中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究(2013)


鋰電世界 燃料電池用途廣泛,如潛艇、隱蔽通信站動(dòng)力、家庭用小型三聯(lián)供等領(lǐng)域。電動(dòng)車領(lǐng)域是燃料電池應(yīng)用的主要方向,市場(chǎng)已有采用燃料電池發(fā)電的電動(dòng)車出現(xiàn)。
賽迪經(jīng)智近日在京發(fā)布《中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究(2013年)》。研究報(bào)告在深入研究世界燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)、中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)政策和應(yīng)用市場(chǎng)、燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上,提出了未來(lái)幾年中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì),為地方政府和企業(yè)布局中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)提供決策參考和發(fā)展建議。
燃料電池?zé)岫仍倨?,歐美加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化支持力度
歐美有關(guān)政府今年開(kāi)始重視燃料電池的產(chǎn)業(yè)化,燃料電池的熱度再起。美國(guó)能源部將啟動(dòng)一項(xiàng)名為H2USA的項(xiàng)目,支持氫燃料電池研發(fā)。英國(guó)政府2013年2月宣稱氫燃料電池汽車發(fā)展計(jì)劃是UKH2Mobility(UKH2Mobility是英國(guó)政府和跨產(chǎn)業(yè)合作計(jì)劃的代號(hào))的一部分,政府將從2015年起實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車本土化生產(chǎn),并自行研發(fā)相關(guān)技術(shù),另外還將建設(shè)氫燃料補(bǔ)給站。荷蘭政府2013年4月份表示今后兩年荷蘭將通過(guò)多項(xiàng)措施推廣氫燃料電池車(hydrogen fuel cell car),計(jì)劃在鹿特丹和埃因霍恩建設(shè)兩座氫燃料添加站,同時(shí)對(duì)阿姆斯特丹、阿勒姆現(xiàn)有氫燃料添加站進(jìn)行升級(jí),還將加強(qiáng)安全和稅收等方面的配套建設(shè)。
外主要車企推進(jìn)燃料電池新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,合作開(kāi)發(fā)的模式成為主流。韓國(guó)現(xiàn)代汽車3月份在蔚山工廠舉行了氫燃料電池電動(dòng)車量產(chǎn)儀式,從本月末起將正式生產(chǎn)途勝ix氫燃料電池電動(dòng)車,途勝ix氫燃料電池電動(dòng)車上將安裝現(xiàn)代汽車獨(dú)立研發(fā)的100公里級(jí)Stack燃料電池和壓縮為700個(gè)大氣壓的氫罐,一次充電可行駛594公里。鈴木與Intelligent Energy組建的合資公司——SMILE FC系統(tǒng)公司日前在日本橫濱建成一座燃料電池生產(chǎn)廠,該工廠可隨時(shí)量產(chǎn)燃料電池以向鈴木供應(yīng)用于整合汽車的燃料電池堆。寶馬公司2013年3月正式宣布在南卡羅萊納州Spartanburg的寶馬汽車廠內(nèi)擴(kuò)大燃料電池的使用規(guī)模,到2013年公司的FCV已經(jīng)達(dá)到了230輛。寶馬與豐田宣布合作共同研發(fā)燃料電池,戴姆勒宣布將與福特及日產(chǎn)聯(lián)手共同針對(duì)燃料電池領(lǐng)域展開(kāi)研發(fā)工作,計(jì)劃在五年之內(nèi)聯(lián)合推出價(jià)格合理的燃料電池汽車,并共享其燃料電池技術(shù),以通過(guò)規(guī)模效應(yīng)來(lái)降低昂貴的生產(chǎn)成本。
中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步增大,產(chǎn)業(yè)鏈處于完善過(guò)程中
中國(guó)燃料電池行業(yè)受到宏觀環(huán)境和政府政策的推動(dòng),近年保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)速度。即使在2008年全球燃料電池因金融風(fēng)暴增速下降時(shí),中國(guó)燃料電池市場(chǎng)因國(guó)內(nèi)新能源動(dòng)力電池市場(chǎng)強(qiáng)勁保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
從燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域和機(jī)構(gòu)研究熱點(diǎn)來(lái)看,根據(jù)賽迪經(jīng)智統(tǒng)計(jì),與國(guó)外不同的是,中國(guó)燃料電池市場(chǎng)重點(diǎn)在運(yùn)輸工具領(lǐng)域,占到整個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的74%,便攜式電源占16%,而發(fā)電系統(tǒng)電源占10%左右。與此相對(duì)應(yīng)的是,中國(guó)燃料電池投入最大的的領(lǐng)域在于PEM,以適用于車用燃料電池市場(chǎng)。同時(shí),制約燃料電池另外兩大瓶頸,燃料儲(chǔ)存和燃料基礎(chǔ)設(shè)施的研究投入也占相當(dāng)大的比例,分別占投入的15%和8%。
目前,燃料電池行業(yè)重在研發(fā)而非產(chǎn)業(yè)化,國(guó)內(nèi)有60多家機(jī)構(gòu)在從事燃料電池的研究。這些機(jī)構(gòu)中的大多數(shù)為研究所,大多數(shù)研究的重點(diǎn)是PEM技術(shù)。
表3中國(guó)燃料電池主要研究機(jī)構(gòu)
國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的燃料電池企業(yè)很少,規(guī)模較大的主要有大連新源動(dòng)力股份有限公司、上海神力科技有限公司等,它們的產(chǎn)品主要集中在質(zhì)子交換膜燃料電池,包括此類燃料電池的雙極板、質(zhì)子交換膜和有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。所生產(chǎn)出的燃料電池往往出售給政府部門、科研院所、高校等機(jī)構(gòu),如應(yīng)用于運(yùn)輸工具的燃料電池主要是通過(guò)政府、大型國(guó)企采購(gòu)銷售的,主要以公交車和政府用車為市場(chǎng)切入點(diǎn)。
國(guó)內(nèi)車企和研究機(jī)構(gòu)脫節(jié)開(kāi)發(fā),技術(shù)進(jìn)展緩慢
中國(guó)車企的氫燃料電池技術(shù),已落后于歐美日車企,特別是在電池壽命與成本上。國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命還在2000小時(shí)左右,而國(guó)際先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)到8000小時(shí)左右。氫燃料電池設(shè)計(jì)壽命要達(dá)到5000小時(shí)才能達(dá)到產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)要求,而德國(guó)戴姆勒公司開(kāi)發(fā)燃料電池B級(jí)車、豐田開(kāi)發(fā)燃料電池SUV、本田公司的FCX clarity轎車和美國(guó)通用公司的Equinox SUV都已達(dá)到相關(guān)要求。
氫燃料電池汽車成本過(guò)高是全球車企需要共同面對(duì)的問(wèn)題,但中國(guó)相關(guān)數(shù)據(jù)早在2008年就已經(jīng)被拉開(kāi)較大差距。根據(jù)國(guó)際氫能與燃料電池伙伴組織報(bào)告,當(dāng)年燃料電池系統(tǒng)成本數(shù)據(jù)顯示,美國(guó)為73美元/kW,韓國(guó)66美元/kW,而中國(guó)為130美元/kW。列入量產(chǎn)化計(jì)劃的國(guó)際巨頭正致力于成本的降低。豐田汽車宣稱其氫燃料電池SUV在2015年價(jià)格可由13萬(wàn)美元降低至5萬(wàn)美元;奔馳在今年年初計(jì)劃與福特、日產(chǎn)共享氫燃料電池汽車技術(shù),目的之一也為降低成本。
中國(guó)車企在輕燃料電池技術(shù)上的落后,源于研發(fā)模式的不合理。中國(guó)采用了機(jī)構(gòu)、高校負(fù)責(zé)氫燃料電池汽車研發(fā)的模式,沒(méi)有鼓勵(lì)企業(yè)參與研發(fā),企業(yè)積極性不高,導(dǎo)致市場(chǎng)化研發(fā)缺位。政府過(guò)去幾年在政策上冷落氫燃料電池汽車是企業(yè)過(guò)于單一迷戀純電動(dòng)汽車的一個(gè)重要原因。2008年后,新能源汽車發(fā)展路線選擇時(shí),中國(guó)政府引導(dǎo)政策主要針對(duì)純電動(dòng)汽車制定,基本放棄氫燃料電池汽車。
中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議
