衛(wèi)琳聰
一輛藍(lán)色公交車在佛山市街頭安靜駛過,車身上印刷的一行白色字體向路人展示著它的不同:氫燃料電動城市客車。
和普通公交車不同,這樣的公交車并不燒油,而是靠氫氣供能。車內(nèi)存儲的氫氣與空氣中的氧氣相結(jié)合,發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生電力驅(qū)動汽車,整個(gè)過程的排放物只有水。
作為中國氫燃料電池汽車規(guī)模最大的城市,佛山在2016年開通了全國首條氫能源城市公交車示范線?!皻洹钡幕瘜W(xué)式H2被印刷在佛山的公交車車身上,成為這座城市的名片。
氫具有能量密度大、可存儲、零污染等優(yōu)點(diǎn),可通過電解水、工業(yè)副產(chǎn)氣體回收等多種方式制取,又可燃燒或通過燃料電池轉(zhuǎn)化電能。早在2001至2005年的“十五”計(jì)劃期間,中國就曾重視發(fā)展氫能。隨后10年間氫能一度受到冷落,如今又重回風(fēng)口。
20年來幾經(jīng)起落,如今為何再次掀起氫能熱?
早在20世紀(jì)70年代,受第一次石油危機(jī)影響,美國就曾提出“氫能經(jīng)濟(jì)”,試圖通過發(fā)展氫能降低石油對外依存度,保障國家能源安全。
美國對氫能的重視延續(xù)至2000年前后。時(shí)任美國總統(tǒng)小布什大力提倡氫能,于2002年出臺《國家氫能發(fā)展路線圖》。次年,美國發(fā)起“氫能經(jīng)濟(jì)國際合作伙伴計(jì)劃”,中國也加入其中。
受美國影響,中國在“十五”期間也注重發(fā)展氫能。新華社報(bào)道顯示,2004年,氫能經(jīng)濟(jì)國際合作伙伴計(jì)劃指導(dǎo)委員會第二次會議在北京舉行,時(shí)任科技部部長石定環(huán)率領(lǐng)中國代表團(tuán)出席。
作為“十五”期間國家863計(jì)劃能源技術(shù)領(lǐng)域后續(xù)能源主題專家組成員,蔣利軍見證了那幾年中國氫能的發(fā)展。他向記者介紹,當(dāng)時(shí)中美發(fā)展氫能都是從能源安全角度考慮,想要降低石油對外依存度。2005年前后,美國能源部還曾專門派代表團(tuán)到中國,和科技部一起制定了中國氫能愿景和技術(shù)路線圖。
在各方重視之下,“十五”期間中國氫能技術(shù)得到發(fā)展。蔣利軍回憶,當(dāng)時(shí)中國生產(chǎn)的氫燃料汽車到法國參加比賽,各方面性能都很不錯(cuò),技術(shù)在國際上位居前列。“當(dāng)時(shí)中國應(yīng)該是排在第一陣營的”。
當(dāng)時(shí),采用氫能的燃料電池汽車也被列為新能源汽車的發(fā)展方向之一。科技部官網(wǎng)顯示,“十五”期間,科技部確立電動汽車“三縱三橫”研發(fā)布局,燃料電池汽車與純電動汽車、混合動力汽車并列,作為“三縱”之一得到重點(diǎn)研發(fā)部署。
然而,到“十二五”時(shí)期(2011至2015年),氫能在中國的發(fā)展步伐開始放緩。
“2010年之后中國在這方面的支持力度大大降低,當(dāng)時(shí)科技部在氫能這一塊的項(xiàng)目一下子就很少了?!笔Y利軍回憶,當(dāng)時(shí)他參加相關(guān)會議,氫能專家們提出的想法常常被質(zhì)疑,很多項(xiàng)目申請不上,研究經(jīng)費(fèi)受到限制。
2011年6月,曾在美國能源部氫吸附材料研究中心擔(dān)任高級研究員、管理委員會委員的程寒松回國牽頭組織第400次香山科學(xué)會議,和國內(nèi)能源專家共同探討中國氫能發(fā)展問題。
他告訴記者,會議對中國氫能發(fā)展觸動不大,當(dāng)時(shí)與會的專家們認(rèn)為氫能在交通領(lǐng)域的推廣有很大困難。
這一階段氫能在中國的遇冷和全球氫能政策轉(zhuǎn)變有關(guān)。
