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氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨四個瓶頸
來源：未知 日期：2019-06-12 點擊：次
當前，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具條件，但仍存在關(guān)鍵材料和核心技術(shù)尚未自主、基礎(chǔ)設施建設不足、商業(yè)化推廣模式尚未建立等諸多瓶頸。應全面統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間和潛力，進一步加強基礎(chǔ)研究，合理掌握終端應用節(jié)奏，提前防范產(chǎn)業(yè)無序競爭和產(chǎn)能過剩風險，構(gòu)建我國氫能產(chǎn)業(yè)科學發(fā)展格局。
近年來，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在全球范圍內(nèi)備受關(guān)注。氫能及燃料電池技術(shù)是促進經(jīng)濟社會實現(xiàn)低碳環(huán)保發(fā)展的重要創(chuàng)新技術(shù)，多國政府皆已出臺氫能及燃料電池發(fā)展戰(zhàn)略路線圖，將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提升到國家能源戰(zhàn)略高度。事實上，發(fā)展氫能也是尋求解決能源、資源和環(huán)境危機，推動能源革命的有益探索。
我國氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初具條件
經(jīng)過多年積累，我國氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)初具產(chǎn)業(yè)化條件。《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等都將氫能發(fā)展與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新提升到國家戰(zhàn)略高度，列為重點發(fā)展任務。尤其是在2019年，我國第一次將氫能相關(guān)內(nèi)容納入《政府工作報告》，表明國家將更加重視氫能發(fā)展。地方政府積極探索實踐，制定地方規(guī)劃和扶持政策，建設氫能小鎮(zhèn)或產(chǎn)業(yè)園區(qū)，形成以北上廣為中心的京津冀、長三角、珠三角三大氫能產(chǎn)業(yè)先發(fā)區(qū)域。
大型企業(yè)陸續(xù)跟進帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前已基本形成氫能研發(fā)、制備、儲運、應用等完整產(chǎn)業(yè)鏈，上下游協(xié)作意識增強，企業(yè)間戰(zhàn)略合作行動顯著增加。從技術(shù)層面看，氫燃料電池汽車已進入商業(yè)化導入期，可在低速短程乘用和遠距離商用方面與純電動汽車互為補充。目前，我國乘用車燃料電池壽命超過5000小時，商用車燃料電池壽命已超過10000小時，基本滿足車輛運行條件；氫燃料電池汽車發(fā)動機功率密度達到傳統(tǒng)內(nèi)燃機水平，電堆比功率達到3.0千瓦/升，多項性能指標接近國際先進水平；基于70MPa儲氫技術(shù)，氫燃料電池汽車續(xù)駛里程達到750千米；氫燃料電池低溫啟動溫度達-30℃，車輛整體適用范圍基本達到傳統(tǒng)轎車水平。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨四個瓶頸
一是關(guān)鍵材料和核心技術(shù)尚未自主。近年來，我國發(fā)布一系列政策引導鼓勵氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在關(guān)鍵零部件和技術(shù)開發(fā)方面已有突破。比如，液氫儲罐已經(jīng)可以完全國產(chǎn)化，最大容積可達300立方米；關(guān)于氦制冷循環(huán)設備方面，我國已掌握核心技術(shù)。但與發(fā)達國家相比，關(guān)鍵零部件主要依靠進口，燃料電池的關(guān)鍵材料包括催化劑、質(zhì)子交換膜以及炭紙等材料大都采用進口材料；關(guān)鍵組件制備工藝急需提升，膜電極、雙極板、空壓機、氫循環(huán)泵等和國外存在較大差距；關(guān)于氫品質(zhì)、儲運、加氫站和安全標準較少，氫氣品質(zhì)檢測和氫氣泄露等重要測試裝備欠缺，權(quán)威檢測認證機構(gòu)尚未形成。
二是加氫基礎(chǔ)設施建設不足。“加氫焦慮”成為氫燃料電池汽車發(fā)展的重要制約因素。我國氫燃料電池汽車尚處起步階段，運營車輛較少，營利較困難，加氫站的建設運營無法通過規(guī)模經(jīng)濟效應平衡收支，導致建設運營模式不夠成熟，加氫設備產(chǎn)業(yè)化能力不足、成本偏高。基礎(chǔ)設施不足又反過來影響氫燃料電池汽車推廣應用。據(jù)長城汽車測算，2030年我國至少需要1400座加氫站才能滿足主要城市需要。截至2019年3月底，我國實際運營加氫站僅24座，在建20座，主要分布于廣東、上海、江蘇等省市，多為示范型或為示范型汽車提供加注服務，暫未實現(xiàn)商業(yè)化運營。
