2019年政府工作報(bào)告指出要“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，氫能首次被寫進(jìn)政府工作報(bào)告。氫燃料電池汽車是氫能最典型的應(yīng)用場(chǎng)景之一，其發(fā)展需要上游從氫氣制取到加注的龐大產(chǎn)業(yè)鏈支撐。但我國(guó)氫燃料電池汽車上游各環(huán)節(jié)面臨問題眾多，尤其是在核心技術(shù)及關(guān)鍵材料方面，與技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的差距明顯，關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口嚴(yán)重，進(jìn)一步加劇了全產(chǎn)業(yè)鏈成本過(guò)高等問題。當(dāng)前宜以技術(shù)提升為核心穩(wěn)步推進(jìn)，避免走入“增量不提質(zhì)”的發(fā)展窘境。
氫氣制取尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)
經(jīng)濟(jì)性與可持續(xù)性的統(tǒng)一
當(dāng)前，氫氣制取對(duì)化石燃料依賴嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全球氫氣制取量超過(guò)6000萬(wàn)噸，其中96%來(lái)自化石燃料，大部分采用天然氣和煤油制氫技術(shù)，從遠(yuǎn)期來(lái)看不具有資源可持續(xù)性，且碳排放量高。電解水制氫具有資源與環(huán)保的雙重可持續(xù)性，是未來(lái)氫氣制取的發(fā)展方向之一，但氫氣制取過(guò)程中需要耗費(fèi)大量電能，成本高昂。
電費(fèi)支出約占電解水制氫總成本的78%，為大幅降低制取成本，正積極探索合理利用可再生能源棄電制取氫氣。2018年我國(guó)棄風(fēng)、棄光電量分別達(dá)到277億千瓦時(shí)和55億千瓦時(shí)，按制取1kg氫氣耗費(fèi)39.7kWh電能的折算比例，2018年總棄電量可制氫約84萬(wàn)噸，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)煤氣制氫總量的1/12、天然氣制氫總量的1/3。但從生產(chǎn)成本看，煤制氫總成本不到1元/立方米，考慮棄風(fēng)電價(jià)為0.25元/千瓦時(shí)，可再生能源棄電制氫僅電費(fèi)支出已達(dá)1.25元/立方米，仍不具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
加氫站建設(shè)不足、
氫氣儲(chǔ)運(yùn)困難是直接制約因素
截至2018年底，全球共有369座加氫站，而我國(guó)共有25座加氫站建成（其中3座已拆除）。成本是制約加氫站建設(shè)的最主要因素，以固定式35MPa加氫站為例，日加注量為1000kg，在充分考慮安全等因素下，初始投資超過(guò)1500萬(wàn)元，土地及配套運(yùn)輸車輛成本尚且不包括在內(nèi)。國(guó)內(nèi)加氫站建設(shè)成本居高不下的重要原因之一是關(guān)鍵設(shè)備未能實(shí)現(xiàn)本土化和自主化，導(dǎo)致我國(guó)沒有議價(jià)權(quán)，此外加氫站數(shù)量的過(guò)少，也難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。而對(duì)于氫燃料電池汽車的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，過(guò)少的加氫站數(shù)量意味著燃料加注困難，直接降低了消費(fèi)者對(duì)氫燃料電池汽車的購(gòu)買意愿。
氫氣儲(chǔ)運(yùn)困難則是未來(lái)制約氫燃料電池汽車全面應(yīng)用普及的關(guān)鍵問題。氫氣主要以高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)和固態(tài)材料三種形式進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)輸，但三種形式各有一定的局限性。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫存在泄露爆炸隱患和運(yùn)輸效率不高等問題。低溫液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)對(duì)存儲(chǔ)容器的絕熱性要求較高，且液態(tài)氫會(huì)“吸收”金屬容器生成氫化物，降低氫氣的純度，不利于直接利用。固態(tài)材料儲(chǔ)氫分為物理吸附和化學(xué)吸附兩類，物理吸附主要通過(guò)范德華力來(lái)儲(chǔ)存氫氣，常溫常壓該作用力很弱，氫氣很容易逃離；化學(xué)吸附儲(chǔ)氫存在吸氫溫度高、可逆性差等缺點(diǎn)?，F(xiàn)階段我國(guó)氫氣儲(chǔ)運(yùn)量及運(yùn)輸里程相對(duì)較小，未來(lái)隨著氫燃料電池汽車保有量提升，氫能在地區(qū)間分布不平衡將帶來(lái)大規(guī)模氫氣儲(chǔ)運(yùn)及調(diào)配的問題。
