、中國和日本。2019年,韓國新建加氫站20座,加氫站累計數量(34座)位居全球第五。
2019年1月,韓國政府發(fā)布《氫能經(jīng)濟發(fā)展路線(xiàn)圖》,提出韓國要在2030年進(jìn)入氫能社會(huì ),成為世界氫能經(jīng)濟領(lǐng)導者;到2040年,韓國氫燃料電池汽車(chē)和燃料電池的國際市場(chǎng)占有率成為世界第一,韓國將從化石燃料資源匱乏國轉型為清潔氫能出口國,氫能產(chǎn)業(yè)可創(chuàng )造2500億元的年附加值和42萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位?!稓淠芙?jīng)濟發(fā)展路線(xiàn)圖》涉及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展5大領(lǐng)域,即氫能交通、氫能發(fā)電、氫氣生產(chǎn)、氫氣儲運和安全保障。氫能交通領(lǐng)域的發(fā)展目標詳見(jiàn)表2韓國氫能交通發(fā)展目標。
2020年2月,韓國頒布全球首部《促進(jìn)氫能經(jīng)濟和氫安全管理法》,旨在系統、有效地促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,為氫能供應和及其基礎設施的安全管理提供必要支持。2020年5月,韓國環(huán)境部、產(chǎn)業(yè)通商資源部、國土交通部與現代汽車(chē)等企業(yè)簽訂“氫能燃料貨車(chē)普及示范項目工作協(xié)議”,并計劃推出氫燃料貨車(chē),以減少大型貨車(chē)大氣污染物排放量,并以此為契機正式推進(jìn)貨車(chē)無(wú)害化。
2.3歐盟:服務(wù)于脫碳能源轉型和經(jīng)濟復蘇
為了保障能源安全和可持續,推動(dòng)脫碳經(jīng)濟發(fā)展,歐盟一直在探索相關(guān)的新技術(shù)。歐盟對氫能和燃料電池的研發(fā)支持始于“第四研發(fā)框架計劃(1994-1998)”。2008年,歐盟設立燃料電池和氫能源事業(yè)聯(lián)合組織(FCH JU,Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking),旨在促進(jìn)公共部門(mén)和私營(yíng)部門(mén)合作,支持燃料電池和氫能技術(shù)研發(fā)和示范。2014年,歐盟啟動(dòng)燃料電池與氫能合作計劃二期(FCH 2 JU,Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking),工作重點(diǎn)轉向推動(dòng)燃料電池和氫能技術(shù)商業(yè)化,包括大規模示范、提供融資方案和提高社會(huì )接受度等。
2019年2月,FCH 2 JU發(fā)布了《歐洲氫能路線(xiàn)圖:歐洲能源轉型的可持續發(fā)展路徑》,提出面向2030年、2050年的氫能發(fā)展路線(xiàn)圖。報告認為,氫能是交通、工業(yè)和建筑等特定行業(yè)實(shí)現大規模脫碳的最佳(唯一)選擇。歐洲脫碳能源轉型需要大規模應用氫能,否則無(wú)法實(shí)現預定目標。2030年前,歐洲氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三個(gè)優(yōu)先領(lǐng)域為:天然氣管道摻氫、氫能交通發(fā)展(主要是商用車(chē)、大型客車(chē)、重型交通設備和物料搬運車(chē)的氫能使用),以及現有制氫技術(shù)的脫碳化。氫能交通領(lǐng)域的具體發(fā)展目標詳見(jiàn)表3歐洲2030年氫能交通發(fā)展目標。
2020年新冠肺炎疫情暴發(fā)后,歐盟將氫能發(fā)展作為綠色經(jīng)濟復蘇的重要抓手之一。法國國際關(guān)系研究所(IFRI,Institut Francais de Relations Internationale)于2020年5月發(fā)布的《歐盟氫能戰略展望》報告指出,一項穩健、成本效益高的“歐洲氫能戰略”將成為“歐盟經(jīng)濟復蘇計劃”支柱,應與《歐洲綠色協(xié)議》一致,加速歐洲經(jīng)濟體脫碳進(jìn)程。2020年6月,德國聯(lián)邦政府通過(guò)了一攬子經(jīng)濟刺激計劃與“國家氫能戰略”,計劃投資500億歐元推動(dòng)氫能和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,旨在領(lǐng)軍全球氫能技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),促進(jìn)氫能作為動(dòng)力燃料大規模使用,利用氫燃料推動(dòng)經(jīng)濟脫碳。
2.4美國:重視氫能的戰略技術(shù)儲備,行業(yè)積極推動(dòng)
20世紀70年代,美國就將氫能視為實(shí)現能源獨立的重要技術(shù)路線(xiàn)。美國歷屆政府對氫能重視程度不同,有研究認為氫能發(fā)展受到石油危機影響消退和頁(yè)巖氣發(fā)展等的沖擊,出現“兩起兩落”,但美國一直在推進(jìn)對氫能技術(shù)的戰略投資。IEA數據顯示,截至2019年底,美國氫燃料電池汽車(chē)的保有量位居全球第一(約占1/3),美國加氫站數量(64座)位居全球第三,僅次于日本和德國。
