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氢车或无“熟路”走?

2019-10-23 浏览次数:2,372 次 汽车纵横杂志社

氢能作为清洁、高效和安全的二次能源,已被视为全球能源结构转型的战略方向,有可能在下半世纪的能源领域逐步占主导地位。在国内,氢能正成为能源体系的重要组成部分,有助于优化能源结构,促进能源革命,应对气候变化,彻底实现交通终端用能清洁化,保障能源转型的合理过渡。预计到2050年,氢能在中国的能源体系中占比将达10%左右。作为工业制造大国和人口大国的中国,在氢能的储量、制取上均有巨大优势,且应用领域丰富,很多工业场景和家庭场景均可用到。作为氢能源的重要应用终端之一,近两年来,氢燃料电池汽车发展迅速,各方对其关注热度也不断升高。名列国家钦定的新能源汽车“三纵”技术路线之一,从曾经舆论中的新能源汽车发展的终极方向到目前各方几乎达成一致的“与纯电动优势互补者”,氢燃料电池汽车近两年来在新能源汽车领域的定位已越来越清晰。它以补位者的角色,与纯电动汽车、插电式混动汽车一起在各个细分领域尝试完成对传统燃油车的替代,并推动汽车产业的转型升级。氢燃料电池汽车目前在国内的发展情况如何?有哪些优势和进一步发展的瓶颈?与另外两种新能源汽车相比,氢燃料电池汽车将走出一条什么样的发展路径?国家将如何布局及推动这一产业的发展?种种问题均需要政府、行业、企业的深思。

近两年已站在大规模商业化门槛的氢燃料电池汽车应走一条什么样的推广应用之路?过去十多年的新能源汽车推广经验有多少可以“依样画瓢”?氢燃料电池汽车更适合哪些细分场景?应如何补齐当前产业的各种短板?从中央及地方政府到产业链各方对其发展路径和节奏都有怎样的想法?

示范运营进展如何?

“事实上,由于我国燃料电池汽车核心技术和零部件技术尚未突破,基础设施建设不足,标准法规缺失,氢气作为能源管理的体系尚未建立等等原因,目前尚不具备大规模的推广应用条件。”近日,在一场行业公开论坛上,财政部经济建设司一级巡视员宋秋玲提出了这一看法。话一出口便引来行业高度关注和各种“解读”,甚至出现一些“政府不打算重点支持氢燃料电池汽车产业”、“政府官员与行业专家意见相左”等误读的声音。

行业内外如此敏感,除了因为这一说法出自财政部官员之口,有可能影响补贴等重要支持政策的力度,也说明当前对氢燃料电池汽车产业的发展节奏及推广应用的迷茫。

事实上,这段话前面是在给行业吃定心丸,澄清半年多来对技术路线及政府支持方向的一些误解,“从国内看,新老问题相互交织,面临很多风险和挑战。一是技术路线存在动摇问题。近期部分媒体片面解读国家将不再支持纯电动,转而支持燃料电池汽车,部分行业企业也认为我国新能源汽车技术路线动摇。”而后面则是重申了政府对两条技术路线的理解:“燃料电池汽车和纯电动汽车技术特点不同,有各自适合应用的场景,未来应该是互补、共存,而不是替代的关系。”

即便是不少行业专家,提到的也是希望在政府的支持下展开大规模“示范应用”,“商业化试点”,而非“推广应用”。过去十年国内纯电动汽车和插电式混动汽车的普及历程说明,“示范应用”与“推广应用”根本就是产业市场化发展的不同阶段,是两个概念。

正如同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐所提出的,“通过中国在整个发展过程中的特殊体制优势,可以在政府主导、支持下展开大规模的示范。(当前国内产业)正好处于示范运行的阶段,北京、张家口、佛山、江苏等都开展了一系列的示范运行,这是典型的中国发展趋势,我们的车型很多,数量却很少,主要都是示范性的活动。”

此前,业内也曾有专家建议为氢燃料电池汽车来一场类似之前“十城千辆”的示范工程。

但章桐也指出,“总的来说,我们可能无法像十几年前推广纯电动汽车一样,全国遍地开花,我们会找一些有积极性、有技术基础的地方率先展开规模化的示范运行。”

可见,不同于当年推广其他新能源汽车,氢燃料电池汽车的示范项目至少首先在地区选择上就有更为特殊的要求。正如全国政协副主席、中国科协主席万钢所言,推动燃料电池汽车产业发展是一个系统工程,可能比推动电动汽车更难一些,首先要合理选择示范区,要建在氢能资源丰富、经济发达但环保压力比较大的区域。第二要选择应用领域和发展车型,比如城际间的远程公交交通、城市快递、物流货运,以及中重卡车城市间的货运交通。

数据显示,从2016年到2018年,燃料电池汽车接入监管平台的数量已经达到3509辆,累计运行里程超过1500多万公里。虽然对汽车行业而言,数量并不大,但是对于燃料电池汽车行业却非常重要,这也是过去二十多年来燃料电池汽车行业达到的一个高峰。

目前已经有几个关键区域的示范运行项目,初步奠定了市场推广基础。中国在燃料电池汽车示范领域地区主要集中在以上海为中心的长三角,以广东为核心的珠三角,北方包括在北京、张家口等示范区域。从去年到今年,山东、湖北、四川、辽宁等地方也陆续启动了一些燃料电池汽车商业化的示范项目。
商业化的突破口与挑战

早在2017年,《中国燃料电池汽车发展路线图》就明确了国内氢能产业的近、中、远期发展目标与任务:2020年行业总产值达到3000亿元,2030年产业产值突破1万亿。节能与新能源汽车技术路线中明确,到2025年燃料电池汽车达到10万辆规模,到2030年达到百万辆规模。

