中國儲能網(wǎng)訊：6月24日，歐盟委員會為歐盟提出氫戰(zhàn)略，美國加州零排放卡車法規(guī)正式獲批通過，山東出臺國內(nèi)首個省級氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，廣州出臺定位于粵港澳大灣區(qū)的氫能產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖。一天之內(nèi)，國內(nèi)外誕生四份重量級氫能戰(zhàn)略規(guī)劃，足可見氫能之熱度、發(fā)展之迫切、戰(zhàn)略之重要。
作為清潔的二次能源，氫能由于其能量密度大、可再生和零污染等特點，被視為21世紀(jì)的理想能源。世界各主要經(jīng)濟(jì)體都在國家戰(zhàn)略層面開展了氫能推廣的相關(guān)行動。
歐美：研發(fā)積累雄厚 產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)先
歐洲方面，歐盟委員會于2020年6月24日為歐盟正式提出氫戰(zhàn)略，積極推動歐盟氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。德國內(nèi)閣在2020年6月10日通過了《國家氫能戰(zhàn)略》，并提到將利用2020年下半年擔(dān)任歐盟輪值主席國的機(jī)會，力爭通過《歐洲氫能戰(zhàn)略》，在“歐洲綠色協(xié)議”的背景下，推動歐洲氫能計劃的快速實施。
在商業(yè)發(fā)展方面，德國早在2015年就在全國建設(shè)氫基礎(chǔ)設(shè)施，后來六家氫能產(chǎn)業(yè)龍頭（Air Liquide、Daimler、Linde、OMV、Shell和Total）結(jié)成了H2 Mobility聯(lián)盟以支持德國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為燃料電池車的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。除德國之外，法國、意大利、荷蘭、瑞士等國家也在積極建設(shè)加氫站以發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。
北美方面，早在20世紀(jì)70年代，美國就成功將燃料電池應(yīng)用在雙子星五號太空船和阿波羅號宇宙飛船上，成為第一個實現(xiàn)氫能源技術(shù)應(yīng)用的國家。同時，美國也是一直領(lǐng)導(dǎo)世界氫燃料電池發(fā)展的主要國家，其在2002年11月就發(fā)布了國家氫能源前景，并對氫能的研究開發(fā)投入了大量的資金。
此外，美國在2007年對加州的氫燃料電池生產(chǎn)和研究設(shè)備實行稅收全免政策。從2015年底開始，美國開始實行了新的氫能計劃，并預(yù)計在 2030-2040 年全面實現(xiàn)氫能源經(jīng)濟(jì)。從氫氣的生產(chǎn)和儲運來看，美國擁有包括Air Products、Praxair等世界先進(jìn)的氣體公司，同時還掌握著液氫儲氣罐、儲氫箱等核心技術(shù)，在液氫產(chǎn)能和價格等方面都具有絕對優(yōu)勢。目前，美國已經(jīng)建成74座加氫站，但是其中有48座位于加州。
加拿大在開發(fā)氫能源方面起步很早，并被公認(rèn)為是地球上以極低的溫室氣體排放量或無溫室氣體排放來制氫的成本最低的地方之一。在魁北克、安大略、曼尼托巴和紐芬蘭等可再生能源或核能過剩的省份，電解水制氫的價格與柴油的批發(fā)價大致相同。值得注意的是，在阿爾伯塔省、不列顛哥倫比亞省和薩斯喀徹溫省，氫氣可以通過天然氣或其他化石燃料以柴油批發(fā)價的一半左右的價格生產(chǎn)，同時還可以捕獲副產(chǎn)品CO2，并將其永久封存在地下。
此外，加拿大還擁有兩家世界上最著名的氫燃料電池公司，卑詩省的Ballard Power Inc和安大略省的Hydrogenics Corporation。其中Ballard Power Inc在氫燃料電池電堆的核心技術(shù)方面具有巨大優(yōu)勢，開發(fā)了IP產(chǎn)品組合，包括約200項專利/申請，還設(shè)計了優(yōu)化的膜電極組件（MEA）和燃料電池。
然而，加拿大雖氫能資源豐富、氫燃料電池核心技術(shù)優(yōu)勢明顯，但是由于缺乏集中的氫氣需求中心以及可行的市場，其氫能市場化應(yīng)用并不理想，目前僅建成了7座加氫站。2020年6月7日，加拿大自然資源部確認(rèn)正在制定一項國家氫能戰(zhàn)略來促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
亞太：后來者居上 積極推動商用
亞洲方面，日本作為資源短缺型國家，非常積極探索石油以外的其他能源，是世界范圍內(nèi)氫能發(fā)展應(yīng)用的最積極的推動者。日本在2014年發(fā)布了《氫能與燃料電池戰(zhàn)略路線圖》，并為建設(shè)“氫能社會”制定了“三步走”計劃。該計劃確定了到2040年在日本建成全國性的氫能供給網(wǎng)絡(luò)、2050年建成氫能社會的目標(biāo)。
目前，日本是全世界氫能商業(yè)化應(yīng)用最多的國家之一，三洋電機(jī)、松下和東芝等公司以及日本豐田、日產(chǎn)和本田等汽車制造商，分別在家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供固定電站和燃料電池汽車商業(yè)化運作方面表現(xiàn)突出。據(jù)統(tǒng)計，日本在氫能及燃料電池領(lǐng)域擁有的專利數(shù)甚至多于美國，在全球質(zhì)子交換膜電池、燃料電池系統(tǒng)、車載儲氫三大領(lǐng)域技術(shù)專利數(shù)量上，兩國的技術(shù)占比均超過總量一半。