程寒松介紹,2009年奧巴馬接替小布什出任美國總統(tǒng)后,新任能源部長朱棣文對發(fā)展氫能持質(zhì)疑態(tài)度,認(rèn)為氫在制取、儲運(yùn)等四個(gè)方面存在困難,解決這些問題將是“四大奇跡”。
“朱棣文根據(jù)這個(gè)想法把美國能源部的氫項(xiàng)目全砍下來了,這就是為什么2009年之后氫能在全世界的發(fā)展突然有一個(gè)斷崖式的下降?!?/p>
程寒松回憶,當(dāng)時(shí)他主持氫能相關(guān)的會議,參會人員絕大部分都對氫能未來的發(fā)展持悲觀態(tài)度。
與此同時(shí),中國發(fā)展新能源汽車的技術(shù)路線轉(zhuǎn)向了“三縱”中的純電動汽車,燃料電池汽車鮮有人問津。
2012年6月,國務(wù)院印發(fā)《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》,明確“以純電驅(qū)動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向”。
為了推動電動汽車發(fā)展,中國啟動的“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程”,在10年間通過財(cái)政補(bǔ)貼培育起全球最大的電動汽車市場。
國際能源署(IEA)去年4月發(fā)布的《2021年全球電動汽車展望》顯示,截至2020年底,全球電動汽車保有量超過1000萬輛。其中,450萬輛在中國,占比接近一半。
技術(shù)簡單、成本低,成為當(dāng)時(shí)優(yōu)先選擇發(fā)展純電動車的主要原因。蔣利軍介紹,當(dāng)時(shí)燃料電池造價(jià)很高,從經(jīng)濟(jì)性上來講不如純電動車所用的鋰電池有優(yōu)勢,并且鋰電池已經(jīng)有手機(jī)等產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),技術(shù)相對成熟。
在純電動車快速發(fā)展的這10年里,中國氫燃料電池車的發(fā)展相對停滯。同一時(shí)期,日本和韓國加大投入,加快氫能發(fā)展速度。蔣利軍回憶:“尤其是韓國人,明顯后來居上?!?/p>
2013年,韓國現(xiàn)代推出氫燃料電池汽車。一年后,日本豐田旗下氫燃料電池車Mirai上市,這款名字意為“未來”的車成為全球首款實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的氫能源汽車。
豐田Mirai的量產(chǎn)給國內(nèi)帶來震動,2014年后,氫能在中國開始回暖。
云?。ǚ鹕剑淠軜?biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新研發(fā)中心主任趙吉詩在2015年作為執(zhí)筆人撰寫氫能產(chǎn)業(yè)第一本藍(lán)皮書。他回憶,當(dāng)時(shí)氫能學(xué)術(shù)圈的氛圍明顯活躍起來,佛山等地也開始推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!按蠹矣X得看到希望了”。
2018年,國務(wù)院總理李克強(qiáng)訪問日本。中國政府網(wǎng)刊登的報(bào)道顯示,李克強(qiáng)在參觀日本豐田汽車廠區(qū)時(shí)專門問到氫燃料電池車相關(guān)問題。次年,“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”寫入政府工作報(bào)告。
此后,中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快車道,不少企業(yè)在這兩年跑步入場。企查查信息顯示,經(jīng)營范圍涵蓋氫能的企業(yè)中,581家成立于2018年之后,數(shù)量是之前7年總和的兩倍。
然而,直到2019年寫入政府工作報(bào)告,氫能還是從燃料電池汽車的角度被理解。2020年提出的“雙碳”目標(biāo),才真正使氫能從能源層面得到重視,這也是此輪氫能熱的內(nèi)在原因。