2050年,美國通過(guò)《能源政策法案》(EPACT,Energy Policy Act)其中第811(a)條要求能源部長(cháng)定期向國會(huì )報告氫能發(fā)展的狀況,具體包括支持氫能和燃料電池技術(shù)研發(fā)、商業(yè)推廣的舉措,根據示范經(jīng)驗的戰略調整,以及既定發(fā)展目標(到2010年,氫能汽車(chē)數量達10萬(wàn)輛;到2020年,氫能汽車(chē)數量達250萬(wàn)輛)的實(shí)現進(jìn)度等。
美國能源部在能源效率及可再生能源辦公室(EERE,Office of Energy Efficiency and Renewable Energy)下設立氫能和燃料電池技術(shù)辦公室(HFTO,Office of Hydrogen Energy and Fuel Cell Technology),負責實(shí)施氫能和燃料電池計劃,協(xié)調相關(guān)部門(mén)共同推動(dòng)氫能和燃料電池技術(shù)的研發(fā)示范和商業(yè)化。美國能源部在2019財年為氫能和燃料電池技術(shù)共計安排約2.20億美元的預算。
美國當前氫能和燃料電池計劃支持的研發(fā)活動(dòng)集中在氫能和燃料電池技術(shù)研發(fā),氫基礎設施及系統研發(fā),安全、導則及標準研發(fā)三個(gè)領(lǐng)域。對氫能和燃料電池技術(shù)研發(fā)目的是降低氫產(chǎn)業(yè)鏈的成本,提高燃料電池的性能。具體研發(fā)方向包括催化劑研發(fā)、水解制氫、儲氫材料研發(fā)和兼容性氫能材料研發(fā)。
2020年3月,美國燃料電池和氫能協(xié)會(huì )發(fā)布了《美國氫能經(jīng)濟路線(xiàn)圖》,提出氫能對于實(shí)現低碳能源結構至關(guān)重要,發(fā)展氫能經(jīng)濟能夠鞏固美國的能源領(lǐng)導地位并提振經(jīng)濟,保障能源安全,更好地整合低碳電源。按其設定情景,到2030年,氫能發(fā)展可為美國帶來(lái)1400億美元收入,創(chuàng )造70萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位;同時(shí)實(shí)現城市溫室氣體和大氣污染物減排。到2050年,氫能發(fā)展能夠實(shí)現7500億美元的經(jīng)濟收入,創(chuàng )造340萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位;滿(mǎn)足14%的能源需求,實(shí)現16%的CO?減排和36%的NOx減排?;谌杀居嬎?,《美國氫能經(jīng)濟路線(xiàn)圖》計劃在2025-2030年間實(shí)現氫燃料電池汽車(chē)成本與內燃機汽車(chē)成本持平,其目標詳見(jiàn)表4美國氫能汽車(chē)發(fā)展目標。
三、我國氫能汽車(chē)發(fā)展現狀
2021年,我國先后印發(fā)《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》)和《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》。作為碳達峰碳中和“1+N”政策體系的頂層設計,《意見(jiàn)》提出,到2030年,非化石能源消費比重達到25%左右,到2060年,非化石能源消費比重達到80%以上?!兑庖?jiàn)》同時(shí)提出,積極發(fā)展非化石能源,統籌推進(jìn)氫能“制儲輸用” 全鏈條發(fā)展;加強氫能生產(chǎn)、儲存、應用關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、示范和規?;瘧?推廣節能低碳型交通工具,推動(dòng)加氫站建設?!?+N”政策體系在碳達峰碳中和背景下為燃料電池汽車(chē)尤其是氫能汽車(chē)短期與中長(cháng)期發(fā)展提供了指引與實(shí)施路徑。
近年來(lái),受政策激勵,我國燃料電池汽車(chē)領(lǐng)域發(fā)展迅速。IEA數據顯示,截至 2019年底,我國氫燃料電池汽車(chē)保有量位居全球第二,加氫站數量(61座)位居全球第四。其中,氫燃料電池公交車(chē)的保有量接近4300輛,氫燃料電池輕卡的保有量超過(guò)1800輛,分別占對應車(chē)型全球保有量的97%和98%。根據中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )統計數據,2019年,全國共銷(xiāo)售2737輛氫燃料電池汽車(chē),同比增長(cháng)79%。在售車(chē)輛以中型貨車(chē)及大中型公交車(chē)為主。
北京氫燃料電池發(fā)動(dòng)機工程技術(shù)研究中心數據顯示,2016—2019年間,中國共有1752輛氫燃料電池客車(chē)投入運營(yíng),涉及18個(gè)省份,其中上海以輕型客車(chē)為主,北京以團體客車(chē)為主,其他省份均以公交車(chē)為主。貨車(chē)以8~9噸中型貨車(chē)為主,其累計銷(xiāo)售量為3348輛,涉及10個(gè)省份,如圖1所示。
