想象一下，在2050年的某個(gè)夜晚，你家因?yàn)槟承┰蛲蝗煌ｋ?，并且一時(shí)半會(huì)兒無(wú)法恢復(fù)。這時(shí)你沒(méi)有慌張，而是走進(jìn)車(chē)庫(kù)，打開(kāi)氫燃料電池車(chē)后輪胎中內(nèi)設(shè)的無(wú)線供電功能，沒(méi)有發(fā)電機(jī)的轟鳴，家中瞬時(shí)又恢復(fù)了光明。這就是氫燃料電池汽車(chē)為未來(lái)人們?cè)O(shè)定的場(chǎng)景。
1992年，豐田啟動(dòng)FCV(燃料電池電動(dòng)汽車(chē))技術(shù)研發(fā)。2015年10月美國(guó)加州開(kāi)始販?zhǔn)圬S田首款氫燃料電池車(chē)型Mirai(取自日文“未來(lái)”)，實(shí)現(xiàn)了1989年上映的好萊塢電影《回到未來(lái)2》中描述的未來(lái)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)模式。
很多人會(huì)問(wèn)，在甲醇、電動(dòng)汽車(chē)大行其道的新能源市場(chǎng)中，為何還要發(fā)展氫能源燃料電池車(chē)?借用豐田社長(zhǎng)豐田章男的話說(shuō)：“為了下一個(gè)100年。”
氫能在中國(guó)落地的正確姿勢(shì)
在先期發(fā)展落后一程的情況下，今年的政府工作報(bào)告為我國(guó)氫能發(fā)展注入了一劑強(qiáng)勁動(dòng)力?？上驳氖?，天津、廣東、浙江、四川等多個(gè)省市已在地方政府工作報(bào)告里提到了發(fā)展氫能。一些央企也很重視，目前，上汽、濰柴、福田、長(zhǎng)城等骨干企業(yè)已明確規(guī)劃、加大投入，推進(jìn)燃料電池汽車(chē)研發(fā)和商業(yè)化，氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟應(yīng)運(yùn)而生。
在頂層重視、市場(chǎng)升溫的情況下，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)是否要向日本看齊，在乘用車(chē)市場(chǎng)上大力推進(jìn)、一擁而上?并不盡然，氫燃料電池汽車(chē)要在中國(guó)良性發(fā)展，兩個(gè)原則很重要：一是結(jié)合資源稟賦開(kāi)展產(chǎn)業(yè)布局;二是明確氫燃料電池汽車(chē)的角色定位。
首先，我國(guó)地域遼闊，各地優(yōu)質(zhì)資源千差萬(wàn)別，不是所有地區(qū)都適合發(fā)展氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。有些地區(qū)電力資源豐厚，適合以發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)為主;有些地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，甲醇燃料價(jià)廉易得，主要適合推廣甲醇汽車(chē)。已經(jīng)選擇好先期發(fā)展方向的地區(qū)可根據(jù)自身特性和需求，適當(dāng)規(guī)劃氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展。
我國(guó)供氫占比最大的部分是工業(yè)副產(chǎn)氫，這也意味著工業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)氫資源稟賦較好，可以讓氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃占盡地利之便。有關(guān)部門(mén)應(yīng)結(jié)合資源優(yōu)勢(shì)，選定一些適合地區(qū)作為示范區(qū)，點(diǎn)、線、網(wǎng)結(jié)合，鼓勵(lì)開(kāi)展區(qū)域化的示范運(yùn)營(yíng)，加快產(chǎn)業(yè)化過(guò)程，有效推動(dòng)氫能的發(fā)展。
其次，從技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)狀況看，氫燃料電池汽車(chē)扮演的應(yīng)該是補(bǔ)充者而不是引領(lǐng)者的角色。由于氫能的加注時(shí)間和續(xù)航優(yōu)勢(shì)，能夠極大彌補(bǔ)電動(dòng)車(chē)在這方面的不足，所以長(zhǎng)距離的公共服務(wù)和物流運(yùn)輸是目前國(guó)內(nèi)最適合推廣氫燃料電池汽車(chē)的領(lǐng)域。
物流車(chē)、公交車(chē)及部分商用車(chē)輛35兆帕的儲(chǔ)氫技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，隨著加氫站建設(shè)以及生產(chǎn)、營(yíng)運(yùn)規(guī)模的擴(kuò)大，燃料電池在這些領(lǐng)域的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)會(huì)不斷積累，部分工程技術(shù)也將在實(shí)踐中有所突破。
下一個(gè)100年，氫能在能源結(jié)構(gòu)中角色如何?
