《2030年左右中国会成全球燃料电池最大应用市场》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-02-18
  • “中国氢能联盟”已满一岁。去年的2月11日,十多家央企参与组建、国家能源集团牵头的中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟在北京宣告成立。一年间,氢能发展热度空前,国内氢能产业步入爆发期,多地宣布上马氢能项目,大力发展燃料电池车,布局氢能产业链。时下,氢能已被推到“未来能源终极形态”的高度。 那么,氢能会否出现大跃进?氢能燃料电池汽车与电动车相比,哪种路径更有前景?燃料电池车和加氢站之间的“鸡与蛋”关系何解?带着这些问题,《中国能源报》记者采访了国际氢能协会副主席、清华大学核能与新能源技术研究院教授毛宗强。

    不要一开始就泼冷水,但也要培养行业辨识力

    中国能源报:过去几年来,我国多地对氢能的热情高涨,如广东佛山、江苏如皋、山西大同都提出各自的氢能发展规划,您怎么看待这种热情?多地上马氢能项目会不会催生氢能“大跃进”?

    毛宗强:首先要肯定,各地重视发展氢能是好事。去年李克强总理访问日本,在日本首相的陪同下,参观了丰田汽车的氢燃料电池车,这也传达出了政府对于氢能的重视,这对氢能来说是一件好事。2018年日本首相访问我国期间,两国签订了52个合作项目,其中一项是中日双方联合建加氢站。这些合作都说明国家对氢能的重视,这对氢能来说是好消息。地方和央企是在响应中央号召,看到了氢能的发展方向。现在刚刚开启时应热烈欢迎,不要一开始就泼冷水。但从另一个方面来讲,也确实要注意到现在谁都是氢能专家,谁都发表言论,有的人说的对,有的人说的不对,要培养行业辨识能力。

    目前需要注意的是,安全第一,要在保证安全的前提下求发展;第二,要建立第三方检测机制,这种机制目前还没有建立起来。地方政府有意愿发展氢能,但可能地方官员也不太懂氢能行业,听了某个教授或者行业专家的话就一拍即合,采纳了发展他们的意见,动辄投资几个亿发展氢能,这样就有可能带来损失。氢能的发展路线多种多样,各种理念也都在抢占落地机会,但从想法到产品分很多等级,如果只是理念或者初级产品就到处去推广会带来一些危害,一定要得到专业机构认可,才能做推广。要避免这种情况,就要尽快建立第三方检测机制,由专业的机构来评定判断。总的来说,还是要大力把氢能做起来,这是好事。

    电动车跟氢燃料电池车是“兄弟关系”,可以互相借鉴

    中国能源报:当前我国的电动汽车发展速度也很快,现在发展氢燃料电池车的呼声也很高,这两种路径冲突吗?

    毛宗强:这跟我们的发展阶段有关系,我们的工业水平或者认识水平都和发展阶段有关系。我个人觉得氢能相对较好,是长远选择。其实电动车跟氢燃料电池车是“兄弟关系”,可以互相借鉴。比如电动车的三个主要部件:电机、电池和电控。电动车的发展也推动了这三个方面的技术进步,进而也为氢燃料电池车提供了条件。

    我举个例子,德国的燃料电池车做得技术性能非常好,但最大的问题就是价格居高不下;日本的燃料电池车性能也很好,价格能降下来,市场也打开了。为什么日本的丰田卖得好?就因为丰田有一千多万辆的插电式车生产基础。燃料电车同插电式有很多技术相似之处,起码电机一样,所以日本再做燃料电池车,价格就能降下来。

    我觉得电动车更适合于小型的、行驶距离较短的、对充电时长不太在乎的车型。如果偏要拿电动车和燃料电池车去比较,那要把电动车累死。燃料电池车要扩大里程只需要把氢气罐做大一点就可以了,而电动车的电池这么重,做更大电池,车身就更重了。所以说,它们各有各的适用范围,并不是要独打天下,燃料电池车目前要先发挥自己的优势。

    2030年左右中国会成全球燃料电池最大应用市场

    中国能源报:当前,我国投运氢燃料电池车数量不多,加氢站的数量更少,二者是先有鸡还是先有蛋呢,这个矛盾短期之内有解吗?

    毛宗强:这个不用担心。现在生产燃料电池车的厂子很多,产能也很大,他们已经给加氢站建设传递了很大压力。现在加氢站建设的矛盾不在于钱,主要在于规划,在于政府敢不敢批!在一些了解氢能、支持氢能的地方,加氢站得到很快发展,比如在佛山,2018年8月30日那一天,8座加氢站站同时开建,在行业内反响较大。

    中国能源报:从全球视角来看,中国的光伏产业发展推动了全球范围的技术进步,也拉低了光伏制造业成本,在您看来,这种路径可以在氢能复制吗?