近期堅(jiān)持以商用車為主發(fā)展路線
加大技術(shù)研發(fā)補(bǔ)貼
相比同屬新能源汽車的純電動(dòng)汽車，氫燃料電池汽車具有續(xù)航里程數(shù)更長(zhǎng)、充電時(shí)間更短、低溫性能更好等優(yōu)勢(shì)，使得其在商用車領(lǐng)域具有良好的發(fā)展。但在乘用車領(lǐng)域，純電動(dòng)汽車成本更低且全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展已相對(duì)成熟，而氫燃料電池汽車乘用車的推廣需建立大范圍的加氫站網(wǎng)絡(luò)，投資巨大但利用率低。以商用車為主的發(fā)展路線有利于提高氫能基礎(chǔ)設(shè)施利用率，保障投資收益，并按需穩(wěn)步帶動(dòng)乘用車發(fā)展，避免躍進(jìn)式增長(zhǎng)。優(yōu)先發(fā)展商用氫燃料電池汽車可以積累氫能調(diào)度供應(yīng)和加氫站運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，便于在國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)相對(duì)成熟后推廣至其它車輛用途。
我國(guó)純電動(dòng)汽車保有量居世界第一，充電樁及輸配電系統(tǒng)發(fā)展完善，短期內(nèi)留給氫燃料電池汽車的市場(chǎng)空間有限，因此不必過(guò)分追求氫燃料電池汽車數(shù)量的增長(zhǎng)。針對(duì)生產(chǎn)銷售環(huán)節(jié)的過(guò)多補(bǔ)貼可能會(huì)誘發(fā)騙補(bǔ)現(xiàn)象，吸引劣質(zhì)公司入局。我國(guó)應(yīng)合理制定補(bǔ)貼政策，增加針對(duì)技術(shù)研發(fā)企業(yè)的政策優(yōu)惠，鼓勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校之間的合作，對(duì)攻克氫能核心技術(shù)的企業(yè)給予獎(jiǎng)勵(lì)，并營(yíng)造有利于技術(shù)先進(jìn)公司發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境，提高我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，避免氫燃料電池汽車增量不提質(zhì)。
重視氫能儲(chǔ)運(yùn)
謹(jǐn)慎選擇氫燃料電池汽車推廣城市
我國(guó)雖然具有豐富的氫能資源，但不同地區(qū)氫氣制取的資源條件存在顯著差異?，F(xiàn)階段我國(guó)氫燃料電池汽車保有量有限。隨著氫燃料電池汽車的逐漸成熟，適應(yīng)大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)的氫能供應(yīng)系統(tǒng)未來(lái)將成為氫燃料電池汽車全面推廣的關(guān)鍵，如日本已經(jīng)建立了海外制氫市場(chǎng)及國(guó)際氫能供應(yīng)體系。雖然行業(yè)內(nèi)部普遍認(rèn)為氫能儲(chǔ)運(yùn)和氫燃料電池汽車足夠安全，但由于實(shí)際氫氣儲(chǔ)運(yùn)里程數(shù)尚且不足，且未發(fā)生氫燃料電池汽車事故，其安全性有待在實(shí)際推進(jìn)過(guò)程中進(jìn)一步驗(yàn)證。因此，現(xiàn)階段應(yīng)推動(dòng)燃料電池汽車試點(diǎn)，在實(shí)踐中解決氫氣儲(chǔ)運(yùn)問題。
與此同時(shí)，我國(guó)氫燃料電池汽車發(fā)展尚不完善，其推廣應(yīng)結(jié)合地方實(shí)際情況，而非作為地方政府打造政績(jī)的噱頭。國(guó)內(nèi)城市氫燃料電池汽車的推廣應(yīng)重點(diǎn)考慮兩大因素，一是地區(qū)純電動(dòng)汽車發(fā)展情況；二是地區(qū)制氫資源情況，在多種氫能制取方式中，利用工業(yè)副產(chǎn)氫和棄掉的可再生能源發(fā)電制氫都可視為對(duì)棄能的重新利用，因此可優(yōu)先考慮在工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源棄電嚴(yán)重的地區(qū)。以張家口地區(qū)為例，張家口擁有優(yōu)質(zhì)的二類風(fēng)能資源和二類太陽(yáng)能資源，但新能源消納困難，棄風(fēng)、棄光問題嚴(yán)重；且冬季氣候寒冷，純電動(dòng)汽車行駛里程數(shù)較低，難以滿足正常需求，是適宜優(yōu)先推廣氫燃料電池汽車的地區(qū)之一。
（作者均供職于國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司）
