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中国氢能的“实”与“虚”

作者:刘涛 来源:第一元素网 发布时间:2020-10-27 浏览:
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中国储能网讯:2019年3月氢能被写入政府工作报告,2020年4月氢能被列入能源法,2020年9月21日期望已久的氢燃料电池国补政策正式落地。这三大关键“事件”循序渐进、一步一步在推动我国氢能产业的前进。

尤其9月份氢能国补政策的正式落地为产业的发展定了型、指了路。北京清华工业开发研究院副院长、滨化集团股份有限公司董事长朱德权此前接受第一元素网采访时表示:此次中国政府发布的奖补政策是中国氢能产业的里程碑时刻,今年将是中国氢能产业发展的真正元年。

抛开环境气候、减排目标以及全球能源转型等宏观层面,氢能产业还有一个优点——巨大的产业链覆盖面和产业带动性。

氢能产业包括两条链:以燃料电池为核心的“应用链”,以氢气为核心的能源链。在应用链,除燃料电池汽车外,还包括固定电源、航空、船舶、电热联产等;在能源链,氢气可以用于分布式发电、储能、冶金以及可再生能源的削峰填谷等。

零碳属性、氢与电可灵活转换吸引了几乎所有类型能源企业的入局,其巨大的产业链覆盖面带动了各行各业的发展,对于提振我国经济、支撑国内大循环将起到重要作用,因此发展氢能显然是一项具有长期战略意义的举措。

当前,我国氢能产业以燃料电池汽车作为其第一个应用突破点,在各地方政府和企业的热情推动和国家政策的逐步完善下,我国氢能产业发展迅速,取得了非常不错的进展和成绩,但同时也存在着一些问题和隐忧。例如最近广东国鸿新推出的电堆新品“鸿芯”,低至1元/w的价格并没有那么简单。

本文将当前我国氢能产业的发展现状和取得的一些成绩称为氢能产业之“实”,将快速发展下呈现出来的一些问题和存在的隐忧称为氢能产业之“虚”。

氢能产业之“实”

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近两年,我国氢能产业在政策支持、标准推进、燃料电池汽车产销、基础设施建设等方面均取得了较大进步,产业链各环节稳步推进,行业景气度逐渐提升。

政策方面。除国家发布的相关支持性政策外,地方发展氢能产业有着非常高的积极性。公开信息显示,截至去年底,全国有36个省市及地区出台了氢能产业相关规划,到今年9月份,这个数字累计已经上升到60个。

标准建设方面。2019年8月,全国氢能标委会完成了对《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和圆弧安全技术要求》三项国家标准公开征求意见;2020年7月,住建部完成国家标准《加氢站技术规范》的公开征求意见的通知;2020年10月8日,《车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶》团体标准正式开始实施。此外,各地方城市也在积极布局氢能标准体系建设。截至2020年7月,中国氢能领域的相关标准共计超过90项。

产业数据方面。中汽协数据显示,2015-2019年间,我国氢燃料电池汽车的销量分别为10辆、629辆、1275辆、1527辆、2737辆,截至2019年底,我国氢燃料电池汽车总销量为6175辆。根据中汽协最近发布的汽车工业经济运行情况,2020年1-9月,氢燃料电池汽车产销分别完成570辆和579辆。截至目前,我国氢燃料电池汽车总销量为6754辆。

车白会研究报告显示,截至2019年底中国已建和在建的加氢站有130座以上,其中61座已经建成,投入运营的共计52座。

产业变化方面。在政策、政府、企业以及投资机构的共同推动下,我国氢能产业从去年到今年在多个方面发生了很大变化。

氢源环节。去年主流声音为化石能源制氢和工业副产氢,通过可再生能源制取绿氢虽是终极方向,但支持声音相对较少;进入2020年尤其是下半年,绿氢呼声明显增多,其认可度大幅增加。

氢储运环节。车载储氢瓶逐步从三型瓶向四型瓶发展,多数企业已有四型瓶技术储备并生产出样品,个别企业在展会上展示出了四型瓶样品。甚至有合资公司展出了五型瓶(无内胆纯碳纤维缠绕)。此外,运输长管也逐步向30MPa钢内胆碳纤维缠绕发展,最快年底将出现在市场。

电堆环节。公开资料显示,2019年燃料电池核心电堆的功率普遍在40-80kw之间,进入2020年电堆功率上升到80-150kw之间;电堆价格也实现了大幅度下降,2019年国内电堆价格区间约5000-12000元/kW,今年电堆价格下降到3000-8000元/kW,平均下降30%以上。

氢燃料电池汽车环节。去年各大展会很少有重卡的身影,今年随着政策的倾斜,各种重卡产品相继亮相,俨然已成为了主角。

加氢站建设方面。我国35MPa的加氢站技术已趋于成熟,加氢站的设计、建设以及三大关键设备:45MPa大容积储氢罐、35MPa加氢机和45MPa隔膜式压缩机均已实现国产化,目前开始主攻70MPa加氢站技术。

此外,从2020年的几个大型氢能展会可以看到,越来越多的非氢能主体企业在进入氢能行业,例如有传统气体压缩机企业开始布局氢气压缩机,传统燃油车空气滤清、尾气处理设备企业开始布局燃料电池空气过滤设备,光伏、锂电等测试设备供应商开始做燃料电池测试系统等。氢燃料电池产业的参与企业在逐步多元化、丰富化。

氢能产业之“虚”