燃料電池汽車(chē)一直是我國新能源汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)之一。早在“十五”期間,科技部就啟動(dòng)實(shí)施電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項,確立了“三縱三橫”研發(fā)布局。其中,“三縱”包括純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。2008年北京奧運會(huì )拉開(kāi)了我國燃料電池汽車(chē)示范運行的序幕。然而,我國新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)堅持的是“純電驅動(dòng)戰略取向”,發(fā)展更加偏重于純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混動(dòng),氫燃料電池車(chē)基本處于配角地位。
2016年,中國汽車(chē)技術(shù)研究中心發(fā)布《中國燃料電池汽車(chē)發(fā)展路線(xiàn)圖》,提出了 2030年中國燃料電池汽車(chē)的發(fā)展目標;2016年,中國標準化研究院和中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )燃料電池分會(huì )發(fā)布《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書(shū)(2016)》,提出了2050年氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標。涉及的相關(guān)發(fā)展目標詳見(jiàn)表5中國燃料電池汽車(chē)發(fā)展目標。
各類(lèi)補貼政策(免征車(chē)船稅、購置補貼、加氫站建設補貼)激勵直接推動(dòng)了我國燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但我國燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然面臨一些問(wèn)題:“核心技術(shù)和關(guān)鍵部件缺失,創(chuàng )新意識和能力不強,基礎設施建設不足,消費端的補貼和對推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈和基礎設施建設的局限性日益顯現”。2020年4月,財政部調整補貼方式,“將當前對燃料電池汽車(chē)的購置補貼,調整為選擇有基礎、有積極性、有特色的城市或區域,重點(diǎn)圍繞關(guān)鍵零部件的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應用開(kāi)展示范,中央財政將采取‘以獎代補’方式對示范城市給予獎勵”。工業(yè)和信息化部2019年發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035年)(征求意見(jiàn)稿)》,提出未來(lái)十五年新能源汽車(chē)的發(fā)展愿景為“純電動(dòng)汽車(chē)成為主流,燃料電池汽車(chē)實(shí)現商業(yè)化應用” 。
對比國內外氫能汽車(chē)發(fā)展的現狀,可以發(fā)現主要發(fā)達國家和地區在氫能利用方面起步較早,技術(shù)相對成熟。雖然各國和地區尚處于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,但主要發(fā)達國家和地區對發(fā)展氫能的定位比較明確,積極推動(dòng)氫能納入能源系統,為其在能源結構中找到了合適的定位,或作為核心能源,或與可再生能源形成互補。氫能汽車(chē)作為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的終端,伴隨著(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體布局的推進(jìn)而得到發(fā)展。雖然其實(shí)際市場(chǎng)表現滯后于發(fā)展規劃,但已經(jīng)進(jìn)入進(jìn)一步降低成本、提高性能,準備實(shí)現大規模商業(yè)化的階段。
我國能源面臨與美歐較為類(lèi)似的現狀,存在多個(gè)與氫能存在替代關(guān)系的能源解決方案,因此需要明確氫能發(fā)展的基本定位,并基于此設計氫能發(fā)展融入能源體系的合適路徑。在此基礎上,為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展設定較為清晰的規劃,避免發(fā)展的盲目性,提高政策績(jì)效。我國目前僅僅將氫能作為能源創(chuàng )新的方向之一,燃料電池汽車(chē)發(fā)展主要依靠消費端補貼政策和汽車(chē)行業(yè)巨大的體量驅動(dòng),尚處于小規模試點(diǎn)示范發(fā)展階段。我國在2020年下半年啟動(dòng)部分城市群燃料電池汽車(chē)示范,推動(dòng)氫能交通進(jìn)入新發(fā)展階段。但我國氫能發(fā)展目前仍受技術(shù)與成本問(wèn)題限制,一方面,我國氫能生產(chǎn)、儲存、應用等關(guān)鍵環(huán)節技術(shù)配套標準體系不完善、不統一;另一方面,在推進(jìn)碳達峰碳中和目標愿景下,“制儲輸運”全生命周期碳排放核算體系建設有待完善。另外,氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)全鏈條關(guān)鍵技術(shù)研究方興未艾,氫燃料儲運、加注等環(huán)節存在技術(shù)瓶頸,缺少規?;瘧脤?shí)踐經(jīng)驗。
四、我國未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議
