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关于燃料电池汽车发展规划的思考

2019-08-02

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董扬汽车视点

一、要不要大力发展燃料电池汽车?

这似乎本不应该是一个问题,但是实际上却不见得。记得去年李克强总理访问日本,去丰田公司考察,考察内容包括燃料电池汽车。于是坊间盛传,领导认为动力电池电动汽车不行了,要转向燃料电池汽车。这显然是谣传,但其背后的逻辑值得我们警惕:这就是把复杂的产业发展问题简单化,认为在传统汽车技术领域我们追不上了,可以在电动汽车领域弯道超车;认为在解决汽车节能排放的战略取向上,只能集中到一个重点,要么是动力电池电动汽车,要么是燃料电池汽车。总之希望找到一条捷径来建建成汽车强国。最近政府的燃料电池汽车补助政策出现空档期,于是业内疑虑又起:会不会因为动力电池电动汽车发展良好,政府要放缓对于燃料电池汽车的支持?

笔者认为这样的担心是不必要的。理由有二:一是在政府发布的《节能与新能源汽车发展规划(2012~2020)》中,明确将燃料电池作为重点发展方向之一。现在正在制定的《新能源汽车发展规划(2020~2035)》中,燃料电池汽车也是发展重点。因此不存在政府要放缓对于燃料电池汽车支持的情况。二是就技术特点而言,动力电池电动汽车适用于乘用车,而燃料电池汽车更适用于长途重载的商用车。二者是并行互补的关系,明确这一点很重要。我们应该全面的看待电动汽车相关技术发展:经过最近20年的发展,一方面动力电池有了长足的进步,业界普遍认同,动力电池电动汽车可作为乘用车转型升级的主要方向;另一方面燃料电池电动汽车也有了长足的进步,正在被明确为商用车转型升级的主要方向。

二、要不要把重型载货汽车作为燃料电池汽车的主要发展方向?

当前,对于动力电池电动汽车的发展规划目标是明确的,各大汽车公司都已作出全面电动化转型的规划,甚至有些国家和地区还提出了禁售燃油车的时间目标。但是这些规划和实践目标中不包括商用车,特别是用于高速公路长途运输的重型载货车。国际上燃料电池汽车发展多集中于乘用车领域,5年前技术上取得重大突破的日本丰田明星车型mirai就是乘用车,在mirai推广并不理想的情况下,最近日本丰田公司开始把mirai的燃料电池动力系统用于大客车。早些年,我国燃料电池汽车研究也都是跟随国际路线,集中于乘用车,近年来才开始转向大客车和物流车。然而笔者认为,基于燃料电池已取得重大技术进步,以及我国节能减排的目标要求,我们现在应该把重型载货汽车作为燃料电池汽车的主要发展方向。理由如下:

一是我国节能减排与能源紧缺形势严峻。一方面,我国已成为二氧化碳排放世界第一大国,若要兑现我国政府在巴黎协定中的承诺,需要大幅度降低汽车的碳排放。而动力电池电动汽车的推广,仅可以大幅度降低乘用车领域的碳排放。虽然商用车数量不到全部车辆的1/5,但燃油消耗却接近一半。因此我们需要明确有效的措施降低商用车领域的碳排放。另一方面,我国石油进口依存度已超过70%,能源安全形势严峻。要解决这一问题,我们也必须有明显降低商用车,特别是中重型载货车对柴油依赖的措施。

二是技术发展已经成熟。研究表明,基于当前的技术路线,如果能够大规模产业化,燃料电池动力系统的成本可以与柴油机相当,而氢气的产、输、供成本可以与柴油相当。因此制定较大规模电池汽车产业化的规划基础已经形成。

三是我国具有发展燃料电池汽车的独到优势。与动力电池电动汽车可以使用现有的供电网络不同,发展燃料电池汽车需要重新建立氢的供应系统。与发达的国家不同,我国还处于大规模的基础设施建设阶段,因此在可用于建设基础设施的财力物力方面,我国具有优势。另外,我国风电光伏发展迅速,有大量的碎片化能源需要消纳,可以用于制氢。我国还有全世界规模最大的化学工业体系,每年产生大量的工业副产氢。同时,我国还是全世界最大的商用汽车生产国和最大的市场,无论是市场规模还是企业实力,都足以支撑发展燃料电池汽车。最后我们还有10年来产业化推广动力电池电动汽车的经验和教训,可以合理处理政府推动与市场拉动的关系,合理处理产品开发和基础设施建设的关系,合理处理生产与应用的关系。

三、燃料电池用于重型载货汽车,需要补充完善技术路线。

由于笔者不是真正的专家,对于这个问题说不完全。至少有两点是需要重视的:

一是需要重视液氢路线。因为重型载货汽车需要800~1000公里续驶里程,采用压缩氢气路线不能满足需要。业内目前已逐渐达成共识,如果大规模应用,压缩氢气成本太高,需要液氢路线。因此如果我们确定以重型载货汽车为主要突破方向,就需要更重视液氢路线,缩短压缩氢气过渡过程,提前谋划液氢系统汽车产品设计和基础设施建设。

二是电电混合的程度。燃料电池技术如果用于乘用车和物流车,行驶工况复杂,储备功率大,可以采取适当缩小电堆、加大电池容量的技术路线;而燃料电池用于重型载货汽车,则需要更多考虑高速公路长途行驶的工况,合理设置燃料电池电堆的功率额度和电电混合的程度。

四、合理设定规划数量目标。

产业化推广阶段与先前的技术准备、少量试点阶段不同,需要规模市场来支撑。在此笔者大胆建议,应以2025年左右累计生产50万辆为规划目标。根据我国目前的情况,在产业化推广阶段,不可能恢复计划经济,实现政府指定个别地区少数企业重点突破。设定50万辆为目标,可以保证在几个重点区域内达到10万辆规模,使得燃料电池汽车研发、生产和氢的制取、输送、供应系统,达到一定的市场规模,足以实现技术的进步和成本的下降。政府还可以按50万辆制定补贴规划,达到50万辆后不再补贴,避免当下动力电池电动汽车发展中出现的数量发展过快,财政补贴左支右绌的尴尬状况。在当年的节能与新能源汽车2012~2020发展规划制定过程中,也存在第一阶段要不要制定50万辆为规划目标的争论,但是经过反复讨论,还是明确得出50万辆为全国产业化推广最低规模的结论。实践证明这一目标的确定是非常重要的。在此笔者绝不低估氢的制输供系统建立的难度,但笔者建议,如果出现氢的制输供系统跟不上的情况,宁可适当推迟第一阶段目标实现的时间,也不要减少第一阶段规划的数量目标。

当然,对于燃料电池汽车的推广,还有政府管理系统建立、标准法规体系建设等重大问题,但在这些方面并不存在争议,在此不多赘述。

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