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氢能产业的进步是实际可见的,但也存在、产生了产业关注分化、电堆功率密度虚高、核心研究缺失、地方产业保护、行业验证不足等问题,也因此会埋下一些隐患。

首先我们看国鸿最新发布的低价电堆。国鸿氢能于10月18日在以“中国鸿•芯时代”为主题的活动上推出了“王炸新品”鸿芯电堆。第一元素网了解到,该电堆单堆输出功率达到了75kw,从膜电极、模压石墨板到所有零部件实现了100%国产化,更爆炸的是该产品行业指导价仅为2999元/kw,并给与战略合作伙伴1999元/kw的价格。

对此,作者与行业内头部电堆及系统厂家相关资深专业人员进行了咨询和交流,观点之一认为:“根据目前国产零部件和材料的大概价格,对该电堆产品能够达到如此低的价格持怀疑态度,存在低价抢占市场的可能,在自主化技术还不是很成熟的情况下市场将提前进入价格战,这对行业和市场也许会产生一些不利影响。”

观点之二认为:“粗略计算,这个数量级的价格有可能实现,国内基础材料方面是有进步的,相关材料逐渐都可以用了。但燃料电池电堆不光要考虑材料,整堆的设计理念国内与国外差距更大。此外,价格现在还不是决定因素,电堆的综合性能仍然是王道,纯国产电堆的实测数据还比较缺乏,该新品吸引眼球的成分多一点。”

产业关注分化。整个2019年直至今年上半年,氢能产业的关注度基本集中在了燃料电池这条应用链,下半年逐渐意识到了以氢为核心能源链的重要性。氢资源地区性差异巨大以及储运难导致氢气成本高昂等问题极大限制了整个产业的发展。

工业和信息化部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中在最近的一次大会上表示:“我们目前对‘氢气从哪里来’这个问题研究与关注非常不够,尤其是难以形成全国性整体概念。”

飞驰汽车董事总经理江勇有着同样看法,他认为:“国内很多地方都说有着丰富的副产氢资源,但实际上能用的非常少,整体上我国氢能产业的用氢是非常紧张的。”

电堆功率密度虚高。进入2020年,从相关媒体报道以及外部曝光的数据来看,国产电堆的功率和功率密度提升极为明显,不少厂商新发布的电堆产品的额定功率都超过了100kW,均在向150kW进发,并且功率密度也超过了丰田的3.1kW/L。

新研氢能首席技术官齐志刚博士对此表示:“缺乏统一评价标准的数据对比毫无意义。奖补意见征求稿在积分测试中,并没有提到是额定功率还是峰值功率,也没有对电堆的体积提出统一的算法,这导致企业发布的产品数据混乱不堪。”

技术进步关键在于研发投入。丰田从1998年甚至更早就开始投入巨大财力研发燃料电池技术,光金属双极板的密封性方面,丰田就投入了1亿美元。国内没有任何一家企业能够有此投入,因此核心参数赶超丰田有待商榷。相反,在没有统一标准评价下的数据可能对企业选择产品时产生一定迷惑性,不利于产业良性发展。

核心研究缺失。我国燃料电池汽车行业的发展从目前的整体情况来看仍属于逆向发展,通过引进产线、设备及相关零部件来集成,这将造成很多核心环节长期受到国外制约,导致很难在短期内降低产业的整体成本,从而拖累行业发展。

此外,通过今年国内主要展会可以发现,燃料电池应用链端存在资源配置失衡,主攻燃料电池膜电极、电堆的企业数量远大于布局质子交换膜、催化剂等基础材料环节的企业。

中国科学院院士、西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室主任郭烈锦旗表示:“我国氢能产业关键核心技术还没布局呢就热炒,热炒的都是不懂行的;抓不到点子上,热没有任何意义。再这样下去,我国与国外的差距只会越来越大。”

地方产业保护。我国氢能产业的发展目前严重依赖政府买单来推动,未来财政以及综合条件较好的地方一定会着力培养本地企业,地方保护将阻碍优秀技术和产品的跨地区流动。

相关业内专家表示:“前期政府采购只是一个过渡时期的‘市场’,在保护主义下,就算一个地区可以形成封闭生态链,短期内可以满足正常运转,将来一旦补贴退出将进入完全市场化阶段,如果不能以开放的心态构建真正有竞争力的企业和生态链,最终损害的是整个产业的进步。”

行业验证不足。虽然我国燃料电池汽车产销数据增长较快,相关环节自主化技术进步明显,但大部分搭载自主化技术的燃料电池汽车运营时间不够,导致很多潜在的问题尚未爆发出来,这可能是一个极大的隐患。

国家电投集团氢能科技发展有限公司总经理张银广对此表示:“在燃料电池领域,我们现在的自主技术已经具备了推动产业向前发展的条件,与国外的差距主要在技术和装备的成熟度上,我们的自主技术还缺乏大量验证,不够成熟。”

中国工程院院士衣宝廉表达了同样的观点:“国内优秀的研究结果制出的样品很少得以应用,自主技术与装备只有通过装车运行的材料才是可信的,才能提高市场占有率,代替进口。”

燃料电池汽车验证不足也影响到了氢能产业标准的制定。中国汽车技术研究中心有限公司标准所总工程师刘桂彬表示:“目前纯电动汽车已经有了安全性强制标准,但燃料电池汽车还没有,并不是燃料电池汽车的安全不重要,主要是因为我国燃料电池汽车目前产业还不成熟,样品数量太少,制作标准极其困难。”

关键字:氢能

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