“到2050年,氫能源需求將是目前的10倍,預(yù)計(jì)到2030年全球燃料電池乘用車將達(dá)到1000萬至1500萬輛。”據(jù)國際氫能委員會(huì)發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢(shì)調(diào)研報(bào)告》顯示,氫能源以其綠色、高效、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢(shì),成為全球最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>
在巨大的市場(chǎng)潛力的吸引下,一些國家與地區(qū)進(jìn)行了氫能相關(guān)的路線規(guī)劃與產(chǎn)業(yè)化路徑研究,各大汽車公司與能源企業(yè)紛紛加大了對(duì)氫能的研發(fā)投入。近年來,在國家科技計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程的支持下,我國加大了對(duì)氫能燃料電池汽車的研究、開發(fā)、示范、運(yùn)營的工作,在燃料電池電堆系統(tǒng)、整車研發(fā)體系和制造能力上取得了一定的成果,并進(jìn)行了系統(tǒng)的示范運(yùn)行,涌現(xiàn)出一批燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。但伴隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)化的逐步推進(jìn),諸多問題也隨之顯現(xiàn)。
為進(jìn)一步探討氫能在交通方面的發(fā)展,建立產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的生態(tài)體系,尋求其在交通等領(lǐng)域的應(yīng)用與商業(yè)模式,清華大學(xué)、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)與國際氫能委員會(huì)于6月28日在清華大學(xué)舉辦了以“突破核心技術(shù),打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)”為主題的“氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”,邀請(qǐng)了來自國內(nèi)外政府與相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)、氫能產(chǎn)業(yè)研究的專家學(xué)者以及汽車、能源、等領(lǐng)域的企業(yè)代表就以上相關(guān)問題進(jìn)行了深入交流。
中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)學(xué)術(shù)委員會(huì)主席徐冠華主持了此次論壇;清華大學(xué)校長邱勇、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長陳清泰為論壇致辭;全國政協(xié)副主席萬鋼,中科院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高,中國工程院院士干勇,國家能源集團(tuán)總經(jīng)理、中國工程院院士凌文,現(xiàn)代汽車集團(tuán)副會(huì)長、國際氫能委員會(huì)聯(lián)席主席Yang Woong-chul,以及來自北汽、豐田、長城汽車、巴拉德、液化空氣等單位的嘉賓發(fā)表了精彩演講。
與其他能源相比,氫能具有明顯的提取與應(yīng)用優(yōu)勢(shì),它不僅可通過傳統(tǒng)的化石能源提取,還可以通過可再生能源制備,并具有燃熱值高、清潔無污染、利用形式多樣、儲(chǔ)運(yùn)方便等優(yōu)點(diǎn)。邱勇在致辭中指出,氫能是能源轉(zhuǎn)型的重要方式,具備推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的潛力。巨大的市場(chǎng)潛力使得各國和各大企業(yè)加大了對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的研發(fā),希望通過發(fā)展氫能來解決能源安全,并掌握國際能源領(lǐng)域的制高點(diǎn)。
以“突破核心技術(shù),打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)”為主題的“氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”召開
比如,日本企業(yè)已經(jīng)開始利用太陽能電解水制氫、從生物和農(nóng)業(yè)廢料中制氫的技術(shù)路線,并建造出兆瓦級(jí)的可再生能源加氫站,并以此作為燃料電池汽車的基礎(chǔ)配套設(shè)施進(jìn)行建設(shè)與推廣,此外還形成了分布式燃料電池系統(tǒng)并開始進(jìn)行普及。在德國、美國等國家,相關(guān)的研究和應(yīng)用也在持續(xù)進(jìn)行當(dāng)中。與此同時(shí),氫燃料電池及其氫燃料電池汽車的研發(fā)與應(yīng)用也得到迅速發(fā)展,商業(yè)化應(yīng)用提速迅猛,以奔馳、豐田、現(xiàn)代為代表的企業(yè)紛紛推出了相關(guān)的車型。