1、實(shí)現(xiàn)車企和研究機(jī)構(gòu)合作開(kāi)發(fā)模式,重點(diǎn)突破關(guān)鍵技術(shù)
燃料電池汽車是一個(gè)“機(jī)-電-液-氫”相互耦合作用復(fù)雜系統(tǒng),是一個(gè)依賴機(jī)械、化工、電力電子、材料等工業(yè)基礎(chǔ)的復(fù)雜系統(tǒng),是一個(gè)涉及車輛工程、機(jī)械工程、材料工程、管理工程、信息工程、交通工程等多學(xué)科交叉融合的系統(tǒng),是一個(gè)涉及基礎(chǔ)科學(xué)研究、前沿技術(shù)開(kāi)發(fā)和新技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題綜合體。燃料電池的研發(fā)一定要實(shí)現(xiàn)車企和科研院所的聯(lián)合開(kāi)發(fā)。
2、國(guó)家政策需要持續(xù)支持,重點(diǎn)在研發(fā)領(lǐng)域進(jìn)行投入
在國(guó)內(nèi)主流大型整車企業(yè)疲于建立傳統(tǒng)汽車自主創(chuàng)新能力,小型汽車生產(chǎn)商研發(fā)熱情高漲但技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)薄弱尷尬情況下,國(guó)家政府部門應(yīng)站在加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力,持續(xù)支持加大新能源汽車研發(fā)。我國(guó)在燃料電池汽車整體研發(fā)基礎(chǔ)薄弱現(xiàn)狀下,研發(fā)投入仍然明顯低于世界主要國(guó)家的燃料電池汽車研發(fā)投入。在國(guó)外汽車生產(chǎn)商紛紛將2014~2016年作為燃料電池汽車市場(chǎng)導(dǎo)入起點(diǎn)情況下,我國(guó)政府更應(yīng)加大研發(fā)投入力度,抓住留給我國(guó)約4~6年時(shí)間迎頭趕上,提升我國(guó)燃料電池汽車技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)新能源汽車跨越式發(fā)展。
國(guó)家頒布的《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》,燃料電池轎車獲得了國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼25萬(wàn)元/輛、6萬(wàn)元/輛和3000元/kWh標(biāo)準(zhǔn)。從補(bǔ)貼額度上看,燃料電池汽車獲得了更多的國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼額度,但是從財(cái)政補(bǔ)貼與整車成本差值平均值看,由于燃料電池汽車整車成本高,在獲得相應(yīng)國(guó)家補(bǔ)貼之后,仍然存在很大的差額,這必將阻礙燃料電池汽車示范推廣。因此,政府應(yīng)調(diào)整新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),引導(dǎo)燃料電池汽車發(fā)展。
3、完善電池標(biāo)準(zhǔn)先行,開(kāi)展燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
經(jīng)過(guò)聯(lián)系兩個(gè)五年電動(dòng)汽車科技計(jì)劃攻關(guān),我國(guó)累計(jì)頒布了56條國(guó)家或行業(yè)電動(dòng)汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),初步建立了電動(dòng)汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,基本能夠滿足當(dāng)前電動(dòng)汽車科學(xué)研究、產(chǎn)品試驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)指導(dǎo)、產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入和商業(yè)化示范推廣應(yīng)用需要,被公認(rèn)為處于世界前列。但分析已頒布技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn),我國(guó)燃料電池汽車相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只有8項(xiàng),而同期ISO有19項(xiàng),美國(guó)SAE有16項(xiàng),中國(guó)燃料電池汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺乏,如表5。