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关于氢能源产业发展的冷思考

当前国内氢能源产业发展态势——烈火烹油

在世界范围的能源转型与革命背景下,发展氢能与燃料电池产业正在成为全球性趋势,特别是美、日、欧等国家和地区。国际氢能委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》显示,到2050年,氢能源需求将是现在的10倍,预计到2030年全球氢燃料电池乘用车将达到1000万辆至1500万辆。

而在中国国内,自2018年来发展势头更为迅猛,在2019年政府工作报告里,氢能源首次写入《政府工作报告》,提出“推动充电、加氢等设施建设”。截止2019年3月,国内有超过22个氢能小镇、氢谷、氢能产业园、氢能示范城市成立,而国内打造“氢能城市”的城市,已达40个以上。

一波三折的世界氢能源产业发展历史

早在1996年,美国国会通过了未来氢能法规(Hydrogen Future Act),批准1.645亿美元用于在1996年至2001年期间,开展氢的生产、储存、运输和利用的研究、开发与示范。可以说在整个小布什时代,是美国氢能源产业的黄金时期。2002年1月,美国能源部发布了《美国向氢经济过渡的国家观点》,阐述了氢能替代化石燃料的必要性以及向氢能社会过渡的驱动力,并制定了国家实现向氢能经济过渡的路线图.规划至2040年全面完成向氢能社会的过渡:2002年11月美国能源部颁布了《国家氢能路线图》。次年,小布什政府在《国情咨文》中提出了“氢燃料倡议”,并拨款12亿,目标为2020年使氢成为有竞争力的交通燃料。

根据美国甲醇研究院当时的预测,世界范围内燃料电池机动车将在2003-2004年进入实用阶段,2004年全球燃料电池车将达到12万辆,2010年将达到19.8万辆,届时甲醇燃料电池汽车将达到50万辆,全球燃料电池车2020年更将达到1120万辆。

然而,在2008年,奥巴马政府上台后,新上任能源部长朱棣文表现出了对于氢能源发展前景极大的怀疑,并且一度中止了美国能源部对于燃料电池项目国家资助。事实上朱棣文的怀疑对于美国乃至世界范围内氢能源产业发展格局产生了影响。自此世界范围内氢能源产业发展进入了低谷蛰伏期。

峰回路转的日本氢能源产业

日本发展氢能的意向由来已久。早在2004年,日本经济产业省就启动了世界上第一个氢能和燃料电池的实证研究示范项目—JHFC,支持燃料电池汽车和配套氢气供应基础设施的实证项目。

2011年3月发生的福岛核泄漏事件,使得日本社会对于国内能源状况认识发生巨变。据此,2014年4月,日本政府批准了“第四次能源基本计划”作为国家新的能源政策方向性指示,计划中明确提出了加速建设和发展“氢能社会”的国家战略方针,同年6月,经济产业省为了加速实现氢社会,制定了“氢和燃料电池战略路线图”,以指明今后“三步走“发展氢社会的努力方向:到2025年要加速推广和普及氢能利用的市场;到2030年要建立大规模氢能供给体系并实现氢燃料发电;到2040年要完成零碳氢燃料供给体系建设。

真正具有里程碑意义的是:丰田量产级氢燃料电池汽车推出。2014年11月丰田于日东京发布量产氢燃料电池汽车“Mirai”, 并在12月15日在日本正式发售,价格723.6万日元(约37.5万人民币),享受国家补贴后,消费者实际负担的金额在520万日元左右(约26.9万人民币)。截至2017年12月丰田Mirai全球共计销售5300辆。

丰田量产级“Mirai”轿车出现昭示着:氢能源轿车已经不再是实验室中昂贵并“遥不可及”的梦,完全可能具备现实使用的经济性,通过不断技术改进以及规模化生产,氢能源轿车具备市场竞争力并进入市场时机已经趋于成熟。

快速发展的加氢站建设

据(Ludwig-Bölkow-Systemtechnik )LBST和TÜV SÜD运营的信息网站H2stations.org,2016年2月25日发布的第8期全球加氢站统计报告称,2015年全球新增即达到54座加氢站,而据H2stations.org于2017年2月21日发布的第9期全球加氢站统计报告,2016年全球更新增加氢站达92座,比2015年的54座加氢站增加了70%,创增长数新高。H2stations.org网站发布了第十一次全球加氢站年度评估报告。数据显示,2018年全球加氢站新增48座,截止到2018年底,全球加氢站数目达到369座。

