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當前诅病,各國都在爭相發(fā)展氫能源汽車鹿霸。其中柄延,日本立志要成為全球第一個實現(xiàn)氫能社會的國家肃廓,將在2020東京奧運會推廣使用豐田的第二代氫能源汽車翻屈,包括500輛貴賓用車陈哑、比賽場地與選手村之間的運送大巴以及選手村內的自動駕駛汽車。
我國作為世界上最大的制氫國伸眶,也十分重視氫能源汽車發(fā)展惊窖。2019年全國兩會上,氫能第一次被補充寫入政府工作報告厘贼,并發(fā)文件要求發(fā)展氫能與燃料電池爬坑。
同時,我國“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出涂臣,到2020年盾计,實現(xiàn)燃料電池汽車的批量生產和規(guī)模化示范作用赁遗。
而且署辉,我國目前已經有21個省市發(fā)布燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃、氫能產業(yè)發(fā)展指導意見岩四、氫能產業(yè)發(fā)展行動計劃或推進氫能和示范應用實施方案等文件哭尝。
氫能源汽車似乎有望成為下一個風口。
但是剖煌,2019年5月到6月材鹦,短短兩個月時間,先后在韓國耕姊、挪威桶唐、美國發(fā)生了三起儲氫罐或加氫站爆炸的事件,讓社會公眾對氫能源汽車產生了極大的抵觸心理和不滿情緒茉兰。
而且氫氣在不同形式受限空間中尤泽,如隧道、地下停車場的泄漏擴散規(guī)律仍有待研究规脸。
氫能源汽車熱度一直在上升坯约,那么氫能源汽車現(xiàn)在擁有一個怎樣的發(fā)展契機?我國氫能源汽車走向成熟目前面臨哪些瓶頸莫鸭?氫能源汽車是否有未來闹丐?
本文思路
01戰(zhàn)略需要:節(jié)能低碳?AND?能源布局
02發(fā)展瓶頸:人才短缺?AND?成本高企
03未來可期:政策支持?AND?合力攻堅
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01戰(zhàn)略需要:節(jié)能低碳?AND?能源布局
氫能源自身擁有很多優(yōu)點。這里列舉幾點:
氫能源是清潔能源巍棱,無論是氫燃燒還是燃料電池的電化學反應,產物都只有水蛋欣,能夠真正實現(xiàn)低碳甚至是零碳排放航徙,有利于緩解城市溫室效應和環(huán)境污染。
氫能源來源十分廣泛陷虎,可以通過電解水制取到踏,可以是來自焦化、鋼鐵尚猿、冶金等工業(yè)副產氣窝稿,也可以通過生物質熱裂解或微生物發(fā)酵等途徑制取。
而且凿掂,我國目前是世界上最大的制氫國伴榔,現(xiàn)有工業(yè)制氫產能為2500萬噸/年,可為氫能及燃料電池產業(yè)化發(fā)展初期階段提供低成本的氫源庄萎。
同時踪少,我國是全球第一大可再生能源發(fā)電國,每年僅風電糠涛、光伏援奢、水電等可再生能源棄電約1000億千瓦時,可用于電解水制氫約200萬噸忍捡,未來隨著可再生能源規(guī)模的不斷壯大集漾,可再生能源制氫有望成為我國氫能源供給的主要來源。
一句話總結就是砸脊,我國現(xiàn)如今的氫能源供給是充分的并且能滿足氫能源汽車前期的發(fā)展需求具篇。
氫能源還具有靈活高效的特點。氫的熱值為142.5MJ/kg凌埂,是同質量的焦炭栽连、汽油等化石燃料熱值的3-4倍,而且通過燃料電池可實現(xiàn)綜合轉化效率90%以上侨舆。
氫能源還具有應用廣泛秒紧、開放空間里安全可控、氫氣工業(yè)使用歷史悠久等優(yōu)勢挨下,這些都是支撐氫能源汽車發(fā)展的基礎熔恢。
從國家戰(zhàn)略層面上看,氫能源符合我國落實碳減排國際責任的戰(zhàn)略方向臭笆。
