打通氫能產業鏈成為關鍵,燃料電池汽車產業發展是系統化工程

打通氫能產業鏈成為關鍵,燃料電池汽車產業發展是系統化工程 | 中國汽車報

隨著今年氫能首次被寫入政府工作報告,整個產業的受關注程度也越來越高。但同時,中國的氫能和燃料電池產業仍處於初期發展階段,離不開政策的引導、市場的推動和資金的扶持。在這種形勢下,科學合理地選擇發展路線,統籌協調、創新探索、示範先行已成為當務之急。

“目前,全球燃料電池汽車進入了市場化示範階段,預計2020年前後將進入產業化發展階段。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰表示,我國是全球最大的汽車生產基地和銷售市場,面對百年來汽車產業最重要的一次變革,在燃料電池上也要搭上這班車,否則將錯失走向汽車強國的戰略機遇。

儲氫運氫商業化驗證不足

打通氢能产业链成为关键,燃料电池汽车产业发展是系统化工程 | 中国汽车报

當前,如何以環保、經濟、安全、高效的方式實現氫能供給,成為行業迫切要解決的問題,氫製取來源等供應體系亟需完善。

中國電動汽車百人會研究報告顯示,在氫製取方面,我國氫氣供應量充足,成本具有較大下降潛力,各地資源稟賦差異顯著,近期工業副產氧與電解水制氫等氫氣來源可以滿足車用氫能總量需求,未來富餘電力和可再生能源發電的電解水制氫、結合CCUS技術的煤制氫或具有成本優勢。

在不同制氫路徑與氫能來源的問題上,工業和信息化部原部長、中國工業經濟聯合會會長李毅中認為業界在治理燃料電池攻關的同時也要關注氫氣的來源,尋求環保經濟可靠的氫氣製備路徑,落實了氫源,才能使整個產業鏈成為有源之水,有本之木。

儲氫運氫的各種技術路線正不斷髮展,但商業化驗證不足,氣態高壓儲氫與長管拖車運輸的方式在當前小規模、短距離儲運情景下經濟性和可行性較高;低溫液態儲運在大規模儲運情景下具有成本低、運量大、純度高、充裝效率高等優勢,但目前仍受政策和技術、裝備等制約。加氫站落地難在技術門檻高、投資高、審批難、歸口管理不明確。對比國內外加氫站發展現狀,我國不掌握加氫站全套技術、建設成本偏高、數量落後。

截至2019年5月,我國燃料電池汽車產銷量累計分別達到4424、3973輛,在運營的加氫站僅26座,配套基礎設施發展相對薄弱。目前由於政策管理體制與下游市場等存在諸多問題,制氫行業盈利困難。但隨著氫能與燃料電池應用領域擴大,用氫需求增加將帶來規模效應;此外,電解水制氫技術與氫氣提純工藝的升級,制氫站核心零部件國產化,也能帶來一定程度的降本增效。

東方氫能總經理、東方電氣中央研究院常務副院長曹劍綿指出,隨著整個產業鏈國產化、自主創新的加快,在批量化、規模化以後,燃料電池汽車的成本優勢將漸漸凸顯。

產業規劃需要科學理性

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美、日、歐盟等主要國家和地區已將燃料電池汽車納入發展戰略進行總體規劃,推動配套設施建設,建立專項進行研發和示範推廣,並制定各種政策,力爭搶佔先機。近幾年,我國相關部委積極出臺政策,要在2020年實現5000輛級、在特定區域公共服務領域的示範應用,建成100座加氫站;2025年實現5萬輛規模的應用,建成300座加氫站;2030年實現百萬輛燃料電池汽車的商業化應用,建設1000座加氫站。上海市已制定燃料電池發展規劃,廣東、湖北等地紛紛成立氫能和燃料電池汽車產業集群,助推基礎設施建設,開展具有一定規模的示範應用。

有了推廣電動汽車的經驗,行業對於發展燃料電池更加理性。

“目前國內(氫能)示範園區很多,但建設還不夠科學。”曹劍綿坦言,氫能產業的發展需要科學研判與因地制宜,加大示範力度,健康穩步地推進。產業園的打造需要具備多方面的條件,不能盲目上馬。同時,氫能產業園規劃同質化比較嚴重,聚焦化的投資導致氫能與燃料電池產業產能很高,產出量並不是特別大。