在我國,氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也受到高度重視。近年來,國家相關(guān)部委密集出臺(tái)政策,大力支持燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!吨袊圃?025》、《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、《“十三五”交通領(lǐng)域科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》等紛紛將發(fā)展氫能與燃料電池技術(shù)列為重點(diǎn)任務(wù),將燃料電池汽車列為重點(diǎn)支持領(lǐng)域?!豆?jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》中明確提出:2020年實(shí)現(xiàn)1萬輛級(jí)規(guī)模在特定地區(qū)公共服務(wù)用車領(lǐng)域的示范應(yīng)用,建成100座加氫站;2025年實(shí)現(xiàn)5萬輛規(guī)模的應(yīng)用,建成300座加氫站;2030年實(shí)現(xiàn)100萬輛燃料電池汽車的商業(yè)化應(yīng)用,建成1000座加氫站。
“氫能是一種綠色高效的二次能源,具有來源廣、熱值高、清潔無污染、利用形式多樣、儲(chǔ)運(yùn)方便和安全性好等優(yōu)勢(shì),普遍認(rèn)為,氫是能源領(lǐng)域的未來之星?!标惽逄┲赋觯覈醒牒偷胤秸嗬^出臺(tái)了一系列指導(dǎo)性文件,在研發(fā)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施等方面提供了政策支持,引導(dǎo)并鼓勵(lì)氫能和氫燃料電池技術(shù)的開發(fā)。國內(nèi)的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和汽車企業(yè)加大了研發(fā)投入強(qiáng)度,并取得了階段性的進(jìn)展。
邱勇表示,清華大學(xué)汽車系早在2004年就在歐陽明高院士的帶領(lǐng)下,組建了車用氫燃料電池研發(fā)團(tuán)隊(duì),主持了國家多個(gè)重大項(xiàng)目,化工系、材料系也分別在儲(chǔ)氫、碳納米管、燃料電池催化劑等方面做了大量的工作,取得了初步的成果。
來自國內(nèi)外政府與相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)、氫能產(chǎn)業(yè)研究的專家學(xué)者以及汽車、能源、等領(lǐng)域的企業(yè)代表就氫能相關(guān)問題進(jìn)行了深入交流
在基礎(chǔ)研究方面,我國車用燃料電池取得了一定進(jìn)展,燃料電池的材料也得到明顯的提升,商業(yè)化的示范運(yùn)行正在鋪開。上海、武漢、山東等地都開展了氫燃料電池相關(guān)項(xiàng)目研究與合作,我國氫燃料電池企業(yè)也在積極推進(jìn)與國際燃料電池領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)的合作,并不斷深化,對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的布局也更加全面。
近年來,在國家科技計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程的支持下,我國開展了氫能燃料電池汽車的研究、開發(fā)、示范、運(yùn)營的工作,在燃料電池電堆系統(tǒng)、整車研發(fā)體系和制造能力上取得了一定的成果,并進(jìn)行了系統(tǒng)的示范運(yùn)行。但是,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)化的逐步推進(jìn),一些問題也顯現(xiàn)出來。
“一是產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化進(jìn)度嚴(yán)重滯后;二是關(guān)鍵技術(shù)難題久攻不下、差距明顯;三是產(chǎn)業(yè)鏈薄弱,工程化能力不足;四是企業(yè)主體作用缺失;五是制氫、供氫、加氫系統(tǒng)落后,造成氫成本劇增;六是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)體系嚴(yán)重滯后;七是國際開放合作亟待加強(qiáng)?!比f鋼指出了氫能產(chǎn)業(yè)在未來發(fā)展過程中要重點(diǎn)攻關(guān)的七個(gè)問題。
“燃料電池用電催化劑、質(zhì)子交換膜、炭紙等關(guān)鍵材料的開發(fā),多停留于實(shí)驗(yàn)室和樣品階段;空氣壓縮機(jī)和氫氣回流泵等關(guān)鍵部件沒有穩(wěn)定的產(chǎn)品且價(jià)格較高?!比f鋼舉例說。他表示,氫能燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈薄弱,整車企業(yè)也沒形成穩(wěn)定的零部件供應(yīng)體系,工程化和工藝流程創(chuàng)新力不足,導(dǎo)致零部件工藝質(zhì)量低、產(chǎn)品一致性、可靠性、耐久性不能滿足要求。同時(shí),由于規(guī)模化供氫體系還不完善,輸運(yùn)成本較高,用氫價(jià)格超過燃油成本,還未形成可持續(xù)的商業(yè)模式。
陳清泰認(rèn)為,“氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化,是一個(gè)很長的過程,兩三、年不夠?!?017年,全國燃料電池商用車的產(chǎn)量達(dá)到了1226輛,燃料電池電動(dòng)車開始進(jìn)入試運(yùn)行階段。但是,從運(yùn)用期向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型是一個(gè)十分艱難的過程,一些發(fā)達(dá)國家和跨國公司對(duì)此已經(jīng)做了長期的努力,有的半途而廢,我國企業(yè)對(duì)此要有充分的準(zhǔn)備。