節(jié)能低碳
前面已有提到叙淌,氫能源相比化石能源秤掌,是十分高效且環(huán)保的,而我國長期以來能源就相對短缺鹰霍,能源消費量高于生產量闻鉴,導致進口依賴度高,同時化石能源在能源生產與消費中所占比例過高茂洒,導致環(huán)境污染問題嚴重孟岛,氫能源可以在一定程度上緩解以上現(xiàn)存問題。
目前督勺,我國是世界上最大的碳排放國渠羞,在國際上承受著巨大的碳減排壓力。
壓力有多大智哀?下面看一組數(shù)據(jù):
2018年次询,我國二氧化碳排放量增長2.3億噸,增量占全球能源相關的二氧化碳排放增長量的41%瓷叫;排放總量達到92億噸屯吊,占全球二氧化碳排放總量的27.8%。
而我國作為負責任的世界大國摹菠,走節(jié)能低碳發(fā)展的道路既是我國的責任所在雌芽,也是使命所向,氫能源憑借自身低碳清潔的優(yōu)點有望成為我國實現(xiàn)碳減排大戰(zhàn)略的有力抓手辨嗽。
能源布局
從全世界范圍來看世落,目前大約有50個國家對氫燃料電池有戰(zhàn)略布局。由于燃料電池和氫能發(fā)展橫跨能源和交通兩大領域糟需,我國要想在世界經濟第一梯隊發(fā)展屉佳,一定需要把燃料電池和氫能這樣具有戰(zhàn)略性發(fā)展方向的產業(yè)作為重要目標。
當前洲押,世界各國都在爭相發(fā)展氫能源武花。其中屬日本最為用力。
日本過去30年累計投入數(shù)千億日元用于氫能及燃料電池技術的研發(fā)推廣杈帐,在氫能和燃料電池技術擁有專利數(shù)世界第一体箕。同時,截止2018年底挑童,日本在營加氫站113座累铅,運營著世界第一大加氫網(wǎng)絡,計劃2020年建成160座站叼。氫能源乘用車保有量達到2839輛娃兽,計劃保有量2025年20萬輛,2040年實現(xiàn)氫能源汽車的普及尽楔。
歐洲也在力爭向氫能社會轉型投储,其中德國是歐洲發(fā)展氫能最具代表性的國家第练。
德國可再生能源制氫規(guī)模全球第一,燃料電池的供應和制造規(guī)模全球第三玛荞。同時德國運營著世界第二大加氫網(wǎng)絡娇掏,共有加氫站60座,僅次于日本勋眯。并且全球首列氫燃料電池列車已在德國投入商業(yè)運營婴梧,續(xù)航里程接近1000公里,計劃2021年增加氫燃料電池列車14列凡恍。
作為超級大國,美國是全球最先將氫能源納入能源戰(zhàn)略的怔球,近十年對氫能和燃料電池的支持規(guī)模超過16億美元嚼酝,且液氫產能和燃料電池乘用車保有量全球第一。
在各國都在大力發(fā)展氫能源的同時竟坛,我國至今尚未將氫能源納入主流能源體系闽巩,但是我國氫能與燃料電池技術已基本具備產業(yè)化基礎,同時也有出臺相關政策推動行業(yè)發(fā)展担汤。
2018年涎跨,中國氫能源及燃料電池產業(yè)戰(zhàn)略創(chuàng)新聯(lián)盟正式成立,成員單位涵蓋氫能制取崭歧、儲運隅很、加氫基礎設施建設、燃料電池研發(fā)及整車制造等產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)頭部企業(yè)率碾,標志著中國氫能大規(guī)模商業(yè)化應用已經開啟叔营。
《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》明確提及要大力發(fā)展氫能源汽車,到2030年所宰,我國要實現(xiàn)氫能源汽車保有量200萬輛的目標绒尊,產業(yè)產值有望突破萬億元。
