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商用車轉型升級方向:氫能源燃料電池化

2019-08-16 09:21
智能制造
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電動汽車和燃料電池汽車之間究竟有著什么樣的“愛恨糾葛”呢?

電動汽車和燃料電池汽車是并行互補的關系

是否要大力發展燃料電池汽車,這本不應該是一個問題,但實際上卻不見得。去年李克強總理訪問日本,在豐田公司參觀了燃料電池汽車等產品,于是坊間盛傳,認為動力電池的電動汽車不行了,未來我國將轉向燃料電池汽車。

這顯然是謠傳,但其背后的邏輯值得我們警惕——即把復雜的產業發展問題簡單化,認為傳統汽車技術領域我們追不上,但可以在電動汽車領域“彎道超車”;認為在解決汽車節能排放的戰略取向上,只能集中到一個重點,要么是動力電池電動汽車,要么是燃料電池汽車。

最近我國燃料電池汽車補貼政策出現空檔期,業內疑慮又起:會不會因為動力電池電動汽車發展良好,政府要放緩對燃料電池汽車的支持?筆者認為這樣的擔心是不必要的。

理由有二:

一是在政府發布的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020)》中,明確將燃料電池作為重點發展方向之一。當前正在制定的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》,燃料電池汽車也是發展重點。因此不存在政府放緩支持燃料電池汽車的情況。

二是就技術特點而言,動力電池電動汽車適用于乘用車,而燃料電池汽車更適用于長途重載的商用車。

二者是并行互補的關系,明確這一點很重要。我們應該全面看待電動汽車相關技術發展,經過近20年的發展,一方面,動力電池有了長足進步,業界普遍認同動力電池電動汽車可作為乘用車轉型升級的主要方向;另一方面,燃料電池電動汽車也有了長足進步,正被明確為商用車轉型升級的主要方向。

應把重型載貨車作為燃料電池汽車的主要發展方向

當前,對于動力電池電動汽車的發展規劃目標是明確的,各大汽車公司都已作出全面電動化轉型的規劃,甚至有些國家和地區還提出了禁售燃油車的時間目標。但這些規劃和實踐目標中不包括商用車,特別是用于高速公路長途運輸的重型載貨車。

國際上,燃料電池汽車發展多集中于乘用車領域,如豐田明星車型Mirai就是乘用車,不過最近豐田開始把Mirai的燃料電池動力系統用于大客車。

早些年,我國燃料電池汽車研究也是跟隨國際路線,集中于乘用車,近年來才開始轉向大客車和物流車。筆者認為,基于燃料電池已取得重大技術進步,以及我國節能減排的目標要求,應該把重型載貨車作為燃料電池汽車的主要發展方向。

其一,我國節能減排與能源緊缺形勢嚴峻。一方面,我國已成為CO2排放世界第一大國,若要兌現我國政府在《巴黎協定》中的承諾,需大幅降低汽車的碳排放。而動力電池電動汽車的推廣,僅可以降低乘用車領域的碳排放。

雖然商用車數量不到全部車輛的1/5,但燃油消耗卻接近一半,因此需要明確有效的措施降低商用車領域的碳排放。另一方面,我國石油進口依存度已超過70%,能源安全形勢嚴峻。要解決這一問題,也必須降低商用車特別是中重型載貨車對柴油的依賴。

其二,技術發展已經成熟。研究表明,基于當前的技術路線,如果能夠大規模產業化,燃料電池動力系統的成本可與柴油機相當,而氫氣的產、輸、供成本可與柴油相當,因此制定較大規模燃料電池汽車產業化的規劃基礎已經形成。

其三,我國具有發展燃料電池汽車的獨到優勢。與動力電池電動汽車可以使用現有的供電網絡不同,發展燃料電池汽車需要重新建立氫的供應系統。我國正處于大規模的基礎設施建設階段,因此在可用于建設基礎設施的財力物力方面具有優勢。

