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哪些条件让氢燃料电池汽车变得更加确定?

2020-09-24    来源:中国电动汽车百人会
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[ 导读 ]:作为国家能源战略转型的重要方向之一,氢能产业本就面临产业链长、技术门槛高、重资本投入、商业模式不清晰的问题,产业发展进程缓慢。氢燃料电池汽车作为业内公认的氢能产业的最佳商业应用场景, 2020年上半年政府高层陆续释放的政策信号,为产业发展注入了新的活力。
2020年9月16日,由财政部、工业和信息化部、科技部、发改委和国家能源局联合印发的《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》(财建【2020】394号文件)成为行业中的聚光灯,吸引无数关注。至此,积极推动氢燃料电池汽车的示范应用有了明确的国家级文件支撑。

可以预见,未来4年内,氢燃料电池汽车将迎来新的快速发展期。

作为国家能源战略转型的重要方向之一,氢能产业本就面临产业链长、技术门槛高、重资本投入、商业模式不清晰的问题,产业发展进程缓慢。氢燃料电池汽车作为业内公认的氢能产业的最佳商业应用场景, 2020年上半年政府高层陆续释放的政策信号,为产业发展注入了新的活力。

此前,氢燃料电池汽车受核心技术限制导致成本高、应用难、推广慢,来自业界的质疑较多。直至2018年5月,李克强总理参观丰田的氢燃料汽车成为世界氢燃料产业发展的拐点性事件,然后这个行业就开始了中国各地的产业规划和欧洲的氢能战略。而这个行业的确定性显然不是非理性的热情,而是氢燃料产业发展的条件及思路正在变得清晰。

首先是氢燃料电池成本大幅下降。日本对氢燃料汽车的研究超过50年,20年前连日本最权威的氢燃料专家都已经判断氢燃料汽车无法实现产业化,福岛核电站事件后,日本可持续发展战略再一次将目光转向氢燃料,并在技术上取得了重大突破,从1995年到2015年丰田燃料电池功率密度提升28倍,车载瓶从35兆帕提升至70兆帕,整车耗氢量降低37.5%;电池耐久性提高6.2倍,系统成本降低到原来的1/20。

与此同时,北美、欧洲在氢燃料领域的研究也没有停止,加拿大巴拉德、水吉能等公司在氢燃料电池领域的持续研究为产业化奠定了很好的基础。

其次是氢能产业的技术路线形成共识。氢气作为汽车动力可以是氢气发动机或双极板燃料电池两条路线,目前市场比较认同的是石墨极板和金属极板的燃料电池技术路线。而且各种技术指标在不断优化,国内燃料电池企业已经把石墨极板做到了金属极板的厚度。

制氢路线也有多条,总体上已经明确了从灰氢、到蓝氢、再到绿氢的路径,首先是工业副产氢、煤制氢,然后是天然气制氢,再到可再生能源电解水制氢。

而在储氢技术上有高压储氢、液态储氢、液氢和金属储氢,各种储氢技术适用于不同的应用场景,比如介质液态储氢适合长途运输,高压储氢适合短途运输,而金属储氢对于安全度要求更高、且对储氢装置没有重要要求的应用场景来说也是一个选择。

三是产业规划与配套政策出台。继去年3月氢能被写进政府工作报告后,今年4月氢气又作为能源写进《能源法》。目前国内有36个城市出台了鼓励氢燃料汽车的产业规划,各地都有牵头的企业,有加氢站和车辆的时间与数量目标。其中上海及长三角、北京和河北、广东、山东、湖北形成了比较完善的产业布局。于此同时,各种关于氢能的标准也在陆续出台和完善。

如果说中国企业对发展新产业有一些套利思想的话,那么周边国家的行动计划则是对这一产业发展方向的一个佐证。中国的氢燃料起步比韩国早,但现在现代已经走到了中国车企的前面。今年6月全世界最理性的国家德国也发布了德国《国家氢能战略》,将通过主要基于可再生能源的气候友好型方式制氢并结合后续氢能衍生产品推动德国能源转型,实现相关部门的全面脱碳。

四是环境条件趋于成熟。氢气是空气中最常见的元素,过去应用于医药、工业和军事领域,一旦作为民用交通或是分布式能源,氢气的制取就成为一个问题。如果不能用清洁能源来制氢,而是用副产氢和化石能源制氢,就无法解决氢的无碳化问题,但可再生能源高额的成本使得氢能应用很难普及。前几年讲到氢能的民用化,或是氢燃料汽车,就像一个美好的理想,甚至是一个空想,没有太多人相信它会变成现实。

据国际能源组织(IRENA)在2019年从17000个项目中收集的成本数据显示,自2010年以来太阳能光伏发电(PV)、聚光太阳能热发电(CSP)、陆上风电和海上风电的成本分别下降了82%、47%、39%和29%。而且预期可再生能源成本还有很大的下降空间,这使得可再生能源制氢成为可能性。

而可再生能源天然的波动性也似乎对氢能释放了友好的信号,氢气不仅可以通过弃电来电解,而且可以成为波峰电解、波谷充电的“平衡器”,成为削峰填谷最天然的储能系统,当然,可再生能源的低成本和稳定性也使得氢能作为终极能源变得可以期待。

五是氢燃料车发展路径更加清晰。日本丰田和本田对氢燃料车做了非常积极的探索,丰田Mirai于2014年12月15日在日本正式上市,但到2019年年底也只生产了10000多台,这看起来已经有了一定的批量,但销售到日本国内的车不到4000台。实际日本的加氢站达到了预期的规划,但燃料电池汽车远低于此前的预期。2001年日本经济产业省制定的目标是在2020年全国生产200万辆燃料电池汽车,到2010年将这个时间调整为2030年,但到2018年,他们不仅进一步推迟目标时间到2035年,而且将产量目标调整到80万辆。

尽管目前丰田购车成本不算太高,政府补贴也比较理性,每辆车国家和地方政府补贴金额大约在10万人民币,个人购车成本32万,每公里行驶成本0.5元,这已经是一个比较能够承受的价格。但对普通居民来讲依然不如燃油车来得方便。

中国以地方政府推动,以政府采购的公交车试点,推行起来比较顺利。而来自美国的尼古拉采用的闭环的商业模型从全生命周期计算成本,也为燃料电池商用车应用提供了很好的参考。而且从燃料电池车与纯电动车的性能指标和续航里程来看,现阶段氢燃料替代柴油车、纯电动替代汽油车也在形成共识。

一份来自日本NEDO的调研报告认为,由中国地方政府推动的氢燃料汽车发展模式将有助于燃料电池汽车的快速发展。

六是氢能参与主体更有实力。如果说电动汽车对传统能源和汽车行业是一种颠覆的话,那么氢能则可以看成是一次传统企业升级的机会。因为氢能涉及的产业链从制氢、储氢、运氢、燃料电池到终端应用,涉及到能源和交通运输两个巨大的产业,我们观察到无论上游的能源企业如中石油、中石化、东方电气集团、宝武集团、国能集团等,还是下游的车企如上汽、一汽、东风、北汽、长城、潍柴等都在积极参与氢能产业的布局,这些大的产业集团科研实力和资源整合能力更强,对推动氢能产业具有非常积极的作用。

这些确定性还将撬动资本市场对氢能产业的支持,亿华通上市后市值已经超过140亿元,我们预期未来将有一系列的氢能相关企业在科创板上市,而资本的充足将使得氢能产业发展更加坚定。
 
关键词: 氢燃料电池汽车
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