2020年9月,國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布,中國要在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
蔣利軍對記者介紹,要想實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),必須以風(fēng)能、太陽能等可再生能源取代煤炭,形成以可再生能源為主體的能源結(jié)構(gòu)。然而,可再生能源存在不穩(wěn)定的問題,需要長周期的儲能介質(zhì),氫提供了一種解決方案。
雄川氫能副總經(jīng)理李榮軍對記者介紹,由于電無法大規(guī)模存儲,可再生能源發(fā)電存在大量棄風(fēng)、棄光等現(xiàn)象。氫能發(fā)展后,利用風(fēng)電、光電等電解水制氫,將電以氫的形式存儲起來,實(shí)現(xiàn)長時(shí)間、長距離存儲和運(yùn)輸,需要時(shí)再轉(zhuǎn)化為電能、熱能等其他形式。
“雙碳”目標(biāo)的確立將氫能的重要性提升到能源高度,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也隨之加快。
鴻基創(chuàng)能首席執(zhí)行官鄒渝泉對此有切身感受。2017年他從加拿大回到廣州創(chuàng)辦鴻基創(chuàng)能,專注于燃料電池膜電極研發(fā)和生產(chǎn)。
鄒渝泉回憶,2018年他和廣東省主要領(lǐng)導(dǎo)去國家發(fā)改委匯報(bào)廣東的氫能工作,當(dāng)時(shí)還有不少質(zhì)疑聲音?!皠e人不跟你討論氫燃料電池,你說要用電解水制氫,我們電都不夠用,你還要去制氫,這不是開玩笑?而且我好好的電直接充到電動車上,為什么要再用氫燃料電池?”
氫能發(fā)展后,利用風(fēng)電、光電等電解水制氫,將電以氫的形式存儲起來,實(shí)現(xiàn)長時(shí)間、長距離存儲和運(yùn)輸,需要時(shí)再轉(zhuǎn)化為電能、熱能等其他形式。
鄒渝泉對這些拷問記憶猶新。
2020年9月21日,國家能源局等五部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》,采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”方式,激勵(lì)燃料電池汽車關(guān)鍵核心技術(shù)發(fā)展。
在這之后,鄒渝泉開會時(shí)不再遇到兩年前的拷問。融資也開始變得容易。鄒渝泉回憶,2017年剛創(chuàng)業(yè)時(shí),也有不少投資人來聯(lián)系,但不少持觀望態(tài)度,真正愿意真金白銀投入的出資方并不多。
2020年上半年,鴻基創(chuàng)能啟動A輪融資,鄒渝泉前后忙了八九個(gè)月,見了四五十家投資方,只融到1.5億元。
五部門的通知出臺后,鴻基創(chuàng)能的融資速度和估值都提升了。A+輪融資只花了三個(gè)月時(shí)間,總額達(dá)到2億元。
中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,真正的難題是包含制取、運(yùn)輸、加氫在內(nèi)的氫氣供應(yīng)鏈建設(shè)。
廣州第一座加氫站2019年就出現(xiàn)在黃埔區(qū)春園東路,該站氫氣價(jià)格最近從每千克80多元漲到了93元。加氫站工作人員告訴記者,漲價(jià)主要是因?yàn)闅錃夤?yīng)量跟不上。
事實(shí)上,氫氣的制取技術(shù)目前已很成熟,制約氫氣供應(yīng)的主要是運(yùn)輸問題。運(yùn)輸成本、運(yùn)輸車輛、氫氣充裝位等都限制了氫氣運(yùn)輸能力。