要陆续实现这些数字目标,找出氢燃料电池汽车最适合也最现实的商业化应用场景至关重要。

“基于燃料电池已取得重大技术进步,以及我国节能减排的目标要求,我们现在应该把重型载货汽车作为燃料电池汽车的主要发展方向。”近期,原中国汽车工业协会常务副会长董扬撰文指出,虽然国内商用车数量不到全部车辆的1/5,但燃油消耗量却占一半左右的份额。加上能源安全形势严峻,要解决这一问题,也必须明显降低商用车油耗,特别是中重型载货车对柴油的依赖。

然而目前国内的纯电动汽车经过多年发展,能量密度等相关技术已进入瓶颈期,短期内实现突破的可能性较小,如果作为营运车辆特别是中重型载货车,短板异常明显。

燃料电池汽车加氢时间短、续航里程长,不仅与纯电动车辆一样绿色环保,还能实现与传统燃油车几乎相当的出勤率和载货能力,在车辆全生命周期保养费用支出上占优势,且基于当前的技术路线,如果能够实现大规模产业化,燃料电池动力系统的成本可以与柴油机相当,而氢气的产、输、供成本可与柴油相当,制定较大规模燃料电池汽车产业化的规划基础已经形成。从目前全球各国的商业化应用模式看,欧美日韩氢燃料电池汽车主要集中在乘用车领域,中国则一直认为商用车市场潜力无限。特别是货车,市场容量大,减排效应明显,运营路线简单固定,对加氢站布置需求较小。

“我国还是全世界最大的商用汽车生产国和最大的市场,无论是市场规模还是企业实力,都足以支撑发展燃料电池汽车。最后我们还有10年来规模化推广动力电池电动汽车的经验和教训,可以合理处理政府推动与市场拉动的关系,合理处理产品开发和基础设施建设的关系,合理处理生产与应用的关系。”董扬认为,从各个角度看,中国氢燃料电池汽车的商业化突破口都应首选商用车特别是中重型载货车。

但在实际的示范应用中,氢燃料电池商用车也存在一些问题。“产业链瓶颈不在两头,在中间,就是车下运氢、车载储氢和氢能加注。”欧阳明高分析,首先,商用车对燃料成本非常敏感。

其次,商用车耗氢量大,意味着车载氢瓶多,而车载氢瓶在动力系统中体积最大,安全问题也最为敏感,成本也更高甚至会升到最高。

第三,加氢占用时间长,加氢站占地面积大,一辆商用车本来体积就大,还有安全距离等方面的要求,这就使得单站服务车辆数量减少为乘用车的1/3以下。例如国内一个加油站可服务1600多辆乘用车,但同等情况下只能对应300多辆商用车,二者差别异常明显。

如何推动商业化进程?


“全产业链协同发展(或者是布局)、全生命周期的科学发展、全方位的政策支持,全社会的动员。”中国工程院党组成员、副院长钟志华提出了“四个全”的建议,他认为,要先选准一个应用场景,让技术在各个环节能够更有市场竞争力,让氢燃料电池汽车的短板不显得那么短。首先从商业模式、应用场景考虑,逐步克服障碍,就能实现全产业链的协同发展。

从政府角度看,宋秋玲也认为,应加快补齐产业发展的短板。针对基础设施短板,“各地应按要求调整财政补贴方向,将购置补贴转为用于支持充电和加氢基础设施建设以及配套运营等方面,同时调动社会资本和金融机构进入的积极性,探索创新商业模式。”
此前,万钢也曾从健全法规标准的层面建议,相关部门应抓紧研究借鉴,制定科学安全的氢能、加氢站和储氢罐技术标准,提升检测能力,尽快破除制约氢能和燃料电池汽车发展的标准检测障碍和市场准入壁垒,加强和完善氢能生产、储运和供销体系建设。

而针对技术问题,万钢强调,最大的瓶颈还是膜电极、空压机、储氢罐等关键零部件的产业化,因此要攻克基础材料核心技术和关键部件的难关。

在示范推广上,“氢燃料电池汽车,不要再走当时发展纯电动、混合动力汽车的老路。”交通运输部运输服务司副司长蔡团结指出,应首先集中开展氢燃料电池产品的关键技术攻关,实行产学研结合,尽快明确技术路线。“我认为首先还是要先研究好,特别是在关键的技术路线上,能够保障好安全底线,然后再进行大规模的推广应用。要试点先行,实行以企业为主体、市场为导向,产学研深度融合的技术创新体系。作为交通行业也要进一步推进氢燃料电池汽车的推广应用,加强对于氢燃料电池汽车发展趋势和市场应用的跟踪研究。”

蔡团结强调的安全底线的保障也正是吸取了纯电动汽车发展中遇到的问题,近两年来陆续出现的起火事件已经为新能源汽车行业敲响了警钟。万钢也特别提醒,行业研发和运营人员应当注意这些问题,“要做好示范评估和安全管理,形成一套加氢以及燃料电池安全运行和监控的机制,安全具有一票否定的地位。”

在具体的应用选择上,蔡团结也再次强调了“因地制宜”,“应该根据各自的发展环境、发展目标坚持市场导向,减少行政干预,因地制宜让各方选择。不是说现在重视氢能了,将来的纯电动、混合动力就抛到一边了。跟不上,总在变,今天让我推广混合动力,明天让我推广氢能。所以还是要有市场的理性化选择和结构化的配比。”

从顶层设计角度,业内人士普遍认为,应保持政策的稳定性和延续性,保持在一定时间内对氢燃料电池汽车产业的补贴力度,同时完善与产业链相关的法律法规及技术标准,突破旧有制度对产业进一步发展的限制。

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