同樣資源短缺的韓國，近年來成為氫能發(fā)展的后起之秀。2019年1月，韓國政府發(fā)布《氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展路線圖》，希望以氫燃料電池汽車和燃料電池為核心，把韓國打造成世界最高水平的氫能經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先國家，到2040 年創(chuàng)造出43萬億韓元的年附加值和42萬個就業(yè)崗位。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，韓國政府將重點在氫燃料電池汽車、加氫站、氫能發(fā)電，氫氣生產(chǎn)、存儲和運輸，安全監(jiān)管等方面采取措施。
雖然韓國技術(shù)實力比不上歐美日等國家，但是以現(xiàn)代等汽車企業(yè)為依托，韓國政府建立了對氫燃料電池和加氫站的資助補(bǔ)貼計劃，并以斗山集團(tuán)為項目建設(shè)主體重點，發(fā)展大型燃料電池發(fā)電站，實力不容小覷。
澳大利亞雖然在2018年才發(fā)布《澳大利亞國家氫能路線圖》，相比美日等國家似乎有點反應(yīng)遲緩，但是由于其具有完善的天然氣生產(chǎn)、液化及運輸?shù)然A(chǔ)設(shè)施，在氫氣生產(chǎn)及運輸?shù)确矫婢哂歇毺貎?yōu)勢。
澳大利亞的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點在氫能的生產(chǎn)與供應(yīng)，意在利用其得天獨厚的地理位置優(yōu)勢將其打造為世界級氫能出口基地。近年來，澳大利亞先后與日本、韓國等國開展了氫能供應(yīng)示范項目，并與俄羅斯等氫氣供應(yīng)國進(jìn)行爭奪，以搶占?xì)錃馍a(chǎn)和出口的市場份額。
國內(nèi)：基礎(chǔ)相對薄弱 亟需縮小差距
國內(nèi)方面，我國的氫能研究起步較晚，但是近年來對氫能發(fā)展的重視程度日益提高。2019年3月15日，我國首次將充電/加氫等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)寫入《政府工作報告》。2020年5月22日在第十三屆全國人民代表大會第三次會議上，國家發(fā)展和改革委員會公布了《關(guān)于2019年年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃執(zhí)行情況與2020年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃草案的報告》，報告首次將 “制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃”正式納入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展計劃。
制氫方面，我國受制于資源分布和技術(shù)水平，目前主要氫氣的生產(chǎn)還是來源于化石能源，清潔能源制氫占比較小。儲氫方面，我國目前主要使用高壓氫罐儲氫，相對于液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫等技術(shù)，高壓儲氫的體積比容量相對較小，儲氫密度低，而且70Mpa儲氫罐的制備生產(chǎn)仍是瓶頸。我國液態(tài)儲氫僅用于航天工程，未涉及民用領(lǐng)域，固態(tài)儲氫有待克服技術(shù)問題，尚未進(jìn)入商業(yè)化使用。
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，截至2020年1月，我國已建成61座加氫站，規(guī)劃在建的有84座。但由于加氫站需要的壓縮機(jī)、加氫機(jī)、閥門、墊圈等核心設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口，導(dǎo)致加氫站建設(shè)成本居高不下。氫燃料電池生產(chǎn)方面，我國生產(chǎn)的氫燃料電池主要應(yīng)用集中在客車和運輸專用車，民用轎車和家用燃料電池等基本處于商業(yè)空白。
企業(yè)發(fā)展方面，中國的燃料電池生產(chǎn)企業(yè)正在迅速崛起，但是氫燃料電池電堆的關(guān)鍵技術(shù)仍依靠國外。比如，豐田汽車與一汽、東風(fēng)、北汽、廣汽、億華通等五家中國車企合作成立“聯(lián)合燃料電池系統(tǒng)研發(fā)（北京）有限公司”，其中豐田出資比例最大為65%，其次是億華通出資占比為15%，其余出資比例均為5%。僅從出資比例來看，國內(nèi)車企并不占主動優(yōu)勢，而是擔(dān)任輔助角色。
除豐田之外，我國與巴拉德合資或合作的公司超過7家，其中包括中山大洋電機(jī)、國鴻氫能、濰柴動力、上海重塑、北京億華通等國內(nèi)龍頭企業(yè)，這些公司在國內(nèi)生產(chǎn)巴拉德技術(shù)授權(quán)的燃料電池堆，然后包裝成本地組裝的燃料電池發(fā)動機(jī)，最后運用到巴士和商用車上。
綜合來看，我國氫能的研發(fā)生產(chǎn)仍處于中國“制”造階段，而非中國“智”造階段。眼下，我國迫切需要縮小國際差距，制定國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，匯集政企學(xué)研用優(yōu)勢資源，打通氫能制儲運產(chǎn)業(yè)鏈堵點，實現(xiàn)氫能在工業(yè)、能源、交通、住建等多個領(lǐng)域的科學(xué)應(yīng)用。
本文作者：不列顛哥倫比亞大學(xué) 周冰心
文章發(fā)表于《新能源汽車報》總第262期