李榮軍介紹,由于制氫屬于化工項(xiàng)目,按照2008年頒布的《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的指導(dǎo)意見》,制氫必須在化工園區(qū)內(nèi)進(jìn)行,再運(yùn)輸?shù)郊託湔尽?/p>
李榮軍介紹,以目前通行的高壓氣態(tài)的方式運(yùn)輸,一車氫的運(yùn)輸量只有300公斤,距離在100公里以內(nèi)時(shí)運(yùn)輸成本尚可承擔(dān),超過100公里就不劃算。
趙吉詩從運(yùn)輸能力方面給記者算了一筆賬。按照廣東省目前計(jì)劃推廣1萬輛氫燃料電池汽車來算,需要400臺運(yùn)輸氫氣的長管拖車,目前廣東省長管拖車總數(shù)不到160臺,國內(nèi)最大的長管拖車生產(chǎn)廠家中集安瑞科要全力生產(chǎn)兩年,才能彌補(bǔ)這個(gè)缺口。
另一方面,充裝位數(shù)量少也限制了氫氣外運(yùn)能力。李榮軍介紹,一車氫氣要充4~5個(gè)小時(shí),很多地方只配置了兩三個(gè)充裝位,即使一天24小時(shí)連續(xù)充也只能充幾次,一個(gè)加氫站就用掉不少。
一車氫氣要充4~5 個(gè)小時(shí),很多地方只配置了兩三個(gè)充裝位,即使一天24 小時(shí)連續(xù)充也只能充幾次,一個(gè)加氫站就用掉不少。
趙吉詩認(rèn)為,解決氫氣運(yùn)輸問題的有效辦法是支持制氫和加氫一體化,采用分布式制氫和集中制氫—配送相結(jié)合的方式拓寬氫源供給方式、提高供應(yīng)能力。但是,現(xiàn)在制氫必須在化工園區(qū)內(nèi)進(jìn)行,分布式制氫規(guī)?;茝V受限。
除了制取和運(yùn)輸問題,加氫站建設(shè)也受到嚴(yán)格管控。李榮軍介紹,建設(shè)加氫站需要有政府的規(guī)劃指標(biāo),審批也非常嚴(yán)格。雄川氫能建設(shè)的第一個(gè)加氫站前后蓋了十七八個(gè)章,花了半年多時(shí)間才辦完手續(xù)。
2020年9月,國家能源局等五部門公布《燃料電池汽車城市群示范目標(biāo)和積分評價(jià)體系》。其中,進(jìn)行積分獎(jiǎng)勵(lì)的領(lǐng)域除了“燃料電池汽車推廣應(yīng)用”,還包括“氫能供應(yīng)”。
后者的關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)為“氫能供應(yīng)及經(jīng)濟(jì)性”,城市群示范目標(biāo)為車用氫氣年產(chǎn)量超過5000噸,加氫站氫氣零售價(jià)格不高于35元/公斤,并鼓勵(lì)清潔低碳?xì)錃庵迫 ?/p>
盡管氫能受到政策鼓勵(lì),但投身其中的大小公司都面臨著市場不成熟、基礎(chǔ)設(shè)施不完善的局面?!跋扔须u還是先有蛋”的問題擺在整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)面前。
地方政府破局的思路之一是發(fā)展全產(chǎn)業(yè)鏈,通過整合上下游環(huán)節(jié)降低成本。
2019年8月,廣州黃埔區(qū)政府和廣州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管委會出臺促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展辦法,以當(dāng)時(shí)全國最大的力度扶持氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。2021年6月,該辦法修訂版文件發(fā)布,強(qiáng)化氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),打造氫能產(chǎn)業(yè)集群。
公司創(chuàng)立之初,雄川氫能便考慮以全產(chǎn)業(yè)鏈布局的方式進(jìn)行發(fā)展,公司業(yè)務(wù)涵蓋核心零部件研發(fā)制造、整車開發(fā)、加氫站建設(shè)等環(huán)節(jié)。雄川氫能租下黃埔區(qū)東鵬大道一處一萬多平方米的園區(qū),組建灣區(qū)氫能孵化中心,吸引各類氫能企業(yè)入駐。