    毛宗强:是可以的,我赞同这个观点,中国参与就能把氢能做好!这样的例子不仅限于光伏,还有风电。别看中国现在从氢燃料电池商业车开始做起,但我们会把成本降下来,同时也能保证产品质量,所以我相信中国能加快推动氢能发展。

    日本和韩国的同行也相信这一点。而且现在欧洲的很多公司也纷纷来中国寻找氢能发展机会。目前,日本拥有的燃料电池乘用车车数量最多,但在燃料电池车商用车和大巴车方面,中国的保有量已位居世界第一,到2030年左右中国会成为世界最大的燃料电池应用市场。

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    • 韩国环境部近日宣布,计划到2030年部署2.12万辆氢动力公交车,这无疑为韩国氢动力汽车市场注入了信心。据韩国政府官方统计,截至今年8月,韩国共有1185辆氢燃料电池公交车,这一数字仅为2030年目标的6%。 氢燃料电池公交车销量飙升 继2022年销量高峰之后,2023年韩国氢燃料电池汽车市场出现明显下滑,燃料电池乘用车注册量大幅下降至4326辆,同比下降57%。这一下降归因于政府补贴减少、氢价上涨等不利因素。相比之下,燃料电池商用车注册量从2022年的154辆上升至2023年的381辆(其中97%为氢能客车)。今年1-8月,韩国燃料电池乘用车销量停滞不前,仅售出2058辆,而氢能商用车的部署量已超过2023年的总销量,达到545辆(其中98%为氢能客车)。但由于量小,燃料电池客车的增长势头无法弥补燃料电池乘用车的损失。 自2019年在庆尚南道昌原市部署首辆氢燃料电池客车以来,韩国的销量持续增长。韩国政府也不断推出有利于燃料电池客车推广的政策。例如,政府宣布在2021年为燃料电池客车提供3500韩元/公斤(2.8美元/公斤)的氢燃料补贴。这项对燃料电池客车的购买补贴在2023年大幅增加,而政府在2023年也提高了氢燃料电池客车补贴的预算拨款。这些措施推动了氢燃料电池客车部署的不断增加,从2022年到今年8月,氢燃料电池客车注册量已超过1100辆,占韩国氢燃料电池客车总保有量的94%。 商用车加氢基础设施加速扩张 根据全球加氢站报告,截至 2024 年上半年,韩国已拥有 180 个运营中的加氢站 (HRS)。该国已超过日本,成为全球第二大加氢站市场,仅次于中国。 随着氢燃料电池公交车的快速普及,商用车加氢站建设也在加速。2022年以来,韩国新建加氢站中商用车加氢站占比持续提升。2023年,新建商用车加氢站首次超过乘用车加氢站,今年前8个月占比进一步提升至79% (注:商用车加氢站包括只为商用车服务的加氢站,以及同时为商用车和乘用车服务的加氢站)。 此外,加氢站投资方KOHYGEN的发展也加速了韩国商用车加氢站建设的速度。KOHYGEN于2021年正式成立,专注于商用车加氢设施的建设和运营。其首座加氢站于2023年开始运营,截至2024年上半年,KOHYGEN已运营7座加氢站,另有15座加氢站正在建设中。 如果韩国能够实现2030年的目标,未来5年氢燃料电池客车年均注册量需要达到4000辆(不考虑2024年剩余月份的销量和退役燃料电池客车的替换量)。这一数字几乎相当于2023年韩国燃料电池乘用车的总注册量,意味着氢能商用车市场的增长将大大弥补韩国氢能乘用车市场的下滑。此外,这也意味着韩国将超过中国,成为全球最大的氢能客车市场。中国目前是全球最大的氢能商用车市场,但近3年来氢能客车年销量不足1500辆。 在利好政策的推动下,现代(目前韩国唯一一家氢动力公交车制造商)近期宣布了一项扩建计划,计划到2024年将其全州工厂的氢动力公交车年产能从500辆/年提高到3000辆/年。斗山旗下的Hyaxium Motors预计将于今年下半年在韩国开始生产氢动力公交车。此举有望从供给侧加速氢动力公交车的推广。 归根结底,韩国氢动力公交车市场的潜力很大程度上取决于政府能否提供与 2030 年目标相符的配套政策和举措。这些条件是否能够得到满足还有待观察。