另外,我國風電光伏發展迅速,有大量的碎片化能源需要消納,可以用于制氫。我國還有全世界規模最大的化學工業體系,每年產生大量的工業副產氫。同時,我國還是全世界最大的商用汽車生產國和消費市場,無論是市場規模還是企業實力,都足以支撐發展燃料電池汽車。

其四,我國有10年產業化推廣動力電池電動汽車的經驗和教訓,可以合理處理政府推動與市場拉動的關系、產品開發和基礎設施建設的關系、生產與應用的關系。同時,也有助于在燃料電池汽車領域更科學地運用政府補貼。

首先補貼應適度,過少則推動力差,過多易引起分散重復,甚至出現“騙補”現象。其次,應對補貼總量進行規劃,制定預算,既不過多加重財政負擔,也不過分拉長補貼下發周期,造成企業財務困難。再者,不要讓地方政府補貼車型,以免催生地方保護,地方政府更應該做的是支持基礎設施建設。

此外,長途客車也是燃料電池汽車發展的重點車型。與重型載貨車相同,長途客車也不適合使用動力電池作動力,而且運行線路相對穩定,管理相對集中,適合發展燃料電池車型。

需補充完善燃料電池技術路線

如果將商用車特別是重型載貨車作為燃料電池汽車的主要突破方向,需補充完善燃料電池技術路線。雖然筆者不是這方面專家,但想提出兩點。一是液氫路線。由于重型載貨車需要800~1000公里的續駛里程,壓縮氫氣路線不能滿足這一需求,成本太高。

因此需要重視液氫路線,縮短氫氣過渡過程,提前謀劃液氫系統汽車產品的設計和基礎設施建設。

二是電電混合的程度。燃料電池技術如果用于乘用車和物流車,行駛工況復雜、儲備功率大,可以采取適當縮小電堆、加大電池容量的技術路線;如果用于重型載貨車,則需要更多考慮高速公路長途行駛的工況,合理設置燃料電池電堆的功率額度和電電混合的程度。

合理設定規劃數量目標

產業化推廣階段與前期的技術準備、少量試點階段不同,需要規模市場來支撐。筆者大膽建議,以2025年左右累計生產50萬輛為規劃目標。在產業化推廣階段,由政府指定個別地區少數企業重點突破。

設定50萬輛為目標,可以保證在幾個重點區域內達到10萬輛規模,使燃料電池汽車研發、生產和氫的制取、輸送、供應系統,達到一定的市場規模,從而實現技術進步和成本下降。

政府還可以按50萬輛制定補貼規劃,達到50萬輛后不再補貼,避免當下動力電池電動汽車發展中出現的數量發展過快、財政補貼左支右絀的尷尬狀況。

在當年《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020)》的制定過程中,也存在第一階段要不要制定50萬輛為規劃目標的爭論,經過反復討論,最終還是明確得出50萬輛為全國產業化推廣最低規模的結論。

實踐證明這一目標的確定非常重要。筆者并未低估建立氫的制、輸、供系統的難度,如果出現制、輸、供系統跟不上的情況,建議寧可適當推遲實現第一階段目標的時間,也不要減少第一階段規劃的數量目標。

相關部門和機構應各司其職

在燃料電池汽車發展中,汽車行業(包括燃料電池汽車及部件制造企業)、能源行業、中央政府和地方政府應各有分工,各司其職。

汽車行業應聚焦燃料電池汽車的研發制造;能源行業可聚焦氫燃料的儲存、運輸、供應系統;中央政府的重點應是國家戰略規劃、氫能源管理、相關標準法規制定、優惠政策制定以及適當的政府補貼。

而地方政府應致力于區域規劃的制定、區域內氫燃料儲運供系統的建設,以及在國家標準法規尚未制定前以地方標準法規形式摸索經驗。在產業發展過程中,跨界發展常被人推崇,但筆者認為,行業企業可以通過跨界整合獲得技術來源,但業外企業想越俎代庖往往難以成功。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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