而且仔粥,氫能源未來的應用領域廣泛婴谱,隨著碳減排壓力的增大與氫氣規(guī)模化應用成本的降低躯泰,氫能源有望在建筑谭羔、工業(yè)能源領域取得突破性進展,氫能源有望被納入國家能源戰(zhàn)略體系麦向,與水電口糕、風電、光伏發(fā)電互相補充磕蛇。
02發(fā)展瓶頸:人才短缺?AND?成本高企
其實關于大力發(fā)展氫能源汽車有著很多反對的聲音景描,特別是現(xiàn)如今我國純電動汽車發(fā)展蒸蒸日上十办,而且在純電動汽車區(qū)域的專利數(shù)量我國領先其他國家,數(shù)量占絕對優(yōu)勢超棺。
相比之下向族,氫燃料技術我國沒有優(yōu)勢,在氫能源與燃料電池產業(yè)的發(fā)明專利數(shù)量只占全球的8.92%棠绘,遠遠不如日本的56.32%件相。在氫燃料電池制造方面,如燃料電池堆氧苍、車載供氫系統(tǒng)的技術同國際先進水平有著較大差距夜矗,關鍵零部件仍主要依賴進口。
若不能掌握關鍵核心技術让虐,隨時可能會被人反制紊撕,只有自主創(chuàng)新才能讓自己變得強大。
而這一切歸根結底赡突,還是因為這個領域當前人才十分短缺对扶,缺乏具有理論和實踐經驗的復合型人才。
人才短缺
氫能源汽車行業(yè)的人才短缺現(xiàn)象是急需解決的關鍵問題之一惭缰。
其實浪南,在2017年之前很少有企業(yè)對氫燃料行業(yè)感興趣,直到近幾年國家出臺相關扶持政策后漱受,才開始有大批企業(yè)參與進來络凿。
而氫能源汽車的核心就在于氫能及燃料電池技術,整個行業(yè)的發(fā)展亟需這一技術的突破昂羡,但由于處于發(fā)展初期喷众,很少有企業(yè)投入資金培養(yǎng)人才,導致技術人才相當缺乏紧憾。
而且燃料電池是一門跨專業(yè)的技術到千,需要不同專業(yè)的配合,因此想要培養(yǎng)精通燃料電池的人才是很難的赴穗,目前高校和科研機構培養(yǎng)的都是專業(yè)型理論型的人才憔四,轉為技術開發(fā)人才需要一個較長的過程。
當前整個行業(yè)有點急功近利般眉,人才流動很大了赵,從而造成技術研發(fā)滯后,而且氫能產業(yè)鏈是很長的甸赃,包括制氫柿汛、儲運、加氫等環(huán)節(jié),要實現(xiàn)全產業(yè)鏈的自主研發(fā)亟需國家在技術創(chuàng)新络断、產業(yè)配套裁替、法律規(guī)范等方面進行頂層規(guī)劃,引導整個產業(yè)的良性發(fā)展貌笨。
因為如果沒有國家層面的引領弱判,讓行業(yè)自行發(fā)展,一定會經歷爆發(fā)似的增長期锥惋,雖然市場機制會讓整個行業(yè)形成優(yōu)勝劣汰昌腰,但過程中會造成資源、人才的浪費膀跌。
成本高企
我國氫能源汽車還有一個發(fā)展瓶頸就是成本高企遭商,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
① 關鍵材料尚且無法實現(xiàn)國產化,催化劑捅伤、質子交換膜等大多采用進口材料劫流,國內尚未實現(xiàn)規(guī)模化生產暑认,導致材料成本過高困介。
② 制造技術落后大审,雙極板等制造質量不穩(wěn)定蘸际,運維成本較高。
③ 制氫方法處于過渡階段徒扶,現(xiàn)階段粮彤,國內主要采用成本較低、氫氣產物純度較高的氯堿工業(yè)副產氫方法姜骡,但是由于制氫流程無法實現(xiàn)完全環(huán)保导坟,導致原料成本較高。
④ 氫能源汽車的普及離不開加氫站等基礎設施的規(guī)娜Τ海化建設惫周,目前日加氫量500kg的35MPa加氫站的建設成本在1200萬,其中設備成本約占80%康栈,且加氫站的核心設備都是純進口設備递递,設備的運營與維護、人工費用等都使得加注氫氣的成本較高啥么。
可見登舞,加氫站的投資遠高于普通汽車的加油站,回收成本時間較長悬荣,投資成本和時間成本在一定程度上抑制了氫能源汽車的發(fā)展菠秒。