三是商業(yè)化推廣模式尚未建立。全產(chǎn)業(yè)鏈成本高是制約商業(yè)化運行的重要原因。從制氫環(huán)節(jié)看，現(xiàn)有制氫技術(shù)大多依賴煤炭、天然氣等一次性能源，經(jīng)濟性和環(huán)保風險依然存在，利用可再生能源則存在效率低、綜合成本高等問題；從儲氫環(huán)節(jié)看，雖然加壓壓縮儲氫、液化儲氫、有機化合物儲氫等技術(shù)均取得較大進步，但儲氫密度、安全性和儲氫成本之間的平衡關(guān)系尚未解決，離大規(guī)模商業(yè)化應用還有距離；從燃料電池看，我國膜電極組件成本約為4000元/千瓦，與國際700元/千瓦差距較大；我國電堆成本為6000元/千瓦，國際指標為1000元/千瓦；從用氫環(huán)節(jié)看，燃料電池汽車發(fā)展緩慢，技術(shù)尚不成熟；建設加氫站所需關(guān)鍵零部件沒有量產(chǎn)的成熟產(chǎn)品，導致建設成本過高。
四是專項規(guī)劃和政策體系尚未形成。雖然我國從戰(zhàn)略層面肯定氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但專項規(guī)劃以及政策體系缺位，產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向、目標和重點尚待明確。氫氣仍納入危化品管理，有關(guān)主管部門不夠明確，加氫站審批難度較大，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大制約。
促進我國氫能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展應關(guān)注五大問題
一是協(xié)調(diào)好氫燃料電池汽車與電動汽車的關(guān)系。氫燃料電池與純電動汽車不是相互排斥，在不同應用場景二者可互為補充。相對于遠程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸?shù)冉煌ǚ绞剑瑲淙剂想姵仄嚲哂星鍧嵙闩欧拧⒗m(xù)航里程長、加注時間短等特點，是適應市場需求的最佳選擇。燃料電池汽車能滿足-30℃高寒地區(qū)的使用需求。因此，應適時將新能源汽車產(chǎn)業(yè)化重點向燃料電池汽車拓展，在運輸需求大以及環(huán)保要求高的區(qū)域優(yōu)先開展氫燃料電池汽車示范應用，以點帶面，推動產(chǎn)業(yè)又快又穩(wěn)發(fā)展。
二是統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間和潛力。目前，盡管氫能產(chǎn)業(yè)在我國熱度很高，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚待明確時間表和路線圖。應認真研究氫能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，科學預判技術(shù)突破和試驗示范方案的時間節(jié)點、商業(yè)化應用的發(fā)展規(guī)模和生產(chǎn)成本，合理測算新能源汽車增量空間，以及燃料電池汽車對柴油車、重卡車的替代空間。應細致分析氫燃料、電池和汽車等各環(huán)節(jié)的經(jīng)濟性，包括制氫成本、氫燃料與傳統(tǒng)化石能源的比價關(guān)系、氫燃料電池發(fā)電合理價格水平，為有關(guān)政策制定提供參考依據(jù)。
三是財政資金應重點發(fā)力基礎(chǔ)研究。長期以來，我國科技領(lǐng)域基礎(chǔ)研究實力較為薄弱，獨到創(chuàng)新不多。實際上，基礎(chǔ)研究的厚積薄發(fā)才是產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的動力源泉。當前，我國車用氫能燃料電池鉑擔量高，膜電極、雙極板等關(guān)鍵部件壽命短，衰減機制尚不明確，控制策略也有待完善。為使燃料電池產(chǎn)業(yè)化擁有足夠的技術(shù)支撐，迫切需要加強燃料電池的材料新體系及其電化學機理過程的研究，政府資金應在基礎(chǔ)研究環(huán)節(jié)集中發(fā)力，盡快突破核心技術(shù)和關(guān)鍵材料瓶頸。
四是自主創(chuàng)新尚未突破前應合理掌握終端應用節(jié)奏。近年來，我國企業(yè)不斷進行自主研發(fā)，但與國際領(lǐng)先水平仍存在明顯差距，燃料電池核心技術(shù)和關(guān)鍵材料仍掌握在加、美、日、韓、德、法等發(fā)達國家手中。在此背景下，如果我國過快拓展終端應用市場，將致使產(chǎn)業(yè)鏈利潤大幅外流，出現(xiàn)“花自己的錢，幫別人開拓市場”的尷尬局面，抑或在國際經(jīng)貿(mào)關(guān)系不佳時處于技術(shù)受制于人的被動境地。
五是防范產(chǎn)業(yè)無序競爭和產(chǎn)能過剩風險。氫能產(chǎn)業(yè)橫跨能源、材料、裝備制造等多個領(lǐng)域，既能有效帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，又能催生新產(chǎn)業(yè)鏈，整合帶動效果突出。因此，地方政府發(fā)展氫能的積極性頗高，多地發(fā)起氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前地方政府規(guī)劃的氫燃料電池電堆總產(chǎn)能超過1500兆瓦，氫燃料電池汽車產(chǎn)能總計近萬輛。我國氫能產(chǎn)業(yè)化尚處于起步階段，市場容量有限，關(guān)鍵技術(shù)、經(jīng)濟性及基礎(chǔ)設施等均存在瓶頸，短時間內(nèi)這些產(chǎn)能很難充分釋放，一旦規(guī)劃實施有可能面臨產(chǎn)能過剩風險。