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相关政策的支持及基础设施建设的不断完善,推动氢燃料电池汽车逐步从此前较单一的应用场景向多场景示范应用转变。 《北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施》要求以省际间专线货运、城市重型货物运输、城市物流配送、城市客运等场景为重点,积极推动京津冀燃料电池汽车示范城市群建设,开展氢燃料电池汽车示范应用。 《北京市氢燃料电池汽车产业发展规划(2020-2025年)》则提出,要打造氢燃料城区公交、城郊公交、市政环卫示范车队,设立机场巴士示范线,组织开展京津冀地区重型车示范;重点完善公交车始末站点、环卫车停靠场站附近及城市物流集散地加氢站建设。该规划还要求,南部区域依托中国(河北)自由贸易试验区大兴片区,通过氢燃料电池汽车在机场巴士、货运物流等领域的推广应用,进一步将大兴区打造成为国际氢能示范区。 根据相关要求,2025年前北京市力争在各应用场景实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆。 对此,清华大学核能与新能源技术研究院教授、国际氢能协会副主席毛宗强在接受《经济参考报》记者采访时表示,北京市设立的1万辆目标基于现有基础,具有较强的可操作性。“目前冬奥会期间已经投入使用的氢燃料电池车超过1000辆,大兴、昌平等区域也在兴建相关产业园区;此外,北京路政还计划在‘十四五’期间引入共计550辆氢燃料电池重卡。因此,甚至可以预计这个目标将可超额完成。” 记者了解到,在具体落地方面,北京市要求以“宜电则电,宜氢则氢”为推广原则,聚焦物流配送、市政环卫、通勤客运、机场快线、公交、乘用车等共十类以中远途、中重型为主的应用场景,完成5300辆自主化燃料电池汽车的示范应用。 氢能利用前景广阔 对于未来氢燃料电池公交车的发展情况,《北京市氢燃料电池汽车车用加氢站发展规划(2021-2025年)》指出,现阶段市郊山区线路、远郊山区线路的传统燃油车辆,均具备氢燃料电池汽车替换潜力。预计北京市氢燃料电池汽车在七类应用场景的可推广潜力规模为13.70万辆,其中公交客运领域潜力规模近4万辆。该规划预测,2023年前北京市公交客运领域氢燃料电池汽车预计规模超1100辆,2025年前预计规模近5000辆。 值得一提的是,除了汽车领域,北京市还将推动氢能用于多个领域。比如,北京市将依托大兴、房山、经开区,开展氢动力无人机、船舶、轨道交通等产业全场景应用示范。 “近年来,国内各地开始加快推进氢能轨道交通相关项目,不少地方也已经开始试运行。比如,2019年开通的佛山高明有轨电车,作为国内最早的商业运营氢能源有轨电车,其运营情况表现出色。”毛宗强表示,“从目前的技术和发展情况来看,氢能源在轨道交通领域的应用,未来将迎来很大的发展。”(记者 袁小康 北京报道) 交通先导应用奠定氢能发展产业基础 2022年,我国在氢燃料电池车应用领域取得新进展。随着交通领域成为氢能应用重要领域,多国先后制定大力发展氢燃料电池车目标,我国也制定了中长期发展规划。目前,我国已初步掌握了氢燃料电池及其关键零部件、动力系统、整车集成和氢能基础设施等核心技术。业内人士指出,交通领域作为先导,为氢能发展奠定了很好的产业基础。 交通成氢能应用先导领域 目前,交通领域是氢能应用的重要领域、先导领域,受到多国高度重视。 2022年下半年,印度、法国、新加坡和韩国都提出大力发展氢燃料电池车。其中,韩国计划到2030年,普及3万辆氢燃料电池商用车。 国际能源署(IEA)预测,到2060年交通运输领域对氢气的需求量,将比2030年增长近30倍。还有机构预计,到2030年全球氢燃料电池车保有量将超过890万辆。 2022年,我国氢燃料电池车的应用取得新进展。冬奥会期间,超过1000辆氢燃料电池车投入运营、服务冬奥;宜家、必胜客、京东等多个知名品牌,在2022年公布了氢燃料电池车的投放计划;2022年9月,80辆氢燃料电池网约车在上海投入运营…… 氢燃料电池车的推广应用,降低成本是关键。国际氢能燃料电池协会秘书长王菊表示,氢燃料电池车的成本一直在大幅度下降,预计到2030年,氢燃料电池车的成本与纯电池电动车、柴油车相比将具有竞争力。 氢燃料电池车发展空间巨大 数据显示,截至2022年8月,中国燃料电池汽车保有量达到11138辆。