被業(yè)內(nèi)專(zhuān)家稱(chēng)之為“終極能源”的氫能，在能源領(lǐng)域自帶“未來(lái)之星”的光環(huán)，其來(lái)源廣泛，既可用傳統(tǒng)化石能源如煤炭、石油、天然氣等的低碳化技術(shù)制取，也可以通過(guò)風(fēng)、光、水等可再生能源制備，并且熱值居各燃料之首。這意味著同樣單位質(zhì)量的能源完全燃燒，氫能所提供能量是液化石油氣的 2.5 倍、汽油的 3 倍。
根據(jù)國(guó)際氫能源委員會(huì)發(fā)布的《氫能源未來(lái)發(fā)展報(bào)告》，到2050年，全球范圍內(nèi)的氫能產(chǎn)業(yè)將提供3000萬(wàn)個(gè)工作崗位、減少60億噸二氧化碳排放，氫能汽車(chē)將占全世界車(chē)輛的20%-25%。美國(guó)燃料電池和氫能協(xié)會(huì)主席Morry Markowitz說(shuō)：“我認(rèn)為氫能是未來(lái)最有前景的能源。”
燃料電池汽車(chē)作為當(dāng)下氫能的主要應(yīng)用形式之一，優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。上海市氫能利用工程技術(shù)研究中心主任高頂云說(shuō)，氫能汽車(chē)不僅保持了傳統(tǒng)燃油車(chē)的使用習(xí)慣，比如乘用車(chē)加氫只需5分鐘，續(xù)航卻能達(dá)到600公里，而且能實(shí)現(xiàn)零排放。“我們單位通勤車(chē)就是一輛13人座的氫能燃料電池汽車(chē)，行駛里程已將近3萬(wàn)公里，體驗(yàn)很好。”高頂云笑著說(shuō)。
集萬(wàn)千優(yōu)點(diǎn)于一身的氫能，為何在中國(guó)沒(méi)有快速發(fā)展?
實(shí)際上，我國(guó)目前供氫能力十分強(qiáng)大。國(guó)家能源集團(tuán)總經(jīng)理凌文介紹，首先是煤制氫。按2018年的產(chǎn)能大致估算，已有的制氫產(chǎn)能可以供給1億輛新能源汽車(chē)用。其次是可再生能源制氫。由于技術(shù)原因，每年棄風(fēng)、棄光、棄水等大致能有1000億度電。按5度電制1升氫算，可以撿回來(lái)200萬(wàn)立方米氫氣。
但近年來(lái)我國(guó)的氫能源汽車(chē)發(fā)展不盡如人意。據(jù)《中國(guó)氫能與燃料電池年度報(bào)告2018》，截至2018年11月，中國(guó)共有27座建成的加氫站，其中3座已被拆除，另有16座在建。加氫站多數(shù)僅供示范車(chē)輛加注使用，尚未完全公開(kāi)。
“這里面有很多因素，首先是我國(guó)氫能技術(shù)發(fā)展還沒(méi)有到爆發(fā)性階段”，高頂云說(shuō)，雖然氫燃料電池系統(tǒng)中的400多個(gè)零部件，大部分已實(shí)現(xiàn)本土化，但質(zhì)子交換膜、空壓機(jī)等關(guān)鍵材料和零部件仍處于實(shí)驗(yàn)室或中試階段。其次，由于目前行業(yè)主管部門(mén)尚未確定，導(dǎo)致加氫站建設(shè)基本上處于個(gè)案處理階段。
“一座加氫站的建設(shè)涉及到站址布點(diǎn)規(guī)劃、土地、法規(guī)等問(wèn)題，沒(méi)有政府支持很難全面鋪開(kāi)建設(shè)”，高頂云表示，加氫站發(fā)展遲緩已成為制約氫能燃料電池汽車(chē)快速發(fā)展的重要因素之一。
未來(lái)的氫能賽道應(yīng)如何把握?