4.1明確我國氫能發(fā)展的基本定位,完善氫能產(chǎn)業(yè)標準體系
主要發(fā)達國家或地區已經(jīng)在氫能技術(shù)研發(fā)推廣應用的同時(shí)開(kāi)展氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設,并積極對外布局。在全球化的大背景之下,國外氫能發(fā)展的浪潮不可避免地會(huì )影響國際氫能進(jìn)程和我國氫能發(fā)展。我國氫能產(chǎn)業(yè)處于起步階段,相關(guān)標準體系建設有待進(jìn)一步完善,應對標國際標準,統一涉氫檢測、基礎設施建設等關(guān)鍵環(huán)節技術(shù)標準體系,不斷完善全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系。2022年北京冬奧會(huì )將豐田氫能汽車(chē)作為活動(dòng)用車(chē),在大連自貿區采用“整車(chē)氫瓶到岸檢測”后裝配成車(chē)機制,可為創(chuàng )新、完善氫能汽車(chē)及車(chē)用氫瓶檢驗檢測標準體系提供可借鑒的實(shí)踐經(jīng)驗。
4.2針對知情環(huán)節碳排放強度高問(wèn)題,加強可再生能源制氫政策扶持力度
在推進(jìn)碳達峰碳中和目標愿景下,長(cháng)期需要實(shí)現制氫環(huán)節深度脫碳。當前我國氫氣產(chǎn)能約為4100萬(wàn)噸/年,是世界第一產(chǎn)氫國。但是可再生能源制氫方法存在生產(chǎn)成本高、技術(shù)不成熟等現實(shí)問(wèn)題,例如電解水制氫裝置氫氣制備能力最大僅為 1000~1500Nm3/h,且與新能源負荷波動(dòng)的匹配性有待提升。應重點(diǎn)關(guān)注制氫環(huán)節的低碳化(如化石能源制氫的碳捕獲、封存和利用;可再生能源制氫等)和氫能汽車(chē)全生命周期的能耗與環(huán)境績(jì)效評估,進(jìn)一步加強在源頭降低原始排放的制氫政策指導,加大資金扶持力度。
4.3圍繞氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈,重點(diǎn)做好氫儲運、加注等瓶頸環(huán)節的基礎研究
我國氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)此前已有小規模示范,并于2020年9月啟動(dòng)城市群燃料電池汽車(chē)示范應用工作。建議以此為切入點(diǎn),做好系統研究跟蹤,為制氫—儲運—加注—應用的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化做好基礎性支撐,突破產(chǎn)業(yè)成本制約,提高應用的安全性??商剿鹘⒖蒲袡C構、企業(yè)、政府間聯(lián)動(dòng)機制,形成研究—應用—示范的驅動(dòng)體系。
4.4以問(wèn)題導向開(kāi)展針對性國際合作,為國內示范推廣引進(jìn)國際先進(jìn)經(jīng)驗
從氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀來(lái)看,主要發(fā)達國家和地區可以在技術(shù)研發(fā)、推廣應用、政策設計等多方面為我國行業(yè)發(fā)展提供有益經(jīng)驗。建議加強政企合作,針對氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的難點(diǎn),與歐美、日韓等開(kāi)展技術(shù)交流與合作研討,借鑒國際成功經(jīng)驗,以外促內形成國際國內價(jià)值鏈,助力國內氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
五、小結
隨著(zhù)全球能源結構加快向低碳化轉型,氫能作為清潔的二次能源受到各方關(guān)注。 相比于傳統化石能源汽車(chē),氫能汽車(chē)具有能源獲取便利、環(huán)境友好等優(yōu)勢。本文通過(guò)梳理世界主要發(fā)達國家和地區氫能汽車(chē)發(fā)展現狀及政策實(shí)踐,研究認為主要發(fā)達國家和地區已將氫能汽車(chē)發(fā)展納入國家氫能經(jīng)濟發(fā)展整體戰略,并進(jìn)入降低成本、提高性能和大規模商業(yè)化推廣準備階段。相比之下,我國氫能汽車(chē)技術(shù)起步晚、發(fā)展缺乏整體規劃,仍存在著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈不完備和供應鏈關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新不足等問(wèn)題。未來(lái)我國氫能汽車(chē)發(fā)展應借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗,完善頂層設計,明確氫能發(fā)展定位,完善氫能產(chǎn)業(yè)標準體系;針對制氫等環(huán)節碳排放強度高問(wèn)題,加強可再生能源制氫扶持力度;圍繞氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈,重點(diǎn)做好氫儲運、加注等環(huán)節的瓶頸問(wèn)題基礎研究;以問(wèn)題為導向開(kāi)展針對性國際合作,推動(dòng)國內示范與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。