分国别看:日本、德国和美国位居前三位。日本、德国和美国加氢站共有198座,占全球总数的54%,显示出三国在氢能与燃料电池技术领域的快速发展及绝对领先地位。丹麦已经成为世界上第一个拥有全国氢燃料站网络的国家。目前丹麦站拥有12个加氢站,由于丹麦国土面积较小, 丹麦国内一半以上的人口只需开车驾驶15公里,便可以找到补充燃料的加氢站。

有预测表明,到2020年,全球加氢站保有量将超过435座,2025年有望超过1000座,其中日本、德国和美国将分别达到320座、400座和100座,中国加氢站数量会超过300座。

结论:世界主要经济体:在氢能源产业发展方面已经渡过探索实验期,进入产业导入期。

氢能源产业发展的趋势与特征

1、发展氢能源产业在许多国家取得了越来越多的共识。

在全球性的氢能源产业发展中,政府看得见的手推动作用明显,无论是美国还是日本,从其发展轨迹可以观察到这一点。可以说氢能源产业是真正的“一盘大棋”,涉及“突破性技术创新、巨额资金投入、战略性政策支持”等基本方面,这所有这些就决定了单纯依靠“看不见的手”-市场,根本不可能实现这一点。

2、氢能源产业发展大势不可扭转

应当看到的是发展氢能源汽车,正取得越来越多国家的政府与产业界的共识。应当说:在丰田“Mirai”轿车的示范效应下,氢能源产业发展大势已不可扭转,除非蓄能电池及纯电动汽车领域、内燃机领域有重大颠覆性技术突破。

3、跨国氢能源产业生态链正在形成中

也正是氢能源产业是真正的“一盘大棋”,没有一家企业可以垄断或独占有全部市场,只有形成产业联盟,进而形成产业生态才能够推动产业发展。氢能源产业生态构建的意义正在充分认识,表现在:

一是氢能源产业领域“盟主”丰田提出开放专利技术。2015年,丰田汽车公司提出将5680件燃料电池汽车技术专利免费开放,其真实目的应该是通过与其他厂商共享知识产权,寻求与同业厂商建立产业联盟,共同推动氢能源产业发展,避免“自拉自唱”独角戏的窘境。

二是越来越多的大企业积极参与氢能产业生态联盟和加氢站产业联盟,并在加氢站建设中发挥着重要作用。在德国及欧盟:由六家工业企业(法国液化空气公司、戴姆勒公司、林德公司、OMV公司、壳牌公司、道达尔公司)组成的合资企业氢气移动公司(H2 Mobility)正在启动该项目的下一阶段,目的是将全国氢燃料补充网络扩大到总共400个加氢站。

可以观察到的是:国际能源公司在加氢站建设以及整个氢能源产业链中正在扮演积极角色。例如壳牌、道达尔、日本石油、奥地利石油等,都在与各自伙伴积极合作,以期在未来占有一席之地。

在整个氢能源产业链、特别是氢的生产与储运仍然是建立在传统能源化工产业基础上的,需要巨大运作体系支撑,以及相关产业知识和专业技术积累,这就决定了传统能源公司比较新进入者仍然可以在未来氢能源产业中居于有利地位。

思考

1、挑战依然存在

尽管氢能源产业长期发展趋势已经确立,尽管各国纷纷出台燃油车禁售时间表,但是氢能源汽车替代传统内燃机产业仍然需要假以时日。回顾燃料电池发展的历史,不难发现20年前作出的预测,曾经是何等乐观。前一段时期,德国交通部长与大众汽车关于未来汽车动力选择的争论,也表明这一点。在氢能源汽车推广过程中,仍然需要解决众多技术、经济、管制政策等方面问题,氢能源汽车仍然需要在与燃油车、纯电动汽车竞争中逐步确立自身竞争优势。

2、当年的朱棣文之问仍然具有合理内核。

据说当年朱棣文针对未来汽车动力选择,提问中国有关人士两个问题:关于氢的来源问题和氢成本问题。这两个问题仍然是制约氢能源产业瓶颈环节。国内一些城市和企业提出“煤制氢”以及类似“化石能源制氢”思路,但是如果不解决制氢过程中的二氧化碳问题,其实氢能源汽车也就背离了其发展的初衷,这个氢能源汽车发展也就丧失了意义。

3、国内氢能源汽车发展策略,应当遵循“创新导向、科学规划、有序安排、扎实推进”的原则与指导思想。

一方面在发展氢能源产业要有战略定力,咬定青山不放松,另一方面,不能四面出击,尤忌大跃进式的“村村点火、处处冒烟”。当前应当聚焦于重大关键技术领域创新;还应当高度聚焦,聚焦于最能体现氢能源性能优势的场景化应用,如:工业叉车、通信电源、重载车辆等领域,在这些领域确定应用突破后再推向其他领域。

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