陳清泰指出,有兩點(diǎn)值得注意:一是,氫能是一種普適性的能源,氫燃料電池是一種普適性的轉(zhuǎn)換裝置,氫能開發(fā)和利用中,難度最大、最典型的應(yīng)用場(chǎng)景是氫燃料電池汽車,把它作為氫能利用的技術(shù)突破口是很好的選擇;二是,氫燃料電池汽車對(duì)儲(chǔ)能電池的電動(dòng)汽車不是一般的替代關(guān)系,兩者在行駛中都是零排放,在不同的運(yùn)行場(chǎng)合各有所長。所以從長遠(yuǎn)來看,要將是車載動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車與氫燃料電池汽車并行發(fā)展,不可顧此失彼。
氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展涉及到跨界技術(shù)的協(xié)同,涉及到產(chǎn)業(yè)鏈的重建,涉及到產(chǎn)業(yè)政策、能源政策、基礎(chǔ)設(shè)施、商業(yè)模式以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策法規(guī)等諸多領(lǐng)域的配合,這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程,需要官、產(chǎn)、學(xué)、研的齊心協(xié)力。陳清泰表示,基于氫能發(fā)展具有巨大的正外部性和系統(tǒng)性,政府應(yīng)該承擔(dān)起統(tǒng)籌各方、促進(jìn)建立良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)的責(zé)任,發(fā)展過程的推動(dòng)力應(yīng)該充分發(fā)揮市場(chǎng)的力量。
各大車企也入局氫能產(chǎn)業(yè),紛紛推出相關(guān)車型
干勇表示,首先要充分發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)。氫能的應(yīng)用牽扯到一系列的綜合技術(shù),從材料到運(yùn)輸、加氫,乃至最后運(yùn)行的全生命周期,需要一個(gè)清晰的操作路徑,國家頂層設(shè)計(jì)尤為重要??蓞⒖紘H有效的氫能項(xiàng)目管理機(jī)制,進(jìn)行規(guī)范的、系統(tǒng)化的頂層設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化。此外,有企業(yè)代表表示,可適當(dāng)通過一定的補(bǔ)貼、稅收、碳交易等政策杠桿,推動(dòng)氫燃料及相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。
在關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)上,企業(yè)也要發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度。目前,中船重工、中材科技、神華集團(tuán)等企業(yè)在制氫技術(shù)、制氫能力、車載供氫及氫能儲(chǔ)運(yùn)方面各有成就。國內(nèi)氫能行業(yè)相關(guān)企業(yè)必須加大研發(fā)和技術(shù)投入,未來才能在氫能領(lǐng)域取得領(lǐng)先地位。北汽集團(tuán)總經(jīng)理張夕勇表示,可通過組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的方式,將國內(nèi)汽車企業(yè)、能源企業(yè)、科技企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)、高校匯聚在一個(gè)平臺(tái)上,設(shè)立專項(xiàng)基金,通過技術(shù)引進(jìn)、技術(shù)合作、產(chǎn)業(yè)孵化等方式,支持基礎(chǔ)共性技術(shù)的研究和核心關(guān)鍵技術(shù)的研究,為技術(shù)突破提供有力的支撐。
張夕勇還建議,可以綜合考慮制氫的條件、減排需求等因素,選擇一批城市開展氫燃料電池汽車的推廣試點(diǎn),從細(xì)分市場(chǎng)確定商業(yè)推廣、加氫設(shè)施建設(shè)等方面,從政策引導(dǎo)、推廣規(guī)劃、推廣運(yùn)營補(bǔ)貼等方面加強(qiáng)政策的引導(dǎo)和支持,探索加氫站和加油站、充電站合建的建設(shè)模式,解決加氫站城市用地比較難和安全管理問題。
國際氫能委員會(huì)聯(lián)席主席Yang Woong-chul表示,國際氫能委員會(huì)將致力于多邊的國際合作,在全球范圍內(nèi)進(jìn)一步發(fā)揮氫能委員會(huì)的作用,幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)氫能技術(shù)方面的創(chuàng)新,并與各個(gè)成員國家和企業(yè)來建立一個(gè)更加繁榮的氫能技術(shù)發(fā)展環(huán)境。
目前,我國氫能產(chǎn)業(yè)剛剛起步,和其他產(chǎn)業(yè)一樣,在發(fā)展壯大的過程中不可避免地會(huì)遇到一些問題,但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和氫能系統(tǒng)技術(shù)的全面進(jìn)展,隨著國家對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的加強(qiáng)重視和企業(yè)的自我提升,在以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以企業(yè)為核心、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)模式下,對(duì)于推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)燃料電池產(chǎn)業(yè)化,構(gòu)建良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)起到積極作用。