陳清泰表示,企業和一些城市對燃料電池汽車有很高的積極性,但其產業鏈很長,很多已超出傳統汽車產業鏈所覆蓋的範圍,基礎設施不是單憑企業的力量可以建設的,而標準法規的制定與完善,企業往往也無能為力,目前需要

政府與企業攜手製定一個更加可行的整體方案,協調推進。比如,加強基礎設施的規劃和建設,加大技術研發的投入,突破一些“卡脖子”的技術和零部件,著力解決氫能儲運的難題,借鑑國際經驗,完善法規和標準。

此外,李毅中呼籲,在氫氣的全產業鏈中,要把安全放在首位,採用安全可靠的技術裝備,為制氫、儲運、加註和用氫的全產業鏈提供安全保障。

行業短板領域受資本市場關注

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國際氫能委員會預計,到2050年,氫能及氫能技術相關產業鏈市場規模將超過2.5萬億美元。如此誘人的市場,自然吸引了大量投資者的目光。今年,氫能被寫進政府報告,氫能產業鏈也成為投資新“風口”,氫能產業的投資項目不斷湧現。

國泰君安副總裁朱健指出,氫能屬於資金密集型、技術驅動型產業,需要大量的投入。今年,我國資本市場推出了科創板,試點了註冊制,優先支持氫能行業,這將對氫能產業鏈發展和投資產生重大影響。

誠通基金副總裁唐建洲表示,該公司經大量調研後發現,核心零部件依賴進口、外資品牌對終端廠商施加銷售壓力、加氫站基礎設施不完善等短板仍然非常突出,“企業能否補齊這些短板並實現突破,成為我們下一步投資的重點。”他說。

華軟資本管理集團產業基金合夥人孫斌看來,氫能產業的上、中、下游都充滿了投資機會,但每個環節都存在很高的技術壁壘。氫能產業的發展需要產業和金融雙輪驅動,發揮投資組合的產業鏈協同和規模優勢。

雖然產業發展前景向好,但仍有諸多問題需要解決。陳清泰指出,燃料電池汽車要加強頂層設計和協調。雖然很多企業和城市對燃料電池汽車有很高的積極性,但它的產業鏈很長,很多已經超出了傳統汽車產業鏈所覆蓋的範圍,基礎設施不是單憑企業的力量可以建立的,標準法規的完善和制定也是企業無能為力的。因此目前需要政府與企業攜手製定一個更加可行的整體方案,協調推進。

曹劍綿表示,針對氫能與燃料電池產業發展,雖然各地方出臺了一些規劃和政策,但國家層面的還沒有出臺,亟需專家、部委進行系統的研究。目前,氫燃料電池汽車屬於政策導入期,相關頂層設計的政策和制度應儘快制定並頒佈實施。

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“灰氫不可取,藍氫可以用,廢氫可回收,綠氫是方向”

工信部原部長、中國工業經濟聯合會會長李毅中談氫能發展

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“制氫的問題既老又新。雖然經常被業內談起,但氫氣經過燃料電池轉化為電,開闢了新動能、產生了新需求、也伴隨著新問題,因此需要認真研究、科學把握。”在2019氫能產業發展創新峰會上,工業和信息化部原部長、中國工業經濟聯合會會長李毅中給出了“灰氫不可取,藍氫可以用,廢氫可回收,綠氫是方向”的觀點。

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潔淨“綠氫”是方向

“在目前的技術條件下,雖然化石能源制氫技術成熟,但路徑並不可取。”李毅中表示,化石能源制氫會伴生大量的二氧化碳。生產1公斤的氫,要伴生5.5公斤到11公斤的二氧化碳,為防止溫室效應,二氧化碳不允許大量排放。甲醇制氫同樣會伴生7倍的二氧化碳。近日,世界能源理事會把這種伴有大量二氧化碳排放的氫稱為“灰氫”,把二氧化碳通過捕集、埋存、利用,從而避免了大量排放的氫,稱為“藍氫”,顯然灰氫是不可取的,“灰”變“藍”才可以用。

對於工業副產氫氣的回收提純利用,要做到能收盡收、能用盡用,即使有少量還不能回收的,也混入燃料氣,作為燃料使用。從尾氣中回收的氫氣,是不是有較多的餘量外用需要研究、協調、平衡。另外,工業副產氫主要來自焦爐氣,含氫約60%,其餘是甲烷,甲烷是僅次於二氧化碳的溫室氣體,因此也不能直接排放。就煤焦化而言,副產品是焦炭,去年全國產量4.4億噸,主要供應鋼鐵行業。如果把焦爐氣作為主產品,盲目的擴大能力,就會造成焦炭的嚴重過剩,煉焦本身高汙染,要防止產能過剩。

