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      能源消费正在发生改变,高效节能、智慧用能是现代能源革命典型特征。氢能被一致认为是目前已知最清洁能源,是当前全球追求最具潜力能源利用方式。从物质能量密度角度看,氢能高于汽油、柴油和天然气。DOE(美国能源局)数据显示,氢气功率密度几乎是其他化石燃料的3倍多。以发电建设成本比较,氢能发电建设成本最低。EIA(美国能源信息署)报告认为,氢气发电建设成本仅580美元/KW,与风能、天然气、光伏、石油、生物质能发电等众多方式相比,成本最低。

      目前氢能的非工业分布式应用主要集中于燃料电池。燃料电池被认为是当前利用氢能理想方式。

      氢能利用首次写入2019年《政府工作报告》。“两会”期间,与众多参会代表的提案、建议中多次提及发展氢燃料电池及氢能汽车产业,引发新一轮“氢经济”热情度高涨,关注度空前。氢能理念的改变(由“危品、化品管理”走向“能源、资源管理”)促进氢能在国家能源战略中的地位提升,正带来研发投入加大、补贴政策趋善和实施力度空前。多地市纷纷提出兴建氢能产业园区,氢能小镇和氢经济示范城市等,促进燃料电池公交、物流车示范运营。《长三角氢走廊建设发展规划》更是“要打造氢能与燃料电池汽车产业经济带”和促进“长三角氢经济一体化”。国内超过20省市明确提出发展氢燃料电池汽车产业。氢能技术延续性强,产业链长,带来的参与机会多,涉及众多传统行业转型升级。中国氢能及氢燃料电池产业大幕正徐徐拉开……

      氢之于燃料电池,正如石油之于传统汽车、锂电池之于电动车,为必不可。便捷、低成本获得氢气成为我国氢燃料电池汽车产业能否顺利发展的关键。我国是第一产氢大国,氢源基础好且丰富,每年化工副产氢气超过300万吨。加之具有丰富的煤炭资源和可再生资源,可再生能源电解水制氢和煤制氢+CCS将为我国氢能非工业应用制氢提供保障,完全能支撑起国家氢能愿景。采用氯碱工业副产氢可以解决早期需求;随着需求增加,天然气与煤炭制氢未来将成为重要的过渡解决方案;更远的未来,随着光伏等可再生能源发电成本下降,光伏+燃料电池反向制氢或高效电解水装置可能将成为主流,最终形成短途气运+长途液运、集中式供氢+分散式供氢格局。

      氢燃料电池应用领域十分广泛,主要包括:固定领域(电站、家庭、社区等)、交通运输、便携式电子以及航空航海等。交通运输领域是氢燃料电池应用重点,也是热点。相较于纯电动汽车(采用锂电),氢燃料电池汽车具有续驶里程更高、加氢速度快等特点,将成为未来绿色交通不可或缺组成部分,因而成为各国和龙头车企青睐的发力点。日本、美国、欧洲、韩国和中国是世界氢燃料电池汽车产业积极推动者,纷纷出台支持政策,各国根据自身情况,提出了分阶段燃料电池产量、燃料电池汽车规划、加氢站建设目标等。丰田、通用、奔驰、现代、上汽、东风等车企已推出多款燃料电池汽车(含乘用车、商用车等)。

      目前我国氢燃料电池汽车产业与国外尚有差距,但基本处于并跑阶段。电堆、膜电极、双极板已经实现国产化,部分技术和产品甚至有出口,整机参数基本与国际水平接轨。国产氢燃料电池汽车速度、加速时间和续航里程均满足日常使用,商业化瓶颈主要是在耐久性、低温启动和铂金替代等方面,需要紧紧围绕可靠性与经济性两类问题攻关。无论是自主研发,还是技术引进,低成本获氢、燃料电池可靠经济、氢配套体系完善,三者缺一不可。

      与2012年锂电及锂电新能源汽车产业情景极为相似,政策自上而下支持,产业链国产化进程加快,企业布局加速,资本热情上升,中国氢燃料电池汽车产业也正式步入以补贴为基石的内生性增长时代。

      中国氢燃料电池汽车产业发展路径基本明朗:商用车先行,私人用车后续快速跟进;规模化降低燃料电池和用氢成本,完善加氢等配套设施。预计到2025年前后,系统成本2000~3000元/kW,富氢地区氢价20~25元/kg,燃料电池汽车产销超过十万辆。

      经过近30年“不愠不火”,氢燃料电池汽车产业已经构建起比较高的进入门槛。当前,对于新的进入者,掌握氢源优势和技术优势(拥有核心技术及资产、人才团队)是两个不可回避的硬性条件。整车研发体系和制造能力系统是取得成功的不二法则。当下,对参与者而言,不仅要核心技术,还要有全面的产业链布局,不仅要在商业模式上突破,更要打造全生命周期产业生态。

      当前,氢燃料电池汽车产业发展如火如荼。恰如当年的3D打印热,人们也是言必提氢。其实,无论是从世界领先国家,如日本的“氢能社会”理念与爬坡过坎进程来对标,还是从国内太阳能、风能、锂电等新兴产业成长轨迹的既有经验来预判,我国氢燃料电池汽车产业离真正的“产业化、规模化”还很遥远。

      氢能是一种普适性的能源。氢燃料电池仅是一种氢能(化学能)转换为电能的转换装置。无论是氢能开发利用,还是氢燃料电池及汽车,不同的应用场景都有多种技术选择,相互之间既有替代性竞争,更有补充性合作,涉及到跨界技术的协同,更关联到产业链的重构,需要产业方针、能源政策、基础设施、商业模式以及技术标准、政策法规等多管齐下,是一个庞大的复杂体系工程。

      虽然各类主体正快速涌入车用氢能产业,一批地方政府也在抢先布局,但不考虑技术基础、区域资源禀赋优势和产业发展条件而盲目跟风、跑马圈地与急速扩张,势必会带来泡沫与无序发展,滋生技术空心化与产能过剩及恶性竞争等风险。

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