中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预测,到2035年氢燃料电池车保有量将达到100万辆左右,未来发展空间巨大。 北京清华工业开发研究院副院长付小龙认为,我国已经初步掌握氢燃料电池及其关键零部件、动力系统、整车集成和氢能基础设施等核心技术,基本形成氢气制备、储运、加注、燃料电池、应用等完整的产业链,但在液氢、加注设备、燃料电池基础材料和关键零部件方面与国外最高水平相比仍有一定差距。 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作为零碳二次能源,氢能已逐渐成为全球能源转型的载体之一。氢能的使用过程包括制氢、储存运输和应用等方面,而从制氢到氢能利用的产业链中,储氢技术都贯穿其中,是控制氢气使用成本的重要环节。 在储运环节,申能集团此前已投资控股国内高压氢气储运装备龙头企业浙江蓝能燃气设备有限公司。此次申能集团与彼欧集团战略合作,浙江蓝能将与彼欧集团设立合资公司,结合彼欧集团在高压储氢瓶领域的领先技术实力和蓝能在中国市场的氢气储运系统生产制造优势,发挥强强联合的协同效应。 据介绍,该合资公司将在上海嘉定氢能港投资建设首个生产基地,从2023年开始生产和销售高压储氢系统,未来还将建设年产可达6万支四型高压储氢瓶的超级工厂。 申能集团总裁倪斌表示,彼欧集团作为汽车行业清洁能源及移动互联全球领导者,在汽车核心零部件产业及氢能核心装备领域具有强大的技术优势和市场资源。申能与彼欧在氢能领域的合作将为氢能行业的技术进步和效率提升做出贡献。 彼欧集团首席执行官劳伦特·法夫雷表示,申能集团拥有在中国大力发展氢能业务的宏伟战略和丰富经验,合资项目以及与申能集团的战略合作将加快彼欧集团在中国氢燃料电池商用车市场的发展步伐,并为两集团未来在中国氢能生态圈中共同探索新的合作机会奠定基础。 上海嘉定区副区长李峰表示,在氢能及燃料电池汽车产业上,嘉定区已初步形成比较领先的产业生态。申能集团与彼欧集团是推动国家绿色能源产业发展的重要力量,下阶段嘉定将加快建设国家燃料电池示范城市,打造国内领先的燃料电池汽车产业集聚区。 在氢能业务上,申能集团是时下大热的氢能产业发展“先锋”。此前,申能集团提出“三纵三横”氢能发展战略,在氢能发展的“制-储-运-加-用”等关键环节都进行了前瞻性布局。 所谓“三纵”,是着眼于高端制造领域,在氢气制备、储运设备、燃料电池三大产品上进行布局。目前申能集团在氢能“制储运加用”环节投资了瑞必科、浙江蓝能、氢晨科技、鲲华科技、氢蓝时代等一批氢能行业领先企业。其中,此次参与合资的浙江蓝能就在氢能的“储运加”多个环节进行布局,其站用储氢瓶组已覆盖国内80%以上市场。 值得一提的是,在氢能“卡脖子”项目上,申能集团也进行了较全方位的布局。比如,2021年6月,申能对关键核心零部件燃料电池催化剂和膜电极研发企业擎动科技进行了独家投资,同时基于前期的协同效应,2022年,申能集团旗下的燃料电池制造商氢晨科技通过换股形式收购擎动科技100%股权,率先开启了行业整合序幕。 而“三横”则是在氢能的应用场景领域,打造上海、省外一体化基地,并积极关注氢能在钢铁、热电联产等多场景的应用。目前,申能集团在上海临港、山西吕梁、内蒙古包头等多地推进建设一体化示范项目,由于一体化项目涉及氢能产业的多个环节,“申能系”氢能企业将发挥集群效应,一方面助力当地的产业升级和能源转型,另一方面也有助于形成可复制推广的氢能发展模式。 目前在申能集团的氢能规划中,旗下的申能能创能源发展有限公司已基本成为“旗舰投资平台”。“申能的投资更多是产业投资,而不是财务投资,财务投资是以退出为目标,而产业投资是以发展壮大长期持有为目标。”申能集团副总裁宋雪枫说,氢能的发展没有任何可复制的经验,在边实践边学习中,申能已基本具备氢能全产业链核心技术和运营的能力。 “氢能是申能集团发展战略性新兴产业的重要一环,是未来重要的新增长点。”申能集团董事长黄迪南此前在接受记者采访时表示,“十四五”期间,申能集团将按照既定战略,形成氢能上中下游高端制造产业集群,努力构建具有申能特色的氢能全产业链,助力我国氢能尽快实现产业化发展、规模化应用。