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對於電解水制氫來說,潔淨“綠氫”是方向,需要研究的問題主要有三個:一是耗電過高,要大量減少電氫水的耗電,提高制氫的效力;二是生產清潔電源,要用風電、水電、清潔能源電解水,建設分佈式電網,火電不能混入;三是利用棄水、棄風、棄光,減少“三棄”對發電企業來講,意味著總成本的降低。

李毅中指出,業界在進行燃料電池攻關的同時也要關注氫氣的來源,尋求環保經濟可靠的製備途徑。至於其他方式制氫,比如核能制氫、太陽能制氫、生物制氫等還在實驗室研究階段,距離真正產業化有很長的路要走。

此外,氫氣的製備要與儲存、運輸、加註、運用協同,產業鏈要協調發展,落實了氫源,才能使整個產業鏈成為有源之水,有本之木。

制氫要關注安全與能效

除了環保性之外,行業也必須高度關注制氫的經濟評價、安全評價和能效評價。不同制氫技術工藝的成本各異,要考慮原材料價格和電價因素合理選取。李毅中表示,在成本價的基礎之上要注意:一是計算氫氣的完全生產成本,應該包括折舊、稅費、人工費以及各項費率,比如財務費用、銷售費用、管理費用,還有制氫廠的合理利潤,從而形成經濟的出廠價;二是計算氫氣的儲存、運輸和加註的成本,加氫站和制氫廠有距離,運輸、儲存、加註也需要成本和支付稅費,留有一定的利潤空間,從而形成燃料電池車用氫的零售價。用完整的市場價與汽油的市場零售價、相應電價加充電站的費用相比才公平合理。

隨著制氫工藝設備的改進和完善,氫氣會有較大的降價空間,表現出具有競爭力的經濟性。提升制氫的能效,一是要提高制氫的效率,二是提升氫氣用在乘用車上的能效。

我國燃料電池汽車研發取得了一定進展,有特定客車、貨車應用場景,在工藝製造、續駛能力、充氣時間、低溫起動等方面的優勢可以使其成為新能源汽車大家族中的重要成員,擁有良好的發展前景。科技決定未來的能源,氫能源的技術攻關還要加大力度。

中國電動汽車百人會理事長陳清泰

燃料電池汽車與電動汽車是互補關係

我國電動汽車推廣風生水起,燃料電池汽車發展又方興未艾。中國電動汽車百人會理事長陳清泰認為,從中長期來看,這兩條技術路線各有優勢,是互補的關係;從技術成熟度、基礎設施及產業化發展來看,兩者處在不同階段,呈梯級發展態勢,電動汽車的產業鏈已趨於成熟,基礎設施基本形成,生產成本開始接近市場可接受的程度,總體上進入了大規模產業化發展的階段,而燃料電池汽車處於示範生產和應用階段,產業鏈薄弱、生產成本比較高,距離大規模產業化還有一段距離。

“從全球主要國家和汽車公司的戰略佈局來看,2030年前,乘用車電動化發展主體仍然是儲能電池汽車,到2030年,大型企業的儲能電池汽車平臺產能將達到百萬輛甚至數百萬輛級,而燃料電池汽車則仍為數萬輛或數十萬輛級。因此,相關方面要正確引導,合理配置資源,實現梯級發展,防止顧此失彼。”陳清泰說。

陳清泰認為,2020年前後,在新車市場走低、新能源汽車補貼退出、外資企業加大投資力度的情況下,中國電動汽車行業將面臨一場嚴峻的考驗。近十年,我國新能源汽車取得了舉世矚目的成就,但還沒有贏得不可動搖的絕對性勝利,如何保障我國電動汽車平穩度過政策轉型期,不至於產生“起了個大早,趕了個晚集”的結果,是對企業的考驗,也是對政府的考驗。

在陳清泰看來,行業要向企業和社會釋放一個明確的信號,那就是兩條技術路線都屬發展戰略,兩者是互補而非替代的關係。當前,應加大燃料電池及相關技術的研發,為後續發力打下基礎。產業化的力量則要聚焦儲能電池技術路線,迎接即將到來的全面化競爭和挑戰。企業和

政府要堅定信心,集中精力,增強儲能電池車企業的市場競爭力。

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