03未來可期:政策支持?AND?合力攻堅
人才缺乏、成本高企是當前發(fā)展氫能源汽車的主要瓶頸氯迂,而且國內還尚未有國家級的加氫站和氫能補貼政策践叠。
不過言缤,在2019年全國兩會上,氫能第一次被補充寫入政府工作報告酵熙,并發(fā)文件要求發(fā)展氫能與燃料電池轧简。
“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出,到2020年匾二,實現(xiàn)燃料電池汽車的批量生產和規(guī)南溃化示范作用。
政策支持
在氫能及燃料電池研發(fā)方面察藐,我國一直高度關注氫能及燃料電池產業(yè)發(fā)展皮璧。
2011年以來,政府相繼發(fā)布《“十三五”戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016-2030年)》《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》《中國制造2025》等頂層規(guī)劃分飞,鼓勵并引導氫能及燃料電池技術研發(fā)悴务。此外,全國各地區(qū)也紛紛出臺相關政策鼓勵氫能及燃料電池的發(fā)展譬猫。
在燃料電池汽車補貼方面讯檐,我國對新能源汽車的發(fā)展提出“三橫三縱”,其中“三縱”指混合動力汽車染服、純電動汽車别洪、燃料電池汽車三條路線并行發(fā)展。
目前混合動力柳刮、純電動兩條路線發(fā)展較為成熟挖垛,氫能源有望在政策的持續(xù)扶持下,吸引更多資本秉颗、技術痢毒、人才,推動產業(yè)快速發(fā)展蚕甥。2016-2019年哪替,我國氫能源汽車產量從629臺提升至2737臺,復合增長率達到63%菇怀,政策扶持初見成效凭舶。
在加氫站建設方面,近年來敏释,上海库快、江蘇、廣東钥顽、山東等省市發(fā)布氫能發(fā)展規(guī)劃义屏,著力加強對加氫站配套設備和建設運營按建設規(guī)模進行補貼。
政策支持將有力推動加氫站建設,進一步明確加氫站審批流程闽铐,推動裝備自主化蝶怔,與氫能源汽車協(xié)同發(fā)展。
合力攻堅
在氫能源產業(yè)早期的發(fā)展中兄墅,以民營企業(yè)自發(fā)行為居多踢星,所以早期的資金、技術隙咸、人才積累十分有限沐悦。
直到近幾年,不斷有大的中央企業(yè)加入到這個產業(yè)中來五督,以與地方政府合作藏否、發(fā)展城市氫能源產業(yè)為出發(fā)點,逐步將氫能源領域發(fā)展提上日程充包。
進入2019年副签,廣東、山西等10個省份將發(fā)展氫能寫入政府工作報告基矮,山東淆储、浙江等省份陸續(xù)發(fā)布本地氫能產業(yè)發(fā)展規(guī)劃。
隨著地方國有企業(yè)的進駐與發(fā)展家浇,更多的會議和組織開始關注重視氫能源本砰,逐漸形成合力,可以共同克服面臨的種種困難蓝谨。
筆者認為灌具,我國氫能源發(fā)展已經進入關鍵期青团,前期基礎的產業(yè)化配套能力已經具備譬巫,現(xiàn)在需要的是加強氫能在各個領域的規(guī)模化應用督笆,從而拉伸產業(yè)鏈配套能力芦昔,提高整個產業(yè)的成熟度,氫能源汽車產業(yè)便是需要如此娃肿。
我國氫能源汽車的高速發(fā)展咕缎,需要整個產業(yè)鏈每個環(huán)節(jié)實現(xiàn)自主創(chuàng)新進步和規(guī)模化生產與建設料扰,需要確保氫能源汽車和加氫站是足夠安全可靠的凭豪。
唯有如此,氫能源汽車才未來可期晒杈。
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