氫能一直是世界各國(guó)能源布局中的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，除了日本，德國(guó)、美國(guó)等也是老牌“氫”國(guó)，先后制定了多項(xiàng)氫能研究計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)向氫經(jīng)濟(jì)的過(guò)渡。“可以說(shuō)，發(fā)展氫能既是國(guó)際戰(zhàn)略，也是能源轉(zhuǎn)型。”凌文表示，氫能已經(jīng)成為競(jìng)相爭(zhēng)發(fā)的國(guó)際賽道。
據(jù)了解，作為我國(guó)由高速發(fā)展到高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型階段中必不可少的一環(huán)，在此次寫(xiě)入政府工作報(bào)告之前，國(guó)家對(duì)此已有所規(guī)劃，按照《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》提出的目標(biāo)，到2020年，中國(guó)氫能燃料電池車(chē)輛要達(dá)到1萬(wàn)輛、加氫站數(shù)量達(dá)到100座;到2030年，氫能燃料電池車(chē)輛保有量要“撞線”200萬(wàn)，加氫站數(shù)量達(dá)到1000座。發(fā)展氫能燃料電池技術(shù)，已被寫(xiě)入《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中。
“氫能寫(xiě)入政府工作報(bào)告向外界釋放出了積極信號(hào)，為我國(guó)氫能的未來(lái)發(fā)展照亮了一束光。”高頂云認(rèn)為，在加氫設(shè)施方面，用于商用車(chē)35兆帕等級(jí)儲(chǔ)氫加注方面的相關(guān)技術(shù)和裝備，國(guó)內(nèi)已基本實(shí)現(xiàn)自主，在乘用車(chē)70兆帕等級(jí)儲(chǔ)氫加注方面的相關(guān)技術(shù)和裝備上，也解決了有無(wú)的問(wèn)題，但還需不斷精進(jìn)。
“接下來(lái)各部門(mén)應(yīng)真正將這一積極信號(hào)落地，配套出臺(tái)加氫站等設(shè)施的建設(shè)、補(bǔ)貼等方面的實(shí)施細(xì)則。有了政策的支持、技術(shù)的進(jìn)步和基礎(chǔ)設(shè)施的完善，氫燃料電池汽車(chē)才會(huì)有大規(guī)模應(yīng)用的可能。”高頂云說(shuō)。
各國(guó)如何發(fā)展氫能?
日本
日本在氫燃料電池領(lǐng)域取得超過(guò)1500件專(zhuān)利。將氫能利用作為國(guó)家戰(zhàn)略方向之一，在2014年發(fā)布“氫社會(huì)”戰(zhàn)略路線圖，在2017年發(fā)布了“氫能源基本戰(zhàn)略”，進(jìn)一步明確了2030年的具體行動(dòng)計(jì)劃和2050年氫能社會(huì)建設(shè)的目標(biāo)。
美國(guó)
美國(guó)2005年就將氫能列入“主流能源”選擇之一，主要推動(dòng)了燃料電池汽車(chē)在物料運(yùn)輸?shù)忍厥忸I(lǐng)域的應(yīng)用。截至2015年，已有34家企業(yè)8000多輛燃料電池叉車(chē)投入運(yùn)行，進(jìn)行了較好的商業(yè)化推廣。
歐盟
歐盟制定了氫能路線圖、清潔能源計(jì)劃和2020年氫能與燃料電池發(fā)展計(jì)劃。開(kāi)展了大量燃料電池及燃料電池汽車(chē)的研究與示范應(yīng)用，同時(shí)在資金投入、燃料電池車(chē)隊(duì)推廣項(xiàng)目以及加氫站建設(shè)等進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃。