與此同時(shí),在現(xiàn)有8項(xiàng)燃料電池汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中,其中5項(xiàng)主要圍繞氫能基礎(chǔ)設(shè)施,而燃料電池汽車整車和零部件分別只有1項(xiàng),燃料電池汽車整車及關(guān)鍵零部件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺乏,因此在“十二五”期間,國(guó)家應(yīng)該加大投入,進(jìn)行燃料電池汽車(含整車和關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和試驗(yàn)等)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究,建立燃料電池汽車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。
4、規(guī)劃先行,籌劃未來(lái)燃料電池汽車氫氣供給網(wǎng)絡(luò)
目前全世界已經(jīng)有200余個(gè)加氫站,與此同時(shí),歐洲計(jì)劃在2015年前投資5歐億元建設(shè)40個(gè)加氫站,韓國(guó)擬建50個(gè)加氫站,意大利擬建25個(gè)加氫站,日本于2012年前再增加10個(gè)加氫站,并于2015年前在東京、名古屋、大阪和福岡四大城市市區(qū)和高速公路建設(shè)100座加氫站,德國(guó)巴符能源公司(德國(guó)第三大電力公司)、奧地利OMV石油公司、殼牌公司、法國(guó)道達(dá)爾公司(全球第四大石油化工公司)和瑞典Vattenfall(歐洲第五大能源公司)等全球大型能源公司簽訂備忘錄,決定在德國(guó)建設(shè)燃料電池汽車基礎(chǔ)設(shè)施以促進(jìn)燃料電池汽車在德國(guó)的推廣。我國(guó)在2008北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)大型國(guó)際活動(dòng)背景下共建設(shè)了3座加氫站,研制了2輛移動(dòng)加氫車。隨著燃料電池汽車由技術(shù)驗(yàn)證和試驗(yàn)考核階段向市場(chǎng)培育過(guò)渡,“能源供應(yīng)商-基礎(chǔ)設(shè)施制造商-基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)商-城市規(guī)劃、環(huán)境測(cè)評(píng)等政府部門”應(yīng)以價(jià)值鏈為紐帶聯(lián)合起來(lái),結(jié)合我國(guó)能源分布、產(chǎn)業(yè)聚集和現(xiàn)有工作基礎(chǔ),統(tǒng)籌規(guī)劃,以點(diǎn)帶線,以線構(gòu)面,建立“點(diǎn)-線-面”結(jié)合的氫氣“制取-運(yùn)輸-存儲(chǔ)-加注”網(wǎng)絡(luò)。在項(xiàng)目初期,應(yīng)參考日本等經(jīng)驗(yàn),設(shè)立“氫氣社區(qū)”項(xiàng)目,探索氫氣制取-運(yùn)輸-使用一體化智能社區(qū)。
5、面向國(guó)際,積極參與國(guó)際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)與合作
為共同推進(jìn)燃料電池和氫能技術(shù)進(jìn)步,德國(guó)、日本、英國(guó)、加拿大、歐盟、美國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)等國(guó)家和組織聯(lián)合成立了國(guó)際氫能合作組織,開(kāi)展學(xué)術(shù)交流和研發(fā)信息共享。與此同時(shí),世界主要國(guó)家為促進(jìn)本國(guó)氫能和燃料電池技術(shù)創(chuàng)新,設(shè)立了形式各樣的合作交流平臺(tái),如美國(guó)FCHEA、日本NEDO、德國(guó)NOW、加拿大和英國(guó)的HFCA等。相關(guān)機(jī)構(gòu)依托該平臺(tái)開(kāi)展政府攻關(guān)、企業(yè)技術(shù)服務(wù)和學(xué)術(shù)科研交流等活動(dòng)。中國(guó)作為世界燃料電池和氫能重要力量,應(yīng)積極主動(dòng)參與國(guó)際合作分工,與上述機(jī)構(gòu)開(kāi)展合作,并積極參與歐盟第七框架計(jì)劃、聯(lián)合國(guó)環(huán)境署、政府間合作協(xié)定項(xiàng)目申報(bào)和具體實(shí)施。在堅(jiān)持自主創(chuàng)新基礎(chǔ)上,實(shí)施開(kāi)發(fā),引入競(jìng)爭(zhēng),跟蹤并引領(lǐng)燃料電池汽車和氫能技術(shù)進(jìn)步。