記者在孵化中心入口處看到,展牌上陳列了14家入駐企業(yè),業(yè)務(wù)范圍涵蓋氫能產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)。企查查顯示,其中10家成立于2019年之后。
2021年,雄川氫能中標(biāo)黃埔區(qū)500輛氫燃料電池泥頭車項(xiàng)目。李榮軍介紹,車的零部件主要從合作公司引進(jìn),燃料電池系統(tǒng)的核心零部件依托孵化中心進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn),再由東風(fēng)、一汽等下游整車廠制造車輛。
采用這樣的方式,李榮軍坦言是不得已而為之。“我們也不建議做全產(chǎn)業(yè)鏈,如果是一個(gè)成熟產(chǎn)業(yè),專注做好一個(gè)環(huán)節(jié)也可以走向市場、降低成本。現(xiàn)階段氫能市場體量這么小,我們逼得沒辦法才做全產(chǎn)業(yè)鏈,也是和現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段相匹配。”李榮軍表示,目前氫燃料電池商用車的價(jià)格依然比柴油車高2~3倍,市場競爭力有限,一定程度上依賴政府采購和補(bǔ)貼,只能實(shí)現(xiàn)半市場化。
同樣入駐廣州黃埔區(qū)的鴻基創(chuàng)能則選擇以聚焦方式發(fā)展,專攻燃料電池系統(tǒng)中最核心的膜電極。該公司CEO鄒渝泉回國前曾在加拿大AFCC公司從事燃料電池研發(fā)工作,他介紹,這家由奔馳和福特合資成立的公司在七八年前每年研發(fā)投入就已高達(dá)3億元人民幣。
在2021年年初訂單還不確定時(shí),鴻基創(chuàng)能就定下100萬片生產(chǎn)目標(biāo)?!斑@個(gè)基數(shù)可能市場現(xiàn)在根本沒有,我們是在培養(yǎng)市場、制造市場?!编u渝泉表示,2021年鴻基創(chuàng)能的膜電極市場占有率接近一半,年?duì)I收達(dá)到3億元左右。
資金實(shí)力更雄厚的上市公司,則直接選擇以投資的方式布局氫能產(chǎn)業(yè)。鴻基創(chuàng)能的股東之一美錦能源過去數(shù)年間就先后控股飛馳汽車,入股鴻基創(chuàng)能和國鴻氫能。
但對于剛剛熱起來的氫能市場,不少企業(yè)仍在觀望政策走向,等待財(cái)政補(bǔ)貼來加速市場培育。
廣汽研究院發(fā)動機(jī)系統(tǒng)研發(fā)部副部長、氫燃料電池汽車研發(fā)項(xiàng)目總監(jiān)占文鋒介紹,廣汽在2008年就已著手研發(fā)氫燃料電池汽車,但當(dāng)時(shí)實(shí)際運(yùn)營條件并不成熟,只停留在研發(fā)階段。
2021年10月份,廣汽首款氫能源汽車投入示范運(yùn)行。但廣汽對下一步氫能源汽車仍將以示范運(yùn)行為主,計(jì)劃2025年乘用車產(chǎn)量達(dá)到1000臺,距離市場化投產(chǎn)仍有距離。
占文鋒表示,目前氫燃料電池汽車價(jià)格較高,豐田在美國售賣的氫燃料電池汽車價(jià)格每臺約合31萬元人民幣,是同級別電動車、燃油車價(jià)格的兩倍左右。產(chǎn)量小是氫燃料電池車價(jià)格居高不下的重要原因,而售價(jià)高又阻礙了氫燃料電池車的市場推廣。
在占文鋒看來,產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,政府補(bǔ)貼是培育市場的重要手段。“技術(shù)上我們自己肯定要做好準(zhǔn)備,需要的話隨時(shí)能拿出來,但具體的生產(chǎn)量確實(shí)跟現(xiàn)在政府的激勵(lì)程度會有很大的關(guān)系?!?/p